Практические аспекты по выбору выходных фильтров

Синус фильтры и du/dt фильтры

Выходные фильтры делятся на два типа – синус фильтры и du/dt фильтры. В отличие от синус фильтров, du/dt фильтры имеют единственное предназначение – уменьшить крутизну фронта импульса.

Они проще с конструктивной точки зрения (используются меньшие индуктивности и емкости) и поэтому дешевле, чем синус фильтры.

Синус фильтры, также называемые моторными фильтрами или LC-фильтрами, могут быть опционально установлены на выходе преобразователя частоты. Они предназначены для сглаживания прямоугольных импульсов напряжения на выходе ПЧ и приведения формы выходного напряжения к синусоидальной.

Напряжение и ток при использовании фильтра du/dt и без него	Напряжение и ток при использовании синус фильтра и без него

 Предназначение синус фильтров

• Уменьшение скорости нарастания напряжения (du/dt) на клеммах двигателя;
• Уменьшение пиковых напряжений;
• Уменьшение шума двигателя;
• Использование более длинных моторных кабелей;
• Улучшение ЭМС характеристик;
• При работе с преобразователями частоты Данфосс, синус фильтры позволяют добиться соответствия стандарту ЭМС EN61800-3 категория C2 даже при использовании неэкранированного моторного кабеля.

Когда необходимо использовать синус фильтры

• Применение для насосов с «мокрым» ротором;
• Применение при длинных моторных кабелях (включая ситуации параллельного подключения двигателей);
• Применение для скважинных насосов;
• Применение с нестандартными двигателями (необходима консультация изготовителя двигателя);
• Применение с некоторыми типами компрессоров.

Модернизация

В случае, когда при модернизации объекта на электродвигатели, запускаемые напрямую от сети, производится установка преобразователей частоты, рекомендуется использовать синус фильтр. Исключением является тот случай, когда в спецификации электродвигателя указано, что обмотки предназначены для использования с преобразователем частоты.

Часто, при проведении реконструкции, выгодно бывает сразу заменить старые электродвигатели на более новые - энергоэффективные. В данном случае дополнительная установка синус фильтров не требуется. Новые электродвигатели обычно окупают себя очень быстро за счет значительного снижения энергопотребления.

	du/dt фильтр	Синус фильтр	Фильтр синфазных помех
Нагрузка на изоляцию двигателя	Снижение нагрузки	Снижение нагрузки – могут быть использованы моторные кабели большей длинны.	Не снижают нагрузку.
Нагрузка на подшипники двигателя	Незначительно снижает нагрузку только в двигателях больших мощностей	Снижаются подшипниковые токи, но не снижаются синфазные токи (токи на валу)	Снижаются синфазные токи (токи на валу)
Характеристики ЭМС	Устраняет гармоники в моторном кабеле. Не приводит к изменениям в классе ЭМС	Устраняет гармоники в моторном кабеле. Не приводит к изменениям в классе ЭМС	Снижает высокочастотные помехи (свыше 1 МГц). Не приводит к изменениям в классе ЭМС
Макс. длина кабеля двигателя, с соответствием к требованиям ЭМС	Зависит от производителя. К примеру FC-102 HVAC Drive – макс. 150 м экранированный кабель	Зависит от производителя. К примеру FC-102 HVAC Drive – макс. 150 м экранированный кабель, 300 м - неэкранированный	Зависит от производителя. К примеру FC-102 HVAC Drive – макс. 150 м экранированный кабель
Макс. длина кабеля двигателя, без соответствия к требованиям ЭМС	Зависит от производителя. К примеру FC-102 HVAC Drive – макс. 150 м неэкранированный кабель	Зависит от производителя. К примеру FC-102 HVAC Drive – макс. 500 м неэкранированный кабель	Зависит от производителя. К примеру FC-102 HVAC Drive – макс. 300 м неэкранированный кабель
Акустический шум коммутации двигателя	Не устраняет	Устраняет	Не устраняет
Относительный размер	15-50% (в зависимости от мощности)	100%	5–15%
Падение напряжения	0,5%	4–10%	Нет