Преобразователь частоты (ПЧ) – сложное электрическое устройство, необходимое для регулирования скорости вращения асинхронных и синхронных двигателей. В современном приводе преобразователи частоты занимают одну из важнейших позиций. Без ПЧ сложно представить нашу жизнь, ведь именно благодаря преобразователям частоты к нам в квартиру поступает вода, регулируются скорость движения лифта в наших подъездах, зачастую преобразователи частоты устанавливаются в строительные краны и грузоподъёмные машины и так далее.
Преобразователь частоты имеет большую ценность для нашего общества, так как он облегчает жизнь людям, но с его применением связаны некоторые сложности, про которые мы сегодня поговорим.
Итак, существует две основных проблемы преобразователя частоты:
- В состав преобразователя частоты входят выпрямитель и инвертор, которые вносят помехи в сеть.
- На выходе преобразователя частоты мы имеем не синусоиду, а ШИМ-модуляцию.
Обе эти проблемы негативно сказываются на сроке службы оборудования. Первую проблему решают входные фильтры, вторую выходные. Рассмотрим какими бывают фильтры и в каких целях они ставятся.
Входные фильтры:
- Дроссели - это большие накопители электрической энергии, которые помогают сгладить ток на входе преобразователя. Такой тип входного фильтра устраняет помехи большой частоты, тем самым обеспечивая защиту сети и устройства. На рисунке ниже зелёным показан ток сети без использования входного дросселя, а синим с ним.
- ЭМИ – фильтр, в свою очередь, решает другую проблему - проблему излучения помех в окружающее пространство. Целью данного фильтра является обеспечение минимального уровня электромагнитных помех для корректной работы других устройств
- Фильтр dU/dt – по сути, такие же дроссели, но устанавливаемые на выходе преобразователя. Обеспечивают более плавное нарастание тока двигателя, продлевая его срок службы. Но данный фильтр не обеспечивает гладкое нарастание напряжения.
- Синус – фильтр – имеет в своём составе помимо дросселей ёмкостной элемент (конденсатор), который решает проблему скачкообразного нарастания напряжения. Данный фильтр является улучшенной версией фильтра du/dt, но имеет большие размеры и цену.
- Синфазный фильтр - является аналогом ЭМИ - фильтра, устанавливаемого на выход преобразователя. Целью синфазного фильтра так же является устранение помех вокруг преобразователя. Представляет собой железный сплав (феррит), в который продеваются провода
В итоге входные дроссели, фильтр du/dt и синус фильтр помогают сгладить пиковые значения токов и напряжений, что положительно сказывается на сроке службы изоляции. А синфазный фильтр и ЭМИ фильтр поглощают помехи, излучаемые преобразователем частоты, а это положительно сказывается на сроке службы работы не только самого привода, но и оборудования, работающего по соседству. А для приводов большой мощности установка фильтров является обязательной.
