Filtry, opcje hamowania

Wyposażenie dodatkowe - dławiki, filtry, opcje hamowania

W artykule przedstawione są tylko ogólne informacje dotyczące opcji wyposażenia dodatkowego, które należy stosować, aby tworzyć przyjazne użytkownikowi i środowisku aplikacje.

Szczegółowe informacje odniesione do konkretnych serii wyrobów ABB zawarte są w katalogach oraz podręcznikach użytkownika.
Dodatkowe informacje możma uzyskać kontaktując się z przedstawicielami i partnerami ABB.

Dławiki sieciowe

Wszystkie przemienniki częstotliwości ABB mają wbudowany dławik ograniczający wyższe harmoniczne o opatentowanej konstrukcji.

Filtry EMC - kompatybilność elektromagnetyczna

Dynamiczny rozwój i stosowanie różnorodnych urządzeń elektronicznych, w tym przemienników częstotliwości, w różnych obiektach wymaga dbałości o środowisko. Specyficzne wymagania EMC dla systemów napędowych precyzuje norma EMC (EN 61800-3) i obliguje do stosowania rozwiązań chroniących środowisko.
Norma określa cztery kategorie (C1, C2, C3, C4) wymagań odniesionych do okreslonej aparatury i środowiska.

Przemienników częstotliwości dotyczy głównie środowisko mieszkaniowe i przemysłowe.

Pierwsze środowisko obejmuje budynki mieszkalne. Zawiera ono również zakłady przyłączone bezpośrednio, bez transformatora pośredniczącego, do sieci niskiego napięcia zasilającej budynki przeznaczone do celów mieszkalnych.
Drugie środowisko obejmuje wszystkie placówki bezpośrednio podłączone do publicznej sieci zasilającej niskiego napięcia.

Każda jednostka przemiennika częstotliwości ABB może zostać wyposażona w wewnętrzny filtr do redukcji zakłóceń wysokich częstotliwości. Niektóre z nich filtry EMC mają już wbudowane w standardzie. Dobór filtrów należy dokonywać w oparciu o wymagania środowiskowe, rodzaje sieci zasilających oraz typy napędów.

Oferowane są filtry:

  • dla 1. środowiska, ograniczona dystrybucja - kategorii C2,
  • dla 2. środowiska - kategorii C3.

Filtr składowej zerowej CMF

W napędach elektrycznych z silnikiem indukcyjnym zasilanym z falownika napięcia występują prądy upływnościowe, które płyną pomiędzy stojanem a korpusem i dalej przez przewód ochronny silnika. Obwód elektryczny prądów upływnościowych zamykają wewnętrzne pojemności pasożytnicze silnika. Prąd upływnościowy jest prądem składowej zerowej. Jego przepływ niekorzystnie wpływa na trwołość silników elektrycznych, powodując degradację łożysk.

Jednym ze sposobów ograniczenia prądu składowej zerowej jest zastosowanie filtra składowej zerowej instalowanego na wyjściu falownika, który jest zalecany dla mocy od 55kW w górę.

Ochronę silnika przed takimi zjawiskami można też uzyskać przez odpowiednią konstrukcję silnika, np. stosowanie izolowanych łożysk.

Filtry sinusoidalne

Przemienniki częstotliwości mogą zostać wyposażone w filtr sinusoidalny. Filtr ten tłumi składowe wysokich częstotliwości napięcia wyjściowego, tworząc tym samym praktycznie sinusoidalny przebieg napięcia zasilającego silnik i zabezpiecza płynną pracę silnika. Filtr posiada konstrukcję LC, która wpływa na częstotliwość kluczowania tranzystorów, spadek napięcia i charakterystykę filtrowania.

Zastosowanie filtru sinusoidalnego ABB podyktowane jest w następujących sytuacjach:
• dla ochrony silników, które nie posiadają odpowiedniej izolacji uzwojeń do współpracy z przemiennikiem częstotliwości,
• przy bardzo dużej długości kabli silnikowych, i np. gdy kilka silników jest podłączonych do jednego przemiennika,
• gdy silnik średniego napięcia jest zasilany z przemiennika niskiego napięcia,
• gdy istnieje długi kabel silnikowy w aplikacji z pompami głębinowymi,
• dla redukcji poziomu hałasu generowanego przez silnik,
• jeżeli występują specyficzne dla danej aplikacji wymagania związane z poziomem napięcia szczytowego i jego czasem narastania.

Filtry du/dt

Filtry du/dt tłumią krótkie impulsy występujące w sygnale wyjściowym przemiennika częstotliwości oraz ograniczają gwałtowne zmiany napięcia, stanowiące zagrożenie dla izolacji uzwojeń silnika. Ponadto, dławiki du/dt redukują pojemnościowy prąd upływu, emisję zakłóceń wysokiej częstotliwości, a także straty wysokoczęstotliwościowe i prądy łożyskowe silnika. Najczęściej są wymagane przy wykorzystywaniu starszej generacji silników o gorszej klasie izolacji.

Filtry du/dt są dostępne i można je zastosować, jeśli jest taka potrzeba, do każdej wielkości napędu z przemiennikiem częstotliwości.

Dostępne są zewnętrzne filtry du/dt w stopniach ochrony IP00, IP22 lub IP54. Filtry niechronione należy umieszczać w odpowiednich obudowach, filtry potrzebne dla wykonań szafowych przemienników częstotliwości instalowane są fabrycznie w szafach.

Czopery i rezystory hamowania

Dynamiczne hamowanie pozwala na krótsze cykle startu i hamowania, zwiększając produktywność procesu i w niektórych aplikacjach jest konieczne. Sterowanie hamowaniem jest zintegrowane wewnątrz pojedynczych napędów ABB, które nadzorują również stan układu hamowania - kable, czoper i rezystor.

Napędy ABB są wyposażane we wbudowany w standardzie lub jako opcja czoper hamowania, który umożliwia szybkie hamowanie silnika oraz zapobiega wyłączeniu napędu z powodu błędu przepięcia. Zastosowanie czopera hamowania wymaga podłączenia do niego rezystora hamowania, który przekształca energię generowaną przez silnik na ciepło. Ciepło to należy uwzględnić podczas projektowania systemu.

Rezystory hamowania są zewnętrznie instalowanymi opcjami, natomiast w przypadku wykonań szafowych są to opcje instalowane wewnątrz szafy.