Синус-фильтры — оптимальное решение для электродвигателей

Повышенное напряжение способствует преждевременному износу электрического двигателя, может привести к его поломке. Подключение преобразователя частоты через выходной синусный фильтр помогает избежать перенапряжения на обмотке мотора, продлевает его ресурс. Мы расскажем о принципе работы устройств, их конструкции и области применения.

Что такое синус-фильтры и зачем они нужны

Синус-фильтр, альтернативное название — выходной фильтр, который устанавливают на выходе преобразователя частоты (в дальнейшем — ПЧ). По сути, это LC-фильтр, в котором частота резонанса вдвое ниже несущей частоты ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Так, для двигателя 500 V она будет составлять около 1200 Гц.

Основная функция синус-фильтра для преобразователя частоты — подавление несущей частоты, остается только выходная. В результате форма выходного напряжения Uвых становится больше похожей на синусообразную. Соответственно, уменьшается нагрузка на обмотках мотора, обусловленная перенапряжением. Простой пример использования: электроприводы скважинных насосов.

Основная функция синус-фильтров — преобразование выходных сигналов прямоугольной формы в синусоидальные и уменьшение пульсации. Защищают двигатель от пиковых напряжений, уменьшают риски перегрева.

Когда нужен синус-фильтр

Многие производители высокомощных компрессоров, скважинных насосов на большой глубине и другого оборудования, которое эксплуатируется в критичных условиях, требуют использовать синус-фильтры для частотных преобразователей. Они необходимы, если:

• Надо уменьшить уровень шума от двигателя — к примеру, если у мотора слабая изоляция.
• При частых рекуперативных торможениях.
• При подключении с помощью длинного кабеля — от 100–150 м.
• Есть потребность в продолжительном использовании без проведения регламентных работ (обслуживания).
• Под нагрузкой происходит ступенчатое повышение напряжения.
• Рабочее напряжение мотора равно 690 В.
• При значительном износе изоляции старых двигателей.
• Если мотор не соответствует IEC 60034-17.
• В усложненных условиях: эксплуатация при высоких температурах, агрессивная внешняя среда.

Так, если двигатель имеет недостаточную изоляцию, чтобы его можно было подключать совместно с ЧП, синусный фильтр решает эту проблему. Более того, мотор будет работать в оптимальном режиме — без чрезмерного износа подшипников и перегрева обмоток в результате воздействия ВЧ-токов.

Особенности применения синус-фильтров

Использование синус-фильтров положительно влияет на электродвигатели. Основные плюсы:

• Снижение акустического уровня шума — выше комфорт, меньше шумовая нагрузка на персонал.
• Снижение потерь тока в обмотках мотора — повышается КПД.
• Уменьшение нагрузки на изоляцию.
• Увеличение ресурса двигателя — он прослужит намного дольше.

Еще синус-фильтры решают проблему значительного удаления преобразователя частоты от мотора — можно смело использовать длинный кабель, не опасаясь возникновения импульсных отражений, которые могут стать причиной тепловых потерь в ПЧ.

Внимание! Не допускается применение синусного фильтра с частотой, которая меньше, чем указанная в паспорте. Необходимо правильно настроить частотный преобразователь — установить ограничение по нижней частоте. Также в настройках ПЧ следует корректно установить параметры емкости (C) и индуктивности (L) выходного фильтра.

Важно понимать, что и сам фильтр создает шумовой фон, а также выделяет тепло — степень нагрева зависит от условий эксплуатации и параметров устройства. Это значит, что ему может понадобиться охлаждение.

Подключение дросселей с фильтрами осуществляется по последовательной схеме с помощью экранированного кабеля — чем меньше его длина, тем лучше. Так, для электромотора 7,5 кВт предельная длина составляет 2 м.

Конструкция синусных фильтров

Конструктивно синус-фильтры схожи с dU/dt-фильтрами, принципиальная разница в величине емкостей и катушек индуктивности — она существенно выше. За счет этого более качественно сглаживаются помехи ВЧ, удается достичь лучшей формы основных показателей: U и I (напряжение и ток, соответственно). Схема синус-фильтра, форма напряжения на входе и выходе:

Индуктивность (L) в синусном фильтре для преобразователя частоты варьируется в широком диапазоне: от сотен микроГенри (мкГН) до десятков мегаГенри (МГ). Емкость конденсаторов — от единиц до сотен мкФ. В результате по размеру синусные фильтры сопоставимы с преобразователями частоты, к которым подключены. Особенности эксплуатации:

• Мощность выделяемого тепла может достигать нескольких килоВатт.
• Падение напряжения составит приблизительно 30 В — при номинальной нагрузке на электропривод. Возможна частичная компенсация за счет настроек частотного преобразователя.
• Рекомендуемая длина кабеля при подключении синусных фильтров к ПЧ: до 15 м — для мощных моторов от 90 кВт, до 10 м — для двигателей мощностью в пределах 7,5-90 кВт, до 2 м — до 7,5 кВт.

При использовании кабеля большей длины возрастает вероятность повышения тепловой нагрузки на обмотки мотора при работе на НЧ.

Область применения

Повышение надежности и увеличение ресурса электродвигателей. Синус-фильтры применяют при подключении:

• насосов погружного типа;
• конвейерных лент;
• транспортировочного оборудования на элеваторах;
• вентиляционных и климат-систем;
• многодвигательных приводов.

Синусные фильтры могут устанавливаться в отдельном шкафу или вместе с ЧП.

Мы поставляем синусные фильтры под заказ. Доступны синус фильтры для преобразователей частоты производства EATON и СЗСЭМ, обеспечивающие подключение с длиной кабеля до 400 м.  Также у нас можно купить устройства управления электродвигателями, в том числе контакторы, пускатели, устройства плавного пуска и другую аппаратуру.

Для заказа синус-фильтров оставьте заявку на сайте или позвоните нам +7 (499) 300-99-03.

Синус-фильтры под заказ

	Наименование	Срок поставки
	Синус-фильтр 3п 400В AC 10А DX-SIN3-010 EATON 271590 Код 355679	45+ дней
	Синус-фильтр 3п 400В AC 16.5А DX-SIN3-016 EATON 271591 Код 355682	45+ дней
	Синус-фильтр 3п 400В AC 48А DX-SIN3-048 EATON 271597 Код 355689	45+ дней
	Синус-фильтр 3п 400В AC 72А DX-SIN3-072 EATON 271600 Код 355692	45+ дней
	ФС-0,9/75 У3 Синус-фильтр 400В, 75А, 0,9мГн, длина кабеля до 400м, IP00 Код 00-00047486	10-14 дней

Скачайте каталоги синус-фильтров

Синус-фильтры производства Россия - Скачать файл
Синус-фильтры EATON - Скачать файл