Многие компоненты, входящие в состав частотно-регулируемого преобразователя (ЧРП), являются полупроводниковыми компонентами, которые чувствительны к скачкам мощности или тока, скачкам напряжения, искажениям линии и общим аномалиям мощности. Линейный реактор — это дополнительный компонент, который может быть добавлен в приводную систему для защиты VFD и других устройств от скачков напряжения и переходных процессов.
Линейный реактор — это, по сути, катушка индуктивности — катушка провода, которая образует магнитное поле при протекании по ней тока. Магнитное поле ограничивает скорость нарастания тока, что уменьшает гармоники и помогает избежать ненужного отключения привода.
Реактор может называться либо линейным реактором, либо нагрузочным реактором, в зависимости от того, где он установлен. Линейный реактор (также называемый входным реактором) устанавливается перед VFD и защищает привод, в то время как нагрузочный реактор (также называемый выходным реактором) устанавливается после VFD и защищает двигатель.
Когда форма волны тока не является синусоидальной, говорят, что она содержит гармоники. Гармонические искажения (часто называемые THID, или суммарными гармоническими искажениями тока) могут достигать 85 процентов для трехфазного выпрямитель используя шесть диодов или тиристоров и фильтр. Линейный реактор снижает пик тока и со временем еще больше удлиняет волну, делая ее более синусоидальной. Это снижает уровень гармоник примерно до 30-35 процентов и повышает производительность и надежность системы.
Основным уравнением для индуктора является:
V = L (di/dt)
Где:
V = напряжение (вольты)
L = значение индуктивности реактора (Генри)
di/dt = скорость изменения тока (ампер/с)
Это уравнение показывает, что увеличение тока приведет к наведению напряжения. Но это индуцированное напряжение имеет полярность, противоположную приложенному напряжению, поэтому оно уменьшает скорость нарастания тока.
Величина индуктивности также влияет на реактивное сопротивление индуктора, уравнение которого имеет вид:
XL = 2nFL
Где:
XL = индуктивное реактивное сопротивление (ом)
F = применяемая частота источника переменного тока (Гц)
L = значение индуктивности реактора (Генри)
Таким образом, реактор добавляет импеданс к цепи переменного тока пропорционально как величине ее индуктивности, так и приложенной частоте.
Линейные реакторы стабилизируют или сглаживают форму волны тока, что уменьшает отключение линии от перенапряжения (или пониженного напряжения) и потенциальное повреждение привода. Они также защищают привод в условиях короткого замыкания двигателя, замедляя скорость нарастания тока. Это дает время защитным цепям привода среагировать безопасно, предотвращая повреждение таких компонентов, как транзисторы. Линейные реакторы также снижают нагрузку на электрические компоненты, расположенные выше по потоку.
Нагрузочные реакторы используются в основном в тех случаях, когда расстояние между VFD и двигателем очень велико, обычно 100 футов или более (хотя расстояние зависит от двигателя). VFD, как правило, создают всплески шума, которые усиливаются из-за большой длины кабеля и дополнительной емкости кабелей. Нагрузочные реакторы могут защитить двигатель от повреждений, предотвращая эти скачки напряжения. Они также снижают dv/dt (скорость изменения напряжения), которое подается на обмотки двигателя, что улучшает производительность двигателя и системы в целом.
Линейные (и нагрузочные) реакторы классифицируются по их процентному сопротивлению (обозначаемому как процент IZ или %IZZ), которое представляет собой падение напряжения из-за импеданса при номинальном токе, выраженное в процентах от номинального напряжения. Наиболее распространенные линейные реакторы имеют либо 3, либо 5-процентное сопротивление. Реакторы с 3-процентным сопротивлением достаточны для большинства твердотельных систем в Северной Америке. Они поглощают обычные скачки напряжения в сети и скачки тока двигателя и могут предотвратить большинство нежелательных отключений устройств защиты цепи.
При наличии более высоких помех в линии связи могут потребоваться реакторы с 5-процентным импедансом. Если приложение установлено за пределами Северной Америки или требуется соответствие стандарту IEEE 519, обычно рекомендуется использовать реактор с более высоким импедансом. Если целью является уменьшение шума двигателя или продление срока службы двигателя, можно использовать реакторы с более высоким импедансом для еще большего снижения гармоник. Эта дополнительная производительность обычно обходится дороже, чем версии с 3-процентным импедансом. Но, когда несколько двигателей управляются одним приводом, между VFD и двигателями может быть размещен реактор с одной нагрузкой, что упрощает компоновку системы и снижает стоимость.
Автор изображения: Rockwell Automation
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии