Дроссель — это пассивное устройство, которое добавляет индуктивность к цепи.

Индуктивность — это свойство катушки провода, которая сопротивляется любому изменению протекающего по ней тока. (Прямые провода также обладают небольшой индуктивностью.) Другими словами, если ток через катушку увеличивается, магнитное поле катушки создает напряжение (Эдс), которое противодействует изменению. Индуктивность устройства определяет величину ЭДС, генерируемой при заданном изменении тока:

Где:

Эдс = индуцированное напряжение (В)

L = индуктивность (В*с/А = Генри, Ч)

dI/dt = текущее время нарастания (А/с)

Дроссель двигателя — это общее название, данное индуктивному устройству, установленному между выходом сервопривода или частотно-регулируемого привода (VFD) и клеммами серводвигателя или асинхронного двигателя переменного тока. Его цель — уменьшить пики тока, возникающие на выходе привода из-за широтно-импульсная модуляция (ШИМ) напряжения.

Широтно-импульсная модуляция является ключевым принципом работы большинства частотно-регулируемых приводов и сервоприводов с сервоприводами. Он работает путем включения и выключения напряжения на приводных транзисторах с очень высокой частотой — обычно в диапазоне 20 кГц — создавая импульсы напряжения. Частота переключения определяет длительность импульсов, в то время как отношение времени включения к времени выключения определяет среднее напряжение, подаваемое на двигатель.

Однако ШИМ-управление вызывает резкие изменения сигналов привода, а также шум из—за высокочастотного переключения — проблемы, которые усугубляются при использовании длинных кабелей между приводом и двигателем. Как и катушки двигателя, кабели также обладают импедансом, и если импеданс кабеля значительно отличается от импеданса двигателя, то отраженная волна может произойти обратная передача напряжения по кабелю от клемм двигателя к приводу. В худшем случае это напряжение может увеличиться до напряжения, подаваемого приводом, и привести к очень высокому напряжению на двигателе, что приведет к значительному нагреву двигателя и повреждению изоляции двигателя и подшипников.

Дроссель двигателя помогает устранить эти проблемы, увеличивая время нарастания (dV/dt) сигналов возбуждения. Это уменьшает острые углы или пики формы сигнала напряжения до закругленных краев, защищая двигатель от скачков напряжения и связанного с ними нагрева. Дроссель, расположенный между приводом и двигателем, также помогает уменьшить электромагнитные помехи от кабелей и возможность возникновения отраженных волн.

Без дроссельной заслонки производители приводов обычно рекомендуют максимальную длину кабеля двигателя около 25 метров (рекомендации варьируются в зависимости от двигателя, привода и области применения). С помощью дросселя двигателя максимальная длина кабеля может быть значительно увеличена, часто до 50 или 100 метров.

Дроссели и реакторы являются индуктивными устройствами, и термины “дроссель”, “реактор” и “индуктор” часто используются взаимозаменяемо.

При обсуждении систем электропривода термин “реактор” чаще всего используется для обозначения индуктивного устройства, размещенного между основным источником питания и приводом. Термин “дроссель” чаще всего используется для обозначения индуктивного устройства, размещенного между приводом и двигателем. Как “дроссель”, так и “реактор” являются обычно используемыми терминами для обозначения индуктивного устройства, размещенного после входных диодов (между входными выпрямитель и соединение по шине постоянного тока) в VFD.