Защитите свои двигатели: основные преимущества линейных реакторов

Вы сейчас используете частотный преобразователь (ВПЧ/VFD) со своей моторной системой? Если да, то вы можете не знать о повреждениях, которые ВПЧ и другие устройства управления двигателем наносят работающему двигателю. К ним относятся электрические токи и гармоники. В чем решение? Недорогой компактный компонент — линейный реактор.

Линейные реакторы — электромагнитные устройства, используемые как индуктивности для защиты частотных преобразователей (ВПЧ) и других устройств от электрических помех: скачков напряжения, импульсов, переходных процессов. Линейные реакторы могут ограничивать ток и вредные гармоники от преобразователя.

Гармоники — искажения тока, возникающие в результате работы нелинейных нагрузок, таких как ВПЧ, вместе с вашей машиной. Нелинейные нагрузки применяются к двигателям для снижения энергозатрат и улучшения питания. Однако эти нагрузки создают гармонические искажения, так как производят несинусоидальные токи при работе. Если вы испытываете скачки напряжения, перегрев оборудования или частые отказы машины, вы, скорее всего, сталкиваетесь с гармоническими искажениями. Линейные реакторы снижают пики тока и гармоники, сглаживая формы волн.

Большинство отказов машинных двигателей вызваны электрическими помехами, накапливающимися со временем, и хотя ВПЧ повышают эффективность машины, они высокочувствительны к пиковым напряжениям и переходным процессам.

Функции реакторов: линейный vs нагрузочный

Теперь, когда вы понимаете, как работают линейные реакторы, у вас есть два варианта при выборе реактора для вашей системы. Реакторы можно установить в двух разных местах системы и работать как линейные или нагрузочные реакторы. Линейный реактор (также входной реактор) устанавливается между ВПЧ и источником питания для защиты преобразователя. Нагрузочный реактор (выходной реактор) устанавливается между ВПЧ и двигателем для защиты двигателя.

Линейные реакторы

Линейные реакторы размещают на стороне распределения питания линии питания привода. Они помогают стабилизировать электрические токи при использовании ВПЧ и других устройств. Кроме того, линейные реакторы помогают снижать переходные процессы и гармоники, вредные для срока службы привода со временем. Эти реакторы работают как импеданс между источником питания и ВПЧ, замедляя гармоники и помехи вроде скачков напряжения и импульсов. Они защищают ваш ВПЧ и продлевают его срок службы.

Линейные помехи и гармоники часто встречаются во многих тяжелых типах машин и в машинах, где питание постоянно включается и выключается. Пример: когда сливной бачок смывается, пока душ работает одновременно. Постоянные тяжелые нагрузки с быстрыми изменениями могут вызывать срабатывание автоматов. С установленным линейным реактором это может устранить скачки питания и снизить срабатывание цепей.

Линейные реакторы следует использовать, когда:

• Силовая линия склонна к импульсам, переходным процессам и гармоникам
• В цепи используются устройства ВПЧ
• Общее гармоническое искажение тока (THID) привода превышает 5%
• Включение тяжелого оборудования или машины, проходящие через тяжелые нагрузки

Нагрузочные реакторы

Нагрузочные реакторы используются на стороне двигателя нагрузки привода. Они защищают двигатель, выступая буфером при большом расстоянии между двигателем и ВПЧ. Поскольку привод генерирует высокочастотные шумы при первоначальном включении, возникают скачки напряжения. Нагрузочные реакторы могут фильтровать шумы, вызванные двигателем, и смягчать шумы, усиленные длинными кабельными линиями. Рекомендуется использовать нагрузочные реакторы только если проводка двигателя более 100 футов (30 м).

Для экстремальных расстояний следует использовать DV/dt-фильтры. Они также защищают двигатель, снижая пики напряжения от устройств ВПЧ. Их отличие от нагрузочных реакторов — в более дальнем диапазоне защиты. Часто применяются в системах вроде конвейерных лент, производственных линий и других машин/оборудования с длинными линиями. Проконсультируйтесь со специализированным техником, так как другая электроника в вашей системе должна учитываться при выборе реакторов или фильтров для вашей цепи.

Нагрузочные реакторы следует использовать, когда:

• Проводка двигателя более 100 футов (30 м) разделена
• Машина испытывает скачки напряжения от постоянного включения/выключения
• Моторная сторона привода нуждается в защите при использовании ВПЧ

Импедансы реакторов: 3% или 5%

Как выбрать реактор под нужды вашего ВПЧ и двигателя? Линейные реакторы обозначаются импедансом (% импеданса нагрузки Z или процентная эффективная сопротивляемость электрической цепи), напряжением и током. Импеданс линейного реактора определяется током, потребляемым ВПЧ. Процент импеданса линейного реактора — тот же процент импеданса привода, данный при полной нагрузке. Это важно, так как линейные реакторы применяются в процентах к току нагрузки работающего устройства. Номинальный ток представлен как ток, требуемый нагрузкой, измеренный в амперах.

Линейные реакторы обычно используют при 3% или 5% импеданса, означая, что процент импеданса применяется к номинальному току устройства. Например, чем больше ток течет через реактор, тем больше процент импеданса применяется. То же верно и для уменьшения тока — процент импеданса снижается.

Трехпроцентные импедансы наиболее широко используются, так как они улучшают истинный коэффициент мощности на входе и снижают гармоники и другие помехи между приводами. Используются для снижения переходных процессов и предотвращения срабатывания цепей. Пятипроцентные дают те же преимущества, что и 3%, но применяются в экстремальных случаях гармоник.

Использование 10% импеданса может предложить лучшую защиту двигателя, когда он далеко от ВПЧ. Более высокие импедансы должны использоваться в соответствии со стандартами IEEE 519 для снижения шума и температуры работы двигателя. Важно помнить об импедансах, чтобы не переразмерять линейный реактор для нагрузки приложения.

Дополнительные заметки: IEEE 519 ограничивает общее гармоническое искажение (THD) выше 5%. Процентные импедансы 3% и 5% равномерно используются для минимизации переходных процессов в линиях питания.

Почему линейные реакторы важны?

Линейные реакторы настоятельно рекомендуются многими инженерами, и по сравнению с ценой вашего двигателя они недороги и легко устанавливаются. Линейные реакторы не только защищают ваш ВПЧ, но и защищают двигатель от помех: переходных процессов, скачков напряжения и импульсов. Линейные реакторы также помогают снижать гармоники, разрушающие ваш двигатель и ВПЧ со временем. Линейные реакторы можно установить в одной установке для нескольких устройств.

Почему стоит использовать линейный реактор:

• Снижает гармоники и держит локальные уровни гармоник и выбросов в норме
• Снижает срабатывание привода при коммутации конденсаторов
• Снижает глубину выемок напряжения в тиристорных (SCR) схемах
• Защищает конденсаторы DC-шины и входные диоды
• Линейные реакторы рекомендуются при использовании устройства ВПЧ

Учитывая высокую стоимость покупки новых ВПЧ и двигателей, линейные реакторы предоставляют недорогое решение для сохранения вашей системы безопасной и работающей в долгосрочной перспективе вашего бизнеса. Линейные/нагрузочные реакторы — небольшая инвестиция, которая может быть крайне эффективна против гармоник и вредных помех, производимых электронными устройствами. Trimantec предлагает линейные реакторы с импедансами 3%, 5% и 10%, соответствующие требованиям вашего устройства. Если вы не уверены, какой подходит для вашего приложения, свяжитесь с одним из наших представителей продаж, чтобы мы могли провести вас через процесс.