V praktičnih aplikacijah morajo biti frekvenčni pretvorniki običajno opremljeni z reaktorji, filtri, zavornimi upori in zavornimi enotami, da se zagotovi stabilnost njihovega delovanja, podaljša življenjska doba opreme in se učinkovito izognejo negativnim vplivom na električno omrežje in opremo. Sledijo funkcije vsake komponente in njihovi razlogi:

1. Reaktorji
Reaktorji so običajno dodani na vhod ali izhod frekvenčnega pretvornika. Njihove glavne funkcije so:

Zmanjšajte harmonike in tokovna nihanja: frekvenčni pretvorniki bodo ustvarili harmonike, zlasti nizkofrekvenčne harmonike (kot sta 5. in 7. harmonik). Ti harmoniki bodo povzročili tokovna nihanja, vplivali na delovanje motorja in povečali obremenitev električnega omrežja. Reaktorji lahko učinkovito zatrejo te harmonike in zmanjšajo vpliv na električno omrežje in drugo opremo.

Gladka tokovna nihanja: reaktorji lahko zmanjšajo vpliv preklopne frekvence frekvenčnega pretvornika na tok, naredijo tokovno valovno obliko bolj gladko in pomagajo zmanjšati tokovne harmonike električnega omrežja.

Omejitev prenapetosti in pretoka: reaktorji lahko v nekaterih primerih omejijo pojav prenapetosti ali pretoka, s čimer zaščitijo frekvenčne pretvornike in motorje pred poškodbami.

Razlogi za namestitev: zaščitite opremo, zmanjšajte vpliv harmonikov na električno omrežje in električno opremo ter se izognite visokofrekvenčnim nihanjem in težavam s prevelikim tokom.

2. Filtri
Filtri se običajno uporabljajo na izhodnem koncu pretvornika. Njihove funkcije so:

Odstranite visokofrekvenčne harmonike: Visokofrekvenčni preklopni šum, ki ga ustvarja pretvornik, lahko moti motor in drugo električno opremo. Filter lahko izboljša stabilnost sistema s filtriranjem visokofrekvenčnega šuma.

Izboljšajte delovno okolje motorja: filter lahko odpravi vpliv visokofrekvenčnih harmonikov na motor, prepreči težave, kot so pregrevanje, vibracije in hrup motorja, ter izboljša stabilnost delovanja motorja.

Zmanjšanje elektromagnetnih motenj (EMI): Filter lahko učinkovito zmanjša elektromagnetne motnje, zagotovi, da oprema izpolnjuje standarde elektromagnetne združljivosti (EMC), in prepreči vplivanje na normalno delovanje druge elektronske opreme.

Razlogi za namestitev: Zmanjšajte visokofrekvenčne motnje in harmonike, izboljšajte električno okolje sistema ter zaščitite motor in drugo opremo pred motnjami.

3. Zavorni upor
Zavorni upori se običajno uporabljajo v povezavi z zavornimi enotami. Njihove glavne funkcije so:

Absorbiranje regenerativne energije: Ko se motor, ki ga poganja inverter, ustavi, bo rotacijska vztrajnost motorja pretvorila kinetično energijo v električno energijo in jo vrnila v inverter. Če ne ukrepate, lahko prekomerna regenerativna energija povzroči previsoko napetost vodila DC in poškoduje pretvornik. Zavorni upor lahko absorbira to odvečno energijo in jo pretvori v toplotno energijo ter tako prepreči previsoko napetost enosmernega vodila.
Izboljšajte zavorni učinek: v aplikacijah za visokohitrostni motorni pogon lahko zavorni upor učinkovito pomaga motorju hitro upočasniti in prepreči, da bi motor ob zaustavitvi ustvaril previsok povratni tok zaradi vztrajnosti.
Razlog za vgradnjo: absorbirajte regenerativno energijo motorja, da zagotovite varno delovanje pretvornika in motorja, zlasti v aplikacijah s pogostim zagonom/ustavljanjem.

4. Zavorna enota
Zavorna enota se uporablja v povezavi z zavornim uporom. V glavnem je odgovoren za nadzor in prilagajanje dela zavornega upora:

Nadzirajte napetost vodila enosmernega toka: Ko pretvornik deluje, lahko vztrajnost motorja vrne preveč energije nazaj v vodilo enosmernega toka, kar povzroči povečanje napetosti vodila. Funkcija zavorne enote je nadzor napetosti enosmernega vodila. Ko je napetost previsoka, samodejno sproži zavorni upor, da absorbira odvečno energijo in prepreči, da bi napetost vodila presegla standard.
Zagotavljanje hitrega zaviranja: Zavorna enota in upor delujeta skupaj, da omogočita pretvorniku hitro porabo odvečne energije, ko se motor ustavi ali obrne zavoro, skrajša čas zaustavitve motorja in izboljša učinkovitost krmilnega sistema.
Razlogi za vgradnjo: Nadzor povratnega toka regenerativne energije, zaščita pretvornika pred previsoko napetostjo ter zagotavljanje hitrega in varnega zaviranja motorja.

Povzetek
Pri dejanski uporabi pretvornika lahko namestitev reaktorjev, filtrov, zavornih uporov in zavornih enot:
Učinkovito zadušite harmonike, zmanjšajte elektromagnetne motnje in zagotovite stabilnost opreme in električnih omrežij.
Izboljšajte učinkovitost in življenjsko dobo delovanja motorja ter zmanjšajte težave, kot so pregrevanje motorja, hrup in vibracije, ki jih povzročajo visokofrekvenčni hrup.
Obdelajte regenerativno energijo motorja, preprečite, da bi bila napetost enosmernega vodila pretvornika previsoka, in zagotovite varno in stabilno delovanje sistema.
Zato lahko razumna konfiguracija teh komponent bistveno izboljša delovanje pretvornika, izboljša varnost sistema in podaljša življenjsko dobo opreme.
Pri uporabi frekvenčnega pretvornika (VFD) vse aplikacije ne zahtevajo vgradnje reaktorjev, filtrov, zavornih uporov in zavornih enot. Ali je treba te komponente namestiti, je odvisno od posebnega aplikacijskega okolja, sistemskih zahtev in delovnih pogojev opreme. Tukaj je nekaj pogostih razlogov in scenarijev za dodajanje teh komponent:

1. Situacije, kjer so potrebni reaktorji
Visoko harmonsko onesnaženje omrežja: Ko se pretvornik uporablja v okolju, kjer so pogoji napajanja v omrežju nestabilni ali ima omrežje močno harmonsko onesnaženje, lahko reaktor pomaga zmanjšati harmonike, ki jih ustvarja preklopna frekvenca razsmernika, da prepreči povzročanje večjega onesnaženja omrežja.
Visoka moč pretvornika: Pri uporabi razsmernikov velike moči, zlasti pretvornikov nad 50 kW, lahko reaktorji učinkovito zmanjšajo tokovna nihanja in zmanjšajo vpliv na omrežje in opremo.
Velika nihanja omrežne napetosti: reaktorji lahko zadušijo nihanja omrežne napetosti, da zagotovijo normalno delovanje pretvornika, zlasti na območjih, kjer je omrežna napetost nestabilna ali krhka.
Tipične aplikacije: razsmerniki z močnimi obremenitvami, kot so elektrarne, težki stroji in rudniki; potrebna so stroga industrijska omrežna okolja.

2. Situacije, ko so potrebni filtri
Težave z visokofrekvenčnim šumom v motornih pogonih: Visokofrekvenčni preklopni šum, ki ga ustvari pretvornik, lahko povzroči elektromagnetne motnje (EMI) motorju in okoliški elektronski opremi. Če mora vaša aplikacija zmanjšati elektromagnetne motnje ali če v bližini deluje občutljiva elektronska oprema (kot so PLC-ji, senzorji itd.), so filtri zelo potrebni.
Upoštevajte zahteve glede elektromagnetne združljivosti (EMC): Če mora oprema izpolnjevati stroge standarde EMC, lahko filter učinkovito zmanjša motnje elektromagnetnega sevanja in prevodnosti ter zagotovi, da oprema izpolnjuje nacionalne ali mednarodne standarde elektromagnetne združljivosti.
Izboljšajte delovanje motorja: če pretvornik poganja motor in obstajajo težave, kot so pregrevanje motorja, povečan hrup ali vibracije, lahko filter zmanjša vpliv, ki ga povzročajo visokofrekvenčni harmoniki.
Tipične aplikacije: aplikacije s strogimi zahtevami glede elektromagnetnih motenj, kot so visoko natančna proizvodnja, laboratorijska oprema, komunikacijska oprema, medicinska oprema itd.

3. Situacije, ko so potrebni zavorni upori
Zahteve glede pogostega zagona/ustavljanja ali zaviranja: V situacijah, ko so potrebni pogosti zagoni in zaustavitve, lahko regenerativna energija, ki jo ustvari motor zaradi vztrajnosti, povzroči močno povečanje napetosti vodila DC. V tem času je potreben zavorni upor, ki absorbira ta del energije, da prepreči, da bi napetost presegla standard in zagotovi normalno delovanje pretvornika.
Aplikacije z visoko obremenitvijo z dolgotrajnim delovanjem: Če je obremenitev motorja velika in deluje dlje časa, zlasti ko motor upočasnjuje ali se ustavlja, lahko ustvari veliko povratno energijo. Zavorni upor lahko prepreči, da bi motor zaradi vztrajnosti ustvaril čezmerno napetost.
Aplikacije, ki zahtevajo hitro zaustavitev ali upočasnitev obremenitve: na primer v aplikacijah, kot so tračni transporterji in dvigala, ki zahtevajo hitro zaustavitev, lahko zavorni upori pospešijo upočasnitev motorja in skrajšajo čas ustavitve.
Tipične uporabe: žerjavi, tekoči trakovi, tekstilni stroji, dvigala, ventilatorji in črpalke, ki se hitro zaženejo in ustavijo itd.
4. Situacije, ko so potrebne zavorne enote
Priložnosti, ko je treba nadzorovati regenerativno energijo: Ko je treba motor uporabiti v primeru hitrega zaustavljanja ali vzvratnega zaviranja, je lahko napetost vodila DC previsoka. Zavorna enota lahko spremlja in nadzoruje to napetost, da zagotovi, da ne poškoduje pretvornika.
Regenerativna energija, ki jo vrne motor, je velika: pri visokozmogljivih pretvornikih, zlasti pri velikih vztrajnostnih obremenitvah, kot so ventilatorji, črpalke, težki stroji itd., je regenerativna energija, ki jo ustvari vztrajnost motorja, velika. Zavorna enota se uporablja skupaj z zavornim uporom, da se zagotovi učinkovita absorbcija regenerativne energije in preprečijo okvare zaradi previsoke napetosti.
Delovanje pod visoko obremenitvijo in visokimi dinamičnimi pogoji: na primer v situacijah, kjer so potrebne pogoste spremembe hitrosti (kot so dvigala in žerjavi), lahko zavorna enota pomaga hitro porabiti povratno energijo in zaščiti pretvornik in motor.
Tipične aplikacije: visoko dinamični odzivni motorni pogonski sistemi, kot so dvigala, žerjavi, tračni transporterji, avtomatizirane proizvodne linije itd.

Povzetek:
Te komponente so običajno potrebne v naslednjih primerih:

Če je kakovost omrežja slaba, so harmoniki veliki ali so nihanja napetosti velika, namestite reaktor za zaščito pretvornika in omrežja.

Če obstajajo stroge zahteve glede elektromagnetnih motenj (EMI) ali je treba izboljšati gladkost delovanja motorja, namestite filter.
Za aplikacije s pogostim zagonom/ustavljanjem ali hitrim pojemkom je treba namestiti zavorni upor in zavorno enoto, ki pomagata nadzorovati povratno regenerativno energijo in zagotavljata varno delovanje pretvornika in motorja.
Ali je treba te komponente namestiti, je odvisno od posebnih potreb sistema, vrste obremenitve in delovnega okolja. Za aplikacije z visoko močjo, pogostim zagonom/ustavljanjem ali strogimi zahtevami glede električnega okolja se običajno upoštevajo te dodatne komponente.