ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ కోసం ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ ఫిల్టర్‌లు — ప్రయోజనం, ఆపరేషన్ సూత్రం, కనెక్షన్, లక్షణాలు

ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు, 50 హెర్ట్జ్ ఫ్రీక్వెన్సీతో ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌తో నడిచే అనేక ఇతర ఎలక్ట్రానిక్ కన్వర్టర్‌ల మాదిరిగా, వాటి పరికరం ద్వారా మాత్రమే, వినియోగించే కరెంట్ ఆకారాన్ని వక్రీకరిస్తాయి: కరెంట్ వోల్టేజ్‌పై సరళంగా ఆధారపడదు, ఎందుకంటే రెక్టిఫైయర్ ఇన్‌పుట్ వద్ద ఉంటుంది. పరికరం సాధారణంగా సంప్రదాయంగా ఉంటుంది, అంటే నియంత్రించలేనిది . అదేవిధంగా, ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ - అవి కూడా వక్రీకరించిన రూపంలో విభిన్నంగా ఉంటాయి, PWM ఇన్వర్టర్ యొక్క ఆపరేషన్ కారణంగా అనేక హార్మోనిక్స్ ఉనికిని కలిగి ఉంటాయి.

తత్ఫలితంగా, అటువంటి వక్రీకరించిన కరెంట్‌తో మోటారు యొక్క స్టేటర్‌ను క్రమం తప్పకుండా తినే ప్రక్రియలో, దాని ఇన్సులేషన్ వయస్సు వేగంగా ఉంటుంది, బేరింగ్‌లు క్షీణిస్తాయి, మోటారు యొక్క శబ్దం పెరుగుతుంది, వైండింగ్‌లకు థర్మల్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ నష్టం సంభావ్యత పెరుగుతుంది. మరియు నెట్వర్క్ నుండి విద్యుత్ సరఫరా కోసం తరంగ స్థాయి మార్పిని, ఇదే నెట్‌వర్క్ ద్వారా ఆధారితమైన ఇతర పరికరాలను దెబ్బతీసే జోక్యంతో ఈ పరిస్థితి ఎల్లప్పుడూ నిండి ఉంటుంది.

పైన వివరించిన సమస్యలను వదిలించుకోవడానికి, ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు మరియు మోటార్‌లకు అదనపు ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ ఫిల్టర్‌లు ఇన్‌స్టాల్ చేయబడతాయి, ఇవి పవర్ నెట్‌వర్క్‌ను మరియు ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ ద్వారా నడిచే మోటారు రెండింటినీ హానికరమైన కారకాల నుండి సేవ్ చేస్తాయి.

ఇన్‌పుట్ ఫిల్టర్‌లు రెక్టిఫైయర్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క PWM ఇన్వర్టర్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే శబ్దాన్ని అణిచివేసేందుకు రూపొందించబడ్డాయి, తద్వారా నెట్‌వర్క్‌ను రక్షిస్తుంది మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క PWM ఇన్వర్టర్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే శబ్దం నుండి మోటారును రక్షించడానికి అవుట్‌పుట్ ఫిల్టర్‌లు రూపొందించబడ్డాయి. . ఇన్‌పుట్ ఫిల్టర్‌లు చోక్స్ మరియు EMI ఫిల్టర్‌లు మరియు అవుట్‌పుట్ ఫిల్టర్‌లు సాధారణ మోడ్ ఫిల్టర్‌లు, మోటార్ చోక్స్, సైన్ ఫిల్టర్‌లు మరియు dU/dt ఫిల్టర్‌లు.

లీనియర్ చౌక్

మెయిన్స్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ మధ్య కనెక్ట్ చేయబడిన చౌక్ ఉంది థొరెటల్ లైన్, ఇది ఒక రకమైన బఫర్‌గా పనిచేస్తుంది. లీనియర్ చౌక్ ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ నుండి నెట్‌వర్క్‌కు అధిక హార్మోనిక్స్ (250, 350, 550 హెర్ట్జ్ మరియు అంతకంటే ఎక్కువ) పాస్ చేయదు, అదే సమయంలో నెట్‌వర్క్‌లోని వోల్టేజ్ స్పైక్‌ల నుండి, ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్‌లోని ట్రాన్సియెంట్‌ల సమయంలో కరెంట్ సర్జ్‌ల నుండి కన్వర్టర్‌ను రక్షిస్తుంది. .ఎన్.

అటువంటి చౌక్‌లో వోల్టేజ్ డ్రాప్ సుమారు 2%, ఇది ఇంజిన్ షట్‌డౌన్ సమయంలో విద్యుత్తును పునరుత్పత్తి చేసే ఫంక్షన్ లేకుండా ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్‌తో కలిపి చౌక్ యొక్క సాధారణ ఆపరేషన్‌కు సరైనది.

కాబట్టి, నెట్వర్క్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ మధ్య నెట్వర్క్ చోక్స్ క్రింది పరిస్థితులలో వ్యవస్థాపించబడ్డాయి: నెట్వర్క్లో శబ్దం సమక్షంలో (వివిధ కారణాల వల్ల); దశ అసమతుల్యతతో; సాపేక్షంగా శక్తివంతమైన (10 సార్లు వరకు) ట్రాన్స్ఫార్మర్ ద్వారా శక్తిని పొందినప్పుడు; అనేక ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు ఒక మూలం నుండి ఫీడ్ చేయబడితే; KRM ఇన్‌స్టాలేషన్ యొక్క కెపాసిటర్లు గ్రిడ్‌కు కనెక్ట్ చేయబడితే.

లీనియర్ చౌక్ అందిస్తుంది:

• ఓవర్వోల్టేజీలు మరియు దశ అసమతుల్యత నుండి ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క రక్షణ;

• మోటారులో అధిక షార్ట్-సర్క్యూట్ ప్రవాహాల నుండి సర్క్యూట్ల రక్షణ;

• ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క సేవ జీవితాన్ని పొడిగించడం.

EMP ఫిల్టర్

ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ ద్వారా నడిచే మోటారు తప్పనిసరిగా వేరియబుల్ లోడ్ అయినందున, దాని ఆపరేషన్ మెయిన్స్ వోల్టేజ్‌లో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ పప్పుల యొక్క అనివార్య రూపంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, సరఫరా కేబుల్స్ నుండి పరాన్నజీవి విద్యుదయస్కాంత వికిరణం ఉత్పత్తికి దోహదపడే హెచ్చుతగ్గులు. , ప్రత్యేకించి ఈ కేబుల్స్ చాలా పొడవుగా ఉంటే.. అలాంటి రేడియేషన్ సమీపంలోని కొన్ని పరికరాలను దెబ్బతీస్తుంది.

రేడియేషన్-సెన్సిటివ్ పరికరాలతో విద్యుదయస్కాంత అనుకూలతను నిర్ధారించడానికి రేడియేషన్‌ను తొలగించడానికి EMF ఫిల్టర్ మాత్రమే అవసరం.

మూడు-దశల విద్యుదయస్కాంత రేడియేషన్ ఫిల్టర్ ఫెరడే సెల్ సూత్రం ప్రకారం 150 kHz నుండి 30 MHz పరిధిలో జోక్యాన్ని అణిచివేసేందుకు రూపొందించబడింది. అన్ని PWM జోక్యానికి వ్యతిరేకంగా పరిసర పరికరాలకు నమ్మకమైన రక్షణను అందించడానికి EMI ఫిల్టర్ ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క ఇన్‌పుట్‌కు వీలైనంత దగ్గరగా కనెక్ట్ చేయబడాలి. కొన్నిసార్లు EMP ఫిల్టర్ ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్‌లో ఇప్పటికే నిర్మించబడింది.

DU / dt ఫిల్టర్

dU / dt ఫిల్టర్ అని పిలవబడేది మూడు-దశల L- ఆకారపు తక్కువ-పాస్ ఫిల్టర్, ఇది ఇండక్టర్‌లు మరియు కెపాసిటర్‌ల సర్క్యూట్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ఇటువంటి ఫిల్టర్‌ను మోటారు చౌక్ అని కూడా పిలుస్తారు మరియు తరచుగా కెపాసిటర్‌లు ఉండకపోవచ్చు మరియు ఇండక్టెన్స్ గణనీయంగా ఉంటుంది. వడపోత పారామితులు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క PWM ఇన్వర్టర్ స్విచ్‌ల స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద అన్ని ఆటంకాలు అణచివేయబడతాయి.

ఫిల్టర్ కలిగి ఉంటే కెపాసిటర్లు, అప్పుడు వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి కెపాసిటెన్స్ విలువ కొన్ని పదుల నానోఫారడ్‌లలో ఉంటుంది మరియు ఇండక్టెన్స్ విలువలు - అనేక వందల మైక్రోహెన్రీల వరకు. ఫలితంగా, ఈ వడపోత మూడు-దశల మోటారు యొక్క టెర్మినల్స్ వద్ద పీక్ వోల్టేజ్ మరియు ప్రేరణలను 500 V / μsకి తగ్గిస్తుంది, ఇది స్టేటర్ వైండింగ్‌లను నష్టం నుండి కాపాడుతుంది.

డ్రైవ్ తరచుగా పునరుత్పత్తి బ్రేకింగ్‌ను అనుభవిస్తే, వాస్తవానికి ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్‌తో పనిచేయడానికి రూపొందించబడలేదు, తక్కువ ఇన్సులేషన్ క్లాస్ లేదా చిన్న మోటారు కేబుల్ కలిగి ఉంటే, తీవ్రమైన ఆపరేటింగ్ వాతావరణంలో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడి ఉంటే లేదా 690 వోల్ట్ల వద్ద ఉపయోగించబడుతుంది, dU / dt A ఫిల్టర్ ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ మరియు మోటారు మధ్య సిఫార్సు చేయబడింది.

ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ నుండి మోటార్‌కు సరఫరా చేయబడిన వోల్టేజ్ స్వచ్ఛమైన సైన్ వేవ్ కాకుండా బైపోలార్ స్క్వేర్ పల్స్ రూపంలో ఉన్నప్పటికీ, dU / dt ఫిల్టర్ (దాని చిన్న కెపాసిటెన్స్ మరియు ఇండక్టెన్స్‌తో) కరెంట్‌పై ఆ విధంగా పనిచేస్తుంది. దాదాపు ఖచ్చితంగా వైండింగ్ మోటార్‌లో చేస్తుంది సైనుసోయిడల్… మీరు దాని నామమాత్ర విలువ కంటే ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద dU / dt ఫిల్టర్‌ను ఉపయోగిస్తే, ఫిల్టర్ వేడెక్కుతుంది, అంటే అది అనవసరమైన నష్టాలను తెస్తుందని అర్థం చేసుకోవడం ముఖ్యం.

సైన్ ఫిల్టర్ (సైన్ ఫిల్టర్)

సైన్ వేవ్ ఫిల్టర్ మోటారు చౌక్ లేదా dU / dt ఫిల్టర్‌ను పోలి ఉంటుంది, అయితే ఇక్కడ కెపాసిటెన్స్‌లు మరియు ఇండక్టెన్స్‌లు పెద్దవిగా ఉంటాయి, కాబట్టి కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ PWM ఇన్వర్టర్ స్విచ్‌ల స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలో సగం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. అందువలన, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ అవాంతరాల యొక్క మెరుగైన సున్నితత్వం సాధించబడుతుంది మరియు మోటారు వైండింగ్‌లపై వోల్టేజ్ ఆకారం మరియు వాటిలో కరెంట్ ఆకారం ఆదర్శ సైనూసోయిడల్‌కు చాలా దగ్గరగా ఉంటుంది.

సైనోసోయిడల్ ఫిల్టర్‌లోని కెపాసిటర్‌ల కెపాసిటెన్‌లు పదుల మరియు వందల మైక్రోఫారడ్‌లలో కొలుస్తారు మరియు కాయిల్స్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ యూనిట్లు మరియు పదుల మిల్లీమీటర్లలో కొలుస్తారు. అందువల్ల, సాంప్రదాయ ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క కొలతలతో పోలిస్తే సైన్ వేవ్ ఫిల్టర్ పెద్దది.

సైన్ ఫిల్టర్‌ని ఉపయోగించడం వలన అసలైన (స్పెసిఫికేషన్ ప్రకారం) పేలవమైన ఐసోలేషన్ కారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్‌తో పనిచేయడానికి ఉద్దేశించని మోటారును కూడా ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్‌తో కలిపి ఉపయోగించడం సాధ్యపడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, పెరిగిన శబ్దం ఉండదు, బేరింగ్ల వేగవంతమైన దుస్తులు, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రవాహాలతో వైండింగ్ల వేడెక్కడం.

ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్‌లో ఉష్ణ నష్టాన్ని కలిగించే కేబుల్‌లోని ఇంపల్స్ రిఫ్లెక్షన్‌లను తొలగిస్తూ, మోటారు మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్‌లు దూరంగా ఉన్నప్పుడు వాటి మధ్య పొడవైన కేబుల్‌ను సురక్షితంగా ఉపయోగించడం సాధ్యపడుతుంది.

కాబట్టి, కింది పరిస్థితులలో సైన్ ఫిల్టర్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేయాలని సిఫార్సు చేయబడింది:

• శబ్దాన్ని తగ్గించడం అవసరం; మోటారు పేలవమైన ఇన్సులేషన్ కలిగి ఉంటే;

• తరచుగా పునరుత్పత్తి బ్రేకింగ్ అనుభవాలు;

• దూకుడు వాతావరణంలో పనిచేస్తుంది; 150 మీటర్ల కంటే ఎక్కువ కేబుల్ ద్వారా కనెక్ట్ చేయబడింది;

• నిర్వహణ లేకుండా చాలా కాలం పాటు పని చేయాలి;

• ఇంజిన్ ఆపరేషన్ సమయంలో, వోల్టేజ్ దశల వారీగా పెరుగుతుంది;

• మోటారు యొక్క రేట్ ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ 690 వోల్ట్లు.

సైనూసోయిడల్ ఫిల్టర్ దాని నామమాత్ర విలువ కంటే తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీతో ఉపయోగించబడదని గుర్తుంచుకోవాలి (దిగువ పౌనఃపున్యం యొక్క గరిష్టంగా అనుమతించదగిన విచలనం 20%), కాబట్టి ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క సెట్టింగులలో పరిమితిని సెట్ చేయడం అవసరం. క్రింద ఫ్రీక్వెన్సీ. మరియు 70 Hz పైన ఉన్న ఫ్రీక్వెన్సీని చాలా జాగ్రత్తగా ఉపయోగించాలి మరియు కన్వర్టర్ యొక్క సెట్టింగులలో, వీలైతే, కనెక్ట్ చేయబడిన సైన్ ఫిల్టర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ మరియు ఇండక్టెన్స్ యొక్క విలువలను ముందే సెట్ చేయండి.

ఫిల్టర్ ధ్వనించే మరియు గుర్తించదగిన శరీరాన్ని విడుదల చేస్తుందని గుర్తుంచుకోండి, ఎందుకంటే రేట్ చేయబడిన లోడ్‌లో కూడా దానిపై 30 వోల్ట్‌లు పడిపోయాయి, కాబట్టి ఫిల్టర్ తగిన శీతలీకరణ పరిస్థితులలో తప్పనిసరిగా ఇన్‌స్టాల్ చేయబడాలి.

అన్ని చౌక్‌లు మరియు ఫిల్టర్‌లను వీలైనంత తక్కువగా షీల్డ్ కేబుల్‌ని ఉపయోగించి మోటారుతో సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయాలి. కాబట్టి, 7.5 kW మోటార్ కోసం, రక్షిత కేబుల్ యొక్క గరిష్ట పొడవు 2 మీటర్ల కంటే ఎక్కువ ఉండకూడదు.

సాధారణ మోడ్ ఫిల్టర్ - కోర్

సాధారణ మోడ్ ఫిల్టర్‌లు అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దాన్ని అణిచివేసేందుకు రూపొందించబడ్డాయి. ఈ ఫిల్టర్ ఫెర్రైట్ రింగ్‌పై (మరింత ఖచ్చితంగా, ఓవల్‌పై) అవకలన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్, వీటిలో వైండింగ్‌లు నేరుగా మోటారును ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్‌కు కనెక్ట్ చేసే మూడు-దశల వైర్లు.

ఈ ఫిల్టర్ మోటారు బేరింగ్‌లలో విడుదలయ్యే మొత్తం ప్రవాహాలను తగ్గించడానికి ఉపయోగపడుతుంది. ఫలితంగా, సాధారణ మోడ్ ఫిల్టర్ మోటార్ కేబుల్ నుండి సాధ్యమయ్యే విద్యుదయస్కాంత ఉద్గారాలను తగ్గిస్తుంది, ప్రత్యేకించి కేబుల్ రక్షింపబడకపోతే. మూడు దశల కండక్టర్లు కోర్ విండో గుండా వెళతాయి మరియు రక్షిత భూమి కండక్టర్ వెలుపల ఉంటుంది.

ఫెర్రైట్‌పై కంపనాల యొక్క హానికరమైన ప్రభావాల నుండి ఫెర్రైట్‌ను రక్షించడానికి ఒక బిగింపుతో కేబుల్‌కు కోర్ స్థిరంగా ఉంటుంది (మోటారు ఆపరేషన్ సమయంలో ఫెర్రైట్ కోర్ వైబ్రేట్ అవుతుంది). ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క టెర్మినల్ వైపున ఉన్న కేబుల్‌పై ఫిల్టర్ ఉత్తమంగా అమర్చబడుతుంది. ఆపరేషన్ సమయంలో కోర్ 70 ° C కంటే ఎక్కువ వేడెక్కినట్లయితే, ఇది ఫెర్రైట్ యొక్క సంతృప్తతను సూచిస్తుంది, అంటే మీరు కోర్లను జోడించాలి లేదా కేబుల్ను తగ్గించాలి. అనేక సమాంతర మూడు-దశల కేబుల్‌లను వారి స్వంత కోర్తో సన్నద్ధం చేయడం మంచిది.