Дроссель частотного преобразователя: в чем его необходимость?
Электрические сети отличаются тем, что нередко возникает необходимость подключения к системе оборудования с нелинейными нагрузочными характеристиками. Эта особенность характерна как для технологических промышленных, так и бытовых энергетических комплексов.
В этом случае устройство потребляет ток, гармоники которого далеки от стандартной синусоиды. Еще одно характерное отличие состоит в большой вероятности кратковременных скачков напряжения, фазных отклонений. Применение преобразователей частоты позволяет обеспечить безопасность при работе такого электрооборудования, а надежность защиты ЧП достигается за счет подключения через дроссель, фильтрующий помехи.
Стоит подробнее изучить особенности работы указанного элемента, с учетом устройства и функциональных возможностей, тем более в ряде случае стоимость частотного преобразователя требует повышения надежности защиты.
Факторы риска при эксплуатации преобразователей частоты
Параметры напряжения при подключении в сеть источников питания или другого электрооборудования зависит от следующих условий:
- коммутационных процессов, сопровождающих работу полупроводниковых блоков управления, иных элементов схемы в инверторах;
- ударных отключений нагрузки ЧП, особенно при использовании сварочных инверторов.
Преобразователи частоты призваны сделать эксплуатацию электрического оборудования надежнее и безопаснее. При этом частотники непосредственно подвержены воздействию неблагоприятных факторов, учитывая уязвимость, в связи с наличием в конструкции блоков управления и коммутации, работающих на малых токах.
Передача помех производится такими способами:
- через электромагнитное поле, индуцируемое силовыми обмотками электродвигателей, других агрегатов;
- по электрическим проводам, питающим оборудование.
В результате воздействия гармонических токовых колебаний отмечается перегрев электрооборудования, что приводит к интенсивному износу узлов машин, в том числе и механизмов приводов. Это грозит сокращением срока службы устройств, которые невозможно восстановить в результате ремонта, учитывая серьезность повреждений.
При включении в схему счетчиков расхода электроэнергии, значительно снижается точность показаний приборов учета. В результате об экономии энергетических ресурсов речи не идет, а проверка организации представителями государственных контрольных органов может окончиться фиксацией серьезных нарушений, что влечет соответствующие санкции.
Минимизировать электромагнитные помехи можно усиленным экранированием кабелей и соединительных элементов. Для защиты от высокочастотных импульсов, передаваемых по проводам, применяют специальные фильтры и дроссели.
Назначение и возможности входного сетевого дросселя
Защитить частотный преобразователь от сетевых помех можно с помощью входного дросселя, устанавливаемого на одной из силовых линий. Важные параметры этого устройства – ограничения по индуктивности и сроку действия предельного тока.
При оценке первого из этих критериев важно учитывать, что дроссель при работе в условиях номинальной частоты и электрического тока допускал снижение напряжения в пределах 5 процентов.
Указанный защитный элемент обеспечивает решение ряда ответственных задач:
- сглаживает высшие гармоники, исходящие непосредственно от ЧП и возвращаемые к этому устройству; хотя конструкция многих инверторов включает встроенные фильтры для защиты от наведенных помех, штатные средства не всегда справляются, что отрицательно отражается на эффективности схемы подключения электрооборудования;
- минимизирует токи короткого замыкания, что предупреждает поломку частотного преобразователя;
- обеспечивает безопасность при одновременном подключении к шине нескольких агрегатов повышенной мощности.
Для надежности в работе, важно корректно подобрать дроссель по величине номинального электрического тока. Эта характеристика не должна уступать аналогичному значению для инвертора.
Когда сетевой дроссель не обязателен?
Подключение ПЧ через сетевой дроссель – рациональный способ защиты электрооборудования от наведенных помех. Это позволяет увеличить ресурс дорогого инвертора, снизить нагрузки, обеспечить стабильные параметры на входе и выходе. При использовании дросселя, надежность увеличивается на уровень от пяти до семи раз, по сравнению с ситуацией, когда этот защитный элемент отсутствует.
Но в некоторых случаях можно обойтись без установки этого устройства. Это допускается при следующих обстоятельствах:
- эксплуатации оборудования низкой производительности;
- высоком исходном сопротивлении энергетической системы, что минимизирует величину тока короткого замыкания;
- стабильном режиме работы частотника, когда вероятность скачков нагрузки минимальна;
- конструктивных особенностях ЧП, при соответствующих рекомендациях производителя оборудования;
- значительном запасе мощности преобразователя частоты по отношению к характеристикам машин, которые подключены через этот аппарат.
При любом из перечисленных условий вероятность создания аварийной ситуации от неблагоприятного воздействия помех не слишком высока. Поэтому схему подключения можно упростить, снизив эксплуатационные расходы.
Заключение
Сетевой дроссель – полезное устройство, с помощью которого можно защитить преобразователь частоты и другое электрооборудование от высокочастотных колебаний тока. При оценке необходимости использования этого защитного элемента важно учитывать условия эксплуатации электрических машин, тяжесть возможных негативных последствий отсутствия защиты.