Рисунок 1 - Принципиальная схема преобразователя частоты
В принципе преобразователь частоты состоит из выпрямителя, преобразователя постоянного тока, инвертора и управляющей электроники (рис. 1 выше).
На входе инвертора однофазное или связанное трехфазное переменное напряжение преобразуется в пульсирующее постоянное напряжение и вставляется в преобразователь постоянного тока, который также служит хранилищем энергии (буфера). Конденсаторы в преобразователе постоянного тока и LC-сетях, подключенных к земле в сетевом фильтре переменного тока, могут вызывать проблемы с подключенными последовательно соединенными устройствами остаточного тока (RCD).
Причина этого часто ошибочно рассматривается в применении ограничителей перенапряжений.
Однако проблемы возникают из-за кратковременной индукции токов повреждения преобразователем частоты. Этого достаточно для активации чувствительных выключателей утечки на землю (УЗО).
Предохранительный выключатель RCD, доступный для тока отключения I Δn = 30 мА и мин. разрядная способность 3 кА (8/20 мкс) обеспечивает средство.
Рисунок 2 - Соответствующее экранирующее соединение электромагнитной совместимости линии питания двигателя
В управляющей электронике инвертор обеспечивает выходное напряжение с тактовой частотой. Чем выше тактовая частота управляющей электроники для широтно-импульсной модуляции, тем больше синусоидального является выходное напряжение. С каждым циклом создается пиковое напряжение, которое накладывается на кривую основной частоты. Это пиковое напряжение достигает значений 1200 В и выше (в соответствии с преобразователем частоты).
Чем лучше симуляция синусоидальной кривой на выходе, тем лучше производительность и управляющий отклик двигателя. Это означает, однако, что пики напряжения появляются на выходе частотного преобразователя более часто.
Для выбора ограничителей перенапряжений необходимо учитывать максимальное непрерывное рабочее напряжение U c.
Он определяет максимально допустимое рабочее напряжение, к которому может быть подключено устройство защиты от перенапряжений. Это означает, что на выходной стороне преобразователя частоты используются устройства защиты от перенапряжений с соответственно более высоким U c.
Это позволяет избежать более быстрого старения благодаря постепенному нагреву устройства защиты от перенапряжений при нормальных рабочих условиях и возможных пиках напряжения. Этот нагрев разрядника приводит к сокращению срока службы и, как следствие, к отключению защитного устройства от защищаемой системы.
Напряжение на выходе преобразователя частоты является переменным и скорректировано немного выше номинального напряжения на входе. Часто это ок. + 5% при непрерывной работе, чтобы компенсировать падение напряжения на подключенной линии, например.
Рисунок 3 - Структура преобразователя частоты с SPD
Пример с устройствами Дена
1 - DEHNguard S DG S 275
2 - DEHNguard S DG S 600
3 - BLITZDUCTOR XT
В противном случае можно просто сказать, что максимальное напряжение на входе преобразователя частоты равно максимальному напряжению на выходе преобразователя частоты.
Высокая тактовая частота на выходе преобразователя частоты создает помехи, связанные с полем, и поэтому требует обязательно экранированных кабелей, чтобы смежные системы не нарушались.
Для защиты линии электропитания двигателя необходимо обеспечить двустороннее заземление экрана на преобразователе частоты и приводном двигателе. Поверхностное контактирование экрана обусловлено требованиями электромагнитной совместимости.
Преимуществом здесь является использование постоянных силовых пружин (рис. 2).
С помощью взаимозаменяемых систем заземления, то есть системы заземления, подключаются преобразователи частоты и приводной двигатель, различия в потенциале уменьшаются между частями установки и, таким образом, избегают выравнивания токов через экран.
На рисунке 3 показан пример использования устройств защиты от перенапряжений типа DEHNguard на стороне источника питания и типа BLITZDUCTOR для сигналов 0-20 мА. Защитные устройства должны быть индивидуально адаптированы в соответствии с интерфейсом.
Для интеграции преобразователя частоты в автоматизацию здания абсолютно необходимо, чтобы все интерфейсы оценки и связи были связаны с устройствами защиты от перенапряжений, чтобы избежать сбоев системы.
Ресурс: Lightning-Protection-Guide - dehn.de