Na tej stronie
Opis ogólnyZasada działania i budowaFiltr dU/dtFiltr sinusoidalnyProblemy w instalacjach napędowychDobór filtra — na co zwrócić uwagęPorównanie rozwiązańZastosowaniaNajczęstsze błędy w instalacjachPodsumowanieStrona zasilania i strona silnikaOpis ogólny
Szybkie przełączanie napięcia na wyjściu falownika powoduje strome zbocza impulsów. Przewód silnikowy, impedancja odbiornika i warunki instalacji wpływają na przepięcia oraz obciążenie izolacji. Filtry wyjściowe dobiera się do konkretnego przemiennika, silnika i kabla.
Zasada działania i budowa
Filtry wyjściowe ograniczają wybrane składowe wysokiej częstotliwości, zachowując składową potrzebną do zasilania silnika. Konstrukcja i dopuszczalne częstotliwości pracy zależą od typu filtra.
Filtr dU/dt
Jego podstawowym zadaniem jest ograniczenie stromości zboczy napięcia i wybranych przepięć. Przebieg pozostaje impulsowy. Filtr może ograniczyć obciążenie izolacji silnika, jeżeli został dobrany do warunków pracy napędu.
Filtr sinusoidalny
Silniej tłumi składowe związane z przełączaniem i kształtuje napięcie międzyfazowe w kierunku przebiegu sinusoidalnego. Może ograniczyć hałas i straty związane z zasilaniem impulsowym. Skuteczność w zakresie zakłóceń wspólnych oraz prądów łożyskowych zależy od konstrukcji całego układu.
Problemy w instalacjach napędowych
- Przepięcia i odbicia falowe na końcu kabla.
- Obciążenie izolacji uzwojeń silnika.
- Zakłócenia przewodzone i promieniowane.
- Hałas akustyczny oraz prądy pasożytnicze.
Dobór filtra — na co zwrócić uwagę
- Model falownika, napięcie, prąd i sposób sterowania.
- Częstotliwość przełączania oraz zakres częstotliwości wyjściowej.
- Typ silnika, izolacja i dopuszczalne obciążenia.
- Długość, pojemność i sposób prowadzenia kabla.
- Warunki środowiskowe, chłodzenie i wymagania EMC.
Nie istnieje uniwersalna granica długości kabla, poniżej której filtr jest zawsze zbędny. Należy stosować zalecenia producentów przemiennika, silnika i filtra.
Porównanie rozwiązań
| Cecha | Filtr dU/dt | Filtr sinusoidalny |
|---|---|---|
| Główne zadanie | Ograniczanie stromości zboczy | Wygładzanie napięcia międzyfazowego |
| Przebieg wyjściowy | Impulsowy, z łagodniejszymi zboczami | Zbliżony do sinusoidalnego w przewidzianych warunkach |
| Dobór | Zależny od falownika, silnika i kabla | Wymaga dopasowania pasma, częstotliwości przełączania i obciążenia |
| Prądy wspólne i łożyskowe | Nie zakładać automatycznej eliminacji | Nie zakładać automatycznej eliminacji |
Zastosowania
| Aplikacja | Przedmiot analizy |
|---|---|
| Pompy i wentylatory | Hałas, obciążenie izolacji i prowadzenie przewodów. |
| Przenośniki i linie produkcyjne | Zakłócenia i niezawodność układu napędowego. |
| Długie linie silnikowe | Przepięcia i pojemność kabla. |
| Starsze silniki | Dostosowanie zasilania do właściwości izolacji. |
Najczęstsze błędy w instalacjach
- Traktowanie filtra zasilania falownika jako ochrony jego wyjścia.
- Dobór tylko według prądu, bez parametrów przełączania.
- Przyjmowanie długości kabla jako jedynego kryterium.
- Pomijanie ekranowania, PE i połączeń wyrównawczych.
Strona zasilania i strona silnika
W jednym układzie napędowym mogą być potrzebne różne środki ograniczające zakłócenia. Filtr na wejściu przemiennika oddziałuje na drogę przewodzoną do sieci, natomiast rozwiązanie wyjściowe dobiera się do przebiegów docierających do silnika i kabla. Nie należy traktować tych elementów jako zamienników. Przy analizie warto zebrać dane falownika, silnika, przewodu oraz nastaw pracy, w tym częstotliwości przełączania. Istotne są także sposób ekranowania i połączenia wyrównawcze. Taki zestaw informacji pozwala rozpatrywać cały tor napędowy, zamiast dobierać filtr tylko na podstawie mocy silnika lub długości przewodu.
Podsumowanie
Filtry dU/dt i sinusoidalne uzupełniają filtrację EMC zasilania. O wyborze decydują warunki konkretnego napędu; wynik należy zweryfikować w instalacji.