Моторные дроссели

Назначение моторных дросселей

Для обеспечения дополнительной защиты привода и улучшения его механических и динамических показателей широко распространена установка специальных элементов индуктивности – моторных дросселей, которые устанавливаются на выходе частотного преобразователя в цепи питания двигателя.

Целесообразность применения моторных дросселей (их ещё называют выходные дроссели или выходные реакторы) обусловлена самим принципом функционирования частотника.

При работе преобразователя частоты он формирует на выходе импульсы прямоугольной формы, которые в функции времени образуют собой кривую подаваемого на двигатель напряжения в форме ступенчатого синусоидального сигнала. Моторный дроссель снижает высшие гармоники выходного напряжения преобразователя частоты, сглаживая эту “ступенчатость” и приближая выходной токовый сигнал к практически идеальной синусоиде.

Преимущества моторных дросселей

Благодаря установке моторных дросселей в цепи питания электродвигателя в системе “преобразователь частоты – двигатель” обеспечивается:

• Оптимальное подавление гармоник высших частот, генерируемых на выходе преобразователя. За счёт этого увеличивается значение КПД двигателя, подключённого к частотнику, и уменьшается его нагрев. Это позволяет продлить срок эксплуатации электродвигателя и сокращает затраты на содержание и ремонт оборудования.
  
  Поскольку формирование выходного синусоидального сигнала выполняется преобразователем при помощи широтно-импульсной модуляции напряжения (ШИМ), то без применения моторного дросселя высокочастотные пульсации могут достигать довольно высокого уровня, оказывая негативное воздействие на двигатель;
  
  
• Уменьшение амплитуды и темпов нарастания токов короткого замыкания, благодаря чему оптимизируется защита от токов короткого замыкания. За счёт этого Вы можете быть уверенными в том, что частотный преобразователь не потеряет работоспособность даже при возникновении форс-мажора в виде короткого замыкания в электродвигателе. Что опять же продлевает срок службы оборудования.
  
  В этом случае при возникновении короткого замыкания в выходной цепи преобразователя частоты ток короткого замыкания нарастает не мгновенно, а с некоторой степенью задержки, так как в токовой цепи благодаря установке там моторных дросселей присутствует индуктивность. В силу этого, образуется определенный промежуток времени, который позволяет оперативно сработать электронной защите преобразователя частоты и не допустить выход частотника из строя;
  
  
• Компенсация емкостных токов протяженных кабельных линий до двигателя позволит выбирать необходимую длину кабеля, удобное местоположение шкафа управления, не ограничиваясь рекомендуемым расстоянием в 30-40 метров.
  
  Производители преобразователей частоты в характеристиках своего оборудования указывают максимальную длину кабельного соединения от частотника до двигателя. Как правило, это расстояние составляет не более 30-40 метров. Для возможности увеличения максимальной длины кабеля (примерно на 50%) могут применяться моторные дроссели, которые урезают высокие емкостные токи и позволяют не допустить ложного срабатывания защит частотника при большой длине кабеля;
  
  
• Сглаживание пиковых значений напряжения на обмотках двигателя. Тем самым продлевает срок службы, сокращает затраты на ремонт и замену, увеличивая эффективность финансовых затрат на обслуживание оборудования.
  
  При работе электродвигателя от ПЧ к обмоткам двигателя прикладывается импульсное напряжение с высокими пиками перенапряжений, превышающими амплитуду номинального напряжения двигателя. Это может повлечь за собой возможный пробой изоляции обмоток, в том числе, при длительной эксплуатации по причине ухудшения изоляционных свойств обмотки двигателя.

Применение моторных дросселей

Учитывая накопленный опыт применения, установка моторного дросселя в цепи питания электродвигателя значительно улучшает работу системы электропривода, увеличивая ее долговечность и надежность эксплуатации оборудования. Использование моторного дросселя обеспечивает сглаживание негативных пульсаций тока двигателя, ограничивает крайне опасные коммутационные перенапряжения и позволяет компенсировать ёмкость силовой линии от преобразователя частоты до двигателя. Таким образом вложения в приобретение моторного дросселя можно расценивать как покупку страховки для дорогостоящих преобразователя частоты и электродвигателя.

Применение выходного дросселя в качестве страховки особенно рекомендовано в случае, если:

• длина кабельной линии от преобразователя частоты до двигателя более 40 метров (тем более, если кабель неэкранированный);
• от преобразователя частоты управляются параллельно несколько электродвигателей;
• используются двигатели с большим сроком эксплуатации, либо невысоким классом изоляции;
• требуется дополнительная защита преобразователя частоты от короткого замыкания в выходной цепи.

Рекомендации по выбору моторного дросселя

При заказе моторных дросселей должны быть рассчитаны требуемые значения рабочих частот дросселя, номинальный длительный ток, необходимо также учитывать падение напряжения на обмотках дросселя и режим его “насыщения” (индуктивность дросселя должна быть корректно подобрана, поскольку при её малом значении полезные свойства дросселя сводятся к минимуму).