U praktičnim primjenama, frekvencijski pretvarači obično moraju biti opremljeni prigušnicama, filtrima, kočnim otpornicima i kočnim jedinicama kako bi se osigurala stabilnost njihove izvedbe, produžio vijek trajanja opreme i učinkovito izbjegli negativni utjecaji na električnu mrežu i opremu. Slijede funkcije svake komponente i njihovi razlozi:

1. Reaktori
Reaktori se obično dodaju na ulaz ili izlaz frekvencijskog pretvarača. Njihove glavne funkcije su:

Smanjite harmonike i fluktuacije struje: pretvarači frekvencije će generirati harmonike, posebno niskofrekventne harmonike (kao što su 5. i 7. harmonik). Ti će harmonici uzrokovati fluktuacije struje, utjecati na rad motora i povećati opterećenje električne mreže. Reaktori mogu učinkovito potisnuti te harmonike i smanjiti utjecaj na električnu mrežu i drugu opremu.

Glatke fluktuacije struje: prigušnice mogu smanjiti utjecaj frekvencije prebacivanja pretvarača frekvencije na struju, učiniti valni oblik struje glatkijim i pomoći u smanjenju strujnih harmonika električne mreže.

Ograničite prenapon i prekomjernu struju: reaktori mogu ograničiti pojavu prenapona ili prekomjerne struje u nekim slučajevima, štiteći frekvencijske pretvarače i motore od oštećenja.

Razlozi za ugradnju: zaštita opreme, smanjenje utjecaja harmonika na elektroenergetsku mrežu i električnu opremu te izbjegavanje visokofrekventnih fluktuacija i prekostrujnih problema.

2. Filtri
Filtri se općenito koriste na izlaznom kraju pretvarača. Njihove funkcije su:

Uklonite visokofrekventne harmonike: Visokofrekventni šum preklapanja koji stvara pretvarač može ometati motor i drugu električnu opremu. Filtar može poboljšati stabilnost sustava filtriranjem visokofrekventnog šuma.

Poboljšajte radno okruženje motora: Filter može eliminirati utjecaj visokofrekventnih harmonika na motor, izbjeći probleme kao što su pregrijavanje, vibracije i buka motora i poboljšati stabilnost rada motora.

Smanjenje elektromagnetskih smetnji (EMI): Filtar može učinkovito smanjiti elektromagnetske smetnje, osigurati da oprema zadovoljava standarde elektromagnetske kompatibilnosti (EMC) i izbjeći utjecaj na normalan rad druge elektroničke opreme.

Razlozi za ugradnju: Smanjite visokofrekventne smetnje i harmonike, poboljšajte električno okruženje sustava i zaštitite motor i drugu opremu od smetnji.

3. Kočioni otpornik
Kočioni otpornici obično se koriste zajedno s kočnim jedinicama. Njihove glavne funkcije su:

Apsorbirati regenerativnu energiju: Kada se motor pogonjen pretvaračem zaustavi, rotacijska inercija motora pretvorit će kinetičku energiju u električnu energiju i vratiti je u pretvarač. Ako se ne poduzmu nikakve mjere, prekomjerna regenerativna energija može uzrokovati previsok napon istosmjerne sabirnice i oštetiti pretvarač. Kočioni otpornik može apsorbirati ovaj višak energije i pretvoriti ga u toplinsku energiju, čime se sprječava previsok napon istosmjerne sabirnice.
Poboljšajte učinak kočenja: U primjenama pogona motora velike brzine, kočioni otpornik može učinkovito pomoći motoru da brzo uspori i spriječiti da motor generira previsoku povratnu struju zbog inercije kada se zaustavi.
Razlog ugradnje: Apsorbirati regenerativnu energiju motora kako bi se osigurao siguran rad pretvarača i motora, posebno u primjenama s čestim pokretanjem/zaustavljanjem.

4. Jedinica za kočenje
Kočna jedinica se koristi zajedno s kočnim otpornikom. Uglavnom je odgovoran za kontrolu i podešavanje rada kočionog otpornika:

Kontrolirajte napon istosmjerne sabirnice: Kada pretvarač radi, inercija motora može vratiti previše energije natrag u istosmjernu sabirnicu, uzrokujući porast napona sabirnice. Funkcija kočione jedinice je nadzor napona istosmjerne sabirnice. Kada je napon previsok, automatski pokreće kočioni otpornik da apsorbira višak energije kako bi se spriječilo da napon sabirnice premaši standard.
Omogućuju brzo kočenje: Jedinica za kočenje i otpornik rade zajedno kako bi omogućili pretvaraču da brzo potroši višak energije kada se motor zaustavi ili preokrene kočenje, smanji vrijeme zaustavljanja motora i poboljša učinkovitost kontrolnog sustava.
Razlozi za ugradnju: Kontrolirajte povratni tok regenerativne energije, zaštitite pretvarač od previsokog napona i osigurajte brzo i sigurno kočenje motora.

Sažetak
U stvarnoj primjeni pretvarača, ugradnja prigušnica, filtara, kočionih otpornika i kočnih jedinica može:
Učinkovito potiskujte harmonike, smanjite elektromagnetske smetnje i osigurajte stabilnost opreme i električnih mreža.
Poboljšajte učinkovitost i životni vijek rada motora i smanjite probleme poput pregrijavanja motora, buke i vibracija uzrokovanih visokofrekventnom bukom.
Obradite regenerativnu energiju motora, spriječite previsok napon istosmjerne sabirnice pretvarača i osigurajte siguran i stabilan rad sustava.
Stoga razumna konfiguracija ovih komponenti može značajno poboljšati performanse pretvarača, poboljšati sigurnost sustava i produžiti životni vijek opreme.
Kada koristite pogon s promjenjivom frekvencijom (VFD), ne zahtijevaju sve aplikacije ugradnju prigušnica, filtara, kočionih otpornika i kočnih jedinica. Treba li ove komponente instalirati ovisi o specifičnom okruženju aplikacije, zahtjevima sustava i radnim uvjetima opreme. Evo nekih uobičajenih razloga i scenarija za dodavanje ovih komponenti:

1. Situacije u kojima su potrebni reaktori
Visoko onečišćenje harmonika u mreži: Kada se pretvarač koristi u okruženju u kojem su uvjeti napajanja u mreži nestabilni ili mreža ima jako onečišćenje harmonicima, reaktor može pomoći u smanjenju harmonika koje stvara frekvencija prebacivanja pretvarača kako bi se izbjeglo izazivanje većeg onečišćenja mreže.
Velika snaga pretvarača: U primjeni pretvarača velike snage, posebno pretvarača iznad 50kW, reaktori mogu učinkovito smanjiti fluktuacije struje i smanjiti utjecaj na mrežu i opremu.
Velike fluktuacije mrežnog napona: reaktori mogu potisnuti fluktuacije mrežnog napona kako bi osigurali normalan rad pretvarača, posebno u područjima gdje je mrežni napon nestabilan ili osjetljiv.
Tipične primjene: pretvarači s velikim opterećenjima kao što su elektrane, teški strojevi i rudnici; potrebna su stroga industrijska mrežna okruženja.

2. Situacije u kojima su potrebni filtri
Problemi s visokofrekventnim šumom u motornim pogonima: Visokofrekventni preklapajući šum koji stvara pretvarač može uzrokovati elektromagnetske smetnje (EMI) na motoru i okolnoj elektroničkoj opremi. Ako vaša aplikacija treba smanjiti elektromagnetske smetnje ili ako osjetljiva elektronička oprema (kao što su PLC, senzori itd.) radi u blizini, filtri su vrlo potrebni.
Usklađenost sa zahtjevima elektromagnetske kompatibilnosti (EMC): Ako oprema treba zadovoljiti stroge EMC standarde, filtar može učinkovito smanjiti smetnje elektromagnetskog zračenja i provođenja kako bi se osiguralo da oprema zadovoljava nacionalne ili međunarodne standarde elektromagnetske kompatibilnosti.
Poboljšajte rad motora: Ako pretvarač pokreće motor i postoje problemi poput pregrijavanja motora, povećane buke ili vibracija, filtar može smanjiti utjecaj uzrokovan visokofrekventnim harmonicima.
Tipične primjene: Prijave sa strogim zahtjevima za elektromagnetske smetnje, kao što su proizvodnja visoke preciznosti, laboratorijska oprema, komunikacijska oprema, medicinska oprema itd.

3. Situacije u kojima su potrebni kočni otpornici
Zahtjevi za čestim pokretanjem/zaustavljanjem ili kočenjem: U situacijama u kojima je potrebno često pokretanje i zaustavljanje, regenerativna energija koju generira motor zbog inercije može uzrokovati nagli porast napona istosmjerne sabirnice. U ovom trenutku, kočioni otpornik je potreban da apsorbira ovaj dio energije kako bi se spriječilo da napon prekorači standard i osigurao normalan rad pretvarača.
Primjene s visokim opterećenjem s dugotrajnim radom: Ako je opterećenje motora veliko i radi dugo, osobito kada motor usporava ili se zaustavlja, može generirati veliku povratnu energiju. Kočioni otpornik može spriječiti da motor stvara prekomjerni napon zbog inercije.
Primjene koje zahtijevaju brzo isključivanje ili usporavanje opterećenja: Na primjer, u aplikacijama kao što su transportne trake i dizala koje zahtijevaju brzo isključivanje, kočni otpornici mogu ubrzati usporavanje motora i skratiti vrijeme zaustavljanja.
Tipične primjene: dizalice, pokretne trake, tekstilni strojevi, dizala, ventilatori i pumpe koje se brzo pokreću i zaustavljaju itd.
4. Situacije u kojima su potrebne kočione jedinice
Prilike u kojima treba kontrolirati regenerativnu energiju: Kada se motor treba koristiti u slučaju brzog zaustavljanja ili kočenja unatrag, napon istosmjerne sabirnice može biti previsok. Kočna jedinica može nadzirati i kontrolirati ovaj napon kako bi osigurala da ne uzrokuje štetu na pretvaraču.
Regenerativna energija koju vraća motor je velika: Za pretvarače velike snage, posebno kod velikih inercijskih opterećenja kao što su ventilatori, pumpe, teški strojevi itd., regenerativna energija generirana inercijom motora je velika. Kočna jedinica se koristi zajedno s kočionim otpornikom kako bi se osigurala učinkovita apsorpcija regenerativne energije i izbjegli kvarovi uzrokovani previsokim naponom.
Rad pod velikim opterećenjem i visokim dinamičkim uvjetima: Na primjer, u situacijama u kojima su potrebne česte promjene brzine (kao što su dizala i dizalice), kočna jedinica može pomoći u brzoj potrošnji povratne energije i zaštititi pretvarač i motor.
Tipične primjene: pogonski sustavi motora s visokim dinamičkim odzivom, kao što su dizala, dizalice, trakasti transporteri, automatizirane proizvodne linije itd.

Sažetak:
Ove komponente su obično potrebne u sljedećim slučajevima:

Kada je kvaliteta mreže loša, harmonici su veliki ili su fluktuacije napona velike, ugradite prigušnicu za zaštitu pretvarača i mreže.

Kada postoje strogi zahtjevi za elektromagnetske smetnje (EMI) ili je potrebno poboljšati glatkoću rada motora, ugradite filtar.
Za primjene s čestim pokretanjem/zaustavljanjem ili brzim usporavanjem, potrebno je ugraditi kočioni otpornik i kočionu jedinicu kako bi se pomoglo u kontroli povratne regenerativne energije i osigurao siguran rad pretvarača i motora.
Treba li ove komponente instalirati ovisi o specifičnim potrebama sustava, vrsti opterećenja i radnom okruženju. Za aplikacije s velikom snagom, čestim pokretanjem/zaustavljanjem ili strogim zahtjevima za električno okruženje, obično se razmatraju ove dodatne komponente.