مرشحات الإدخال والإخراج لمحول التردد - الغرض ، مبدأ التشغيل ، الاتصال ، الخصائص

محولات التردد ، مثل العديد من المحولات الإلكترونية الأخرى التي تعمل بالتيار المتردد بتردد 50 هرتز ، فقط من خلال أجهزتهم ، تشوه شكل التيار المستهلك: التيار لا يعتمد خطيًا على الجهد ، لأن المعدل عند مدخل عادة ما يكون الجهاز تقليديًا ، أي لا يمكن السيطرة عليه. وبالمثل ، فإن التيار الناتج والجهد لمحول التردد - يختلفان أيضًا في شكل مشوه ، ووجود العديد من التوافقيات بسبب تشغيل العاكس PWM.

نتيجة لذلك ، في عملية التغذية المنتظمة للجزء الثابت للمحرك بمثل هذا التيار المشوه ، يزداد عمر العزل بشكل أسرع ، وتتدهور المحامل ، ويزداد ضجيج المحرك ، ويزداد احتمال حدوث تلف حراري وكهربائي للملفات. ولإمداد الطاقة من الشبكة تحويل التردد، فإن هذا الوضع محفوف دائمًا بوجود تداخل يمكن أن يؤدي إلى تلف المعدات الأخرى التي تعمل بواسطة نفس الشبكة.

للتخلص من المشكلات الموضحة أعلاه ، يتم تثبيت مرشحات إدخال وإخراج إضافية على محولات ومحركات التردد ، مما يوفر كلاً من شبكة الطاقة نفسها والمحرك الذي يتم تشغيله بواسطة محول التردد هذا من العوامل الضارة.

تم تصميم مرشحات الإدخال لقمع الضوضاء الناتجة عن المقوم وعاكس PWM لمحول التردد ، وبالتالي حماية الشبكة ، كما تم تصميم مرشحات الإخراج لحماية المحرك نفسه من الضوضاء الناتجة عن محول التردد PWM . مرشحات الإدخال عبارة عن مرشحات الإختناقات ومرشحات EMI ، ومرشحات الإخراج هي مرشحات الوضع الشائع ، وخنق المحرك ، ومرشحات الجيب ، ومرشحات dU / dt.

خنق خطي

الخانق المتصل بين التيار الكهربائي ومحول التردد هو خط الخانق، إنه بمثابة نوع من المخزن المؤقت. لا يمرر الخانق الخطي التوافقيات الأعلى (250 ، 350 ، 550 هرتز وأكثر) من محول التردد إلى الشبكة ، بينما يحمي المحول نفسه من ارتفاعات الجهد في الشبكة ، من الارتفاعات الحالية أثناء العبور في محول التردد ، إلخ. . .n.

يبلغ انخفاض الجهد في مثل هذا الخانق حوالي 2 ٪ ، وهو مثالي للتشغيل العادي للخانق مع محول التردد دون وظيفة تجديد الكهرباء أثناء إيقاف تشغيل المحرك.

لذلك ، يتم تثبيت اختناقات الشبكة بين الشبكة ومحول التردد وفقًا للشروط التالية: في حالة وجود ضوضاء في الشبكة (لأسباب مختلفة) ؛ مع عدم توازن المرحلة عند تشغيله بواسطة محول قوي نسبيًا (حتى 10 مرات) ؛ إذا تم تغذية عدة محولات تردد من مصدر واحد ؛ إذا كانت مكثفات تركيب KRM متصلة بالشبكة.

يوفر الخانق الخطي:

• حماية محول التردد من الجهد الزائد واختلال الطور ؛

• حماية الدوائر من التيارات عالية القصر في المحرك ؛

• إطالة عمر خدمة محول التردد.

مرشح EMP

نظرًا لحقيقة أن المحرك الذي يتم تشغيله بواسطة محول التردد هو في الأساس حمولة متغيرة ، فإن تشغيله يرتبط بالظهور الحتمي لنبضات عالية التردد في جهد التيار الكهربائي ، والتقلبات التي تساهم في توليد الإشعاع الكهرومغناطيسي الطفيلي من كبلات الإمداد خاصة إذا كانت هذه الكابلات طويلة الطول ، فقد يؤدي هذا الإشعاع إلى إتلاف بعض الأجهزة في المنطقة المجاورة.

مطلوب فقط مرشح EMF للتخلص من الإشعاع لضمان التوافق الكهرومغناطيسي مع الأجهزة الحساسة للإشعاع.

تم تصميم مرشح الإشعاع الكهرومغناطيسي ثلاثي الطور لقمع التداخل في نطاق 150 كيلو هرتز إلى 30 ميجا هرتز وفقًا لمبدأ خلية فاراداي. يجب توصيل مرشح EMI في أقرب وقت ممكن من مدخل محول التردد لتزويد الأجهزة المحيطة بحماية موثوقة ضد كل تداخل PWM. في بعض الأحيان يكون مرشح EMP مدمجًا بالفعل في محول التردد.

مرشح DU / dt

ما يسمى بفلتر dU / dt هو مرشح تمرير منخفض على شكل حرف L ثلاثي الأطوار يتكون من دوائر من المحاثات والمكثفات. يُطلق على هذا المرشح أيضًا اسم خانق المحرك وقد لا يحتوي غالبًا على مكثفات على الإطلاق وسيكون الحث كبيرًا. معلمات المرشح هي بحيث يتم قمع جميع الاضطرابات عند الترددات فوق تردد التبديل لمفاتيح التبديل العاكس PWM لمحول التردد.

إذا كان المرشح يحتوي على المكثفات، فإن قيمة السعة لكل منها تكون في حدود بضع عشرات من النانو فاراد ، و قيم الحث - ما يصل إلى عدة مئات من الخنازير الدقيقة. نتيجة لذلك ، يقلل هذا الفلتر ذروة الجهد والنبضات عند أطراف محرك ثلاثي الطور إلى 500 فولت / ميكرو ثانية ، مما يحفظ ملفات الجزء الثابت من التلف.

لذلك إذا كان محرك الأقراص يعاني من فرملة متجددة متكررة ، ولم يتم تصميمه في الأصل للعمل مع محول تردد ، أو به فئة عزل منخفضة أو كابل محرك قصير ، أو تم تثبيته في بيئة تشغيل قاسية أو تم استخدامه عند 690 فولت ، يكون مرشح dU / dt A موصى به بين محول التردد والمحرك.

على الرغم من أن الجهد الموفر للمحرك من محول التردد قد يكون على شكل نبضات مربعة ثنائية القطب بدلاً من موجة جيبية نقية ، فإن مرشح dU / dt (بسعته الصغيرة ومحثه) يعمل على التيار بطريقة تجعله يفعل في متعرج المحرك تقريبا بالضبط جيبي... من المهم أن نفهم أنه إذا استخدمت مرشح dU / dt بتردد أعلى من قيمته الاسمية ، فسوف ترتفع درجة حرارة المرشح ، أي أنه سيؤدي إلى خسائر غير ضرورية.

مرشح جيبي (مرشح جيبي)

يشبه مرشح الموجة الجيبية خنق المحرك أو مرشح dU / dt ، لكن الاختلاف يكمن في حقيقة أن السعات والمحثات هنا كبيرة ، وبالتالي فإن تردد القطع أقل من نصف تردد التبديل لمفاتيح العاكس PWM. وبالتالي ، يتم تحقيق تجانس أفضل للاضطرابات عالية التردد ، ويتضح أن شكل الجهد على لفات المحرك وشكل التيار فيها أقرب بكثير إلى الشكل الجيبي المثالي.

يتم قياس سعات المكثفات في الفلتر الجيبي بعشرات ومئات الميكروفاراد ، ويتم قياس محاثة الملفات بوحدات وعشرات المليمترات. لذلك ، فإن مرشح الموجة الجيبية كبير مقارنة بأبعاد محول التردد التقليدي.

يتيح استخدام مرشح الجيب إمكانية الاستخدام مع محول التردد حتى المحرك الذي كان في الأصل (وفقًا للمواصفات) غير مخصص للتشغيل مع محول التردد بسبب ضعف العزل. في هذه الحالة ، لن يكون هناك ضوضاء متزايدة ، تآكل سريع للمحامل ، ارتفاع درجة حرارة اللفات مع التيارات عالية التردد.

من الممكن استخدام كبل طويل بأمان بين المحرك ومحول التردد عندما يكونان متباعدين ، مع التخلص من انعكاسات النبضات في الكبل التي يمكن أن تسبب فقدان الحرارة في محول التردد.

لذلك ، يوصى بتثبيت مرشح جيبي في الظروف عندما:

• من الضروري تقليل الضوضاء ؛ إذا كان المحرك يعاني من ضعف العزل ؛

• يعاني من الكبح المتجدد المتكرر ؛

• يعمل في بيئة عدوانية. متصل بكابل أطول من 150 مترًا ؛

• يجب أن تعمل لفترة طويلة دون صيانة ؛

• أثناء تشغيل المحرك ، يزداد الجهد خطوة بخطوة ؛

• جهد التشغيل المقدر للمحرك هو 690 فولت.

يجب أن نتذكر أنه لا يمكن استخدام المرشح الجيبي بتردد أقل من قيمته الاسمية (الحد الأقصى للانحراف المسموح به للتردد الهابط هو 20٪) ، لذلك في إعدادات محول التردد ، من الضروري تعيين حد التردد أدناه. ويجب استخدام التردد فوق 70 هرتز بعناية شديدة وفي إعدادات المحول ، إذا أمكن ، قم بتعيين قيم السعة والحث لمرشح الجيب المتصل.

تذكر أن المرشح نفسه يمكن أن يكون مزعجًا ويصدر قدرًا ملحوظًا من الجسم ، حتى في حالة الحمل المقنن ، يسقط عليه حوالي 30 فولت ، لذلك يجب تثبيت الفلتر في ظروف تبريد مناسبة.

يجب توصيل جميع الخناقات والمرشحات في سلسلة مع المحرك باستخدام كبل محمي أقصر ما يمكن. لذلك ، بالنسبة لمحرك 7.5 كيلو واط ، يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لطول الكابل المحمي مترين.

مرشح الوضع العام - الأساسية

تم تصميم مرشحات الوضع الشائع لقمع الضوضاء عالية التردد. هذا المرشح عبارة عن محول تفاضلي على حلقة من الفريت (بتعبير أدق ، على شكل بيضاوي) ، تكون ملفاتها عبارة عن أسلاك ثلاثية الطور تربط المحرك بمحول التردد.

يعمل هذا المرشح على تقليل إجمالي التيارات الناتجة عن التفريغ في محامل المحرك. نتيجة لذلك ، يقلل مرشح الوضع الشائع الانبعاثات الكهرومغناطيسية المحتملة من كبل المحرك ، خاصةً إذا لم يكن الكابل محميًا. تمر الموصلات ثلاثية الطور عبر النافذة الأساسية ويظل موصل التأريض الواقي بالخارج.

يتم تثبيت القلب على الكبل بمشبك لحماية الفريت من التأثيرات الضارة للاهتزازات على الفريت (يهتز قلب الفريت أثناء تشغيل المحرك). من الأفضل تركيب المرشح على الكبل الموجود على الجانب الطرفي لمحول التردد. إذا ارتفعت درجة حرارة القلب إلى أكثر من 70 درجة مئوية أثناء التشغيل ، فهذا يشير إلى تشبع الفريت ، مما يعني أنك بحاجة إلى إضافة النوى أو تقصير الكابل. من الأفضل تجهيز العديد من الكابلات المتوازية ثلاثية الطور بجوهرها الخاص.