Dans les applications pratiques, les convertisseurs de fréquence doivent généralement être équipés de réacteurs, de filtres, de résistances de freinage et d'unités de freinage afin de garantir la stabilité de leurs performances, de prolonger leur durée de vie et d'éviter efficacement les impacts négatifs sur le réseau électrique et les équipements. Voici les fonctions de chaque composant et leurs raisons d'être :

1. Réacteurs
Des réactances sont généralement ajoutées à l'entrée ou à la sortie du convertisseur de fréquence. Leurs principales fonctions sont :

Réduire les harmoniques et les fluctuations de courant : les convertisseurs de fréquence génèrent des harmoniques, notamment des harmoniques basse fréquence (comme les harmoniques 5 et 7). Ces harmoniques provoquent des fluctuations de courant, affectent le fonctionnement des moteurs et augmentent la charge sur le réseau électrique. Les réacteurs peuvent supprimer efficacement ces harmoniques et réduire leur impact sur le réseau électrique et les autres équipements.

Fluctuations de courant régulières : les réacteurs peuvent réduire l'impact de la fréquence de commutation du convertisseur de fréquence sur le courant, rendre la forme d'onde du courant plus lisse et aider à réduire les harmoniques de courant du réseau électrique.

Limiter les surtensions et les surintensités : les réacteurs peuvent limiter l'apparition de surtensions ou de surintensités dans certains cas, protégeant ainsi les convertisseurs de fréquence et les moteurs contre les dommages.

Raisons de l'installation : protéger les équipements, réduire l'impact des harmoniques sur le réseau électrique et les équipements électriques, et éviter les fluctuations à haute fréquence et les problèmes de surintensité.

2. Filtres
Les filtres sont généralement utilisés en sortie de l'onduleur. Leurs fonctions sont les suivantes :

Éliminer les harmoniques haute fréquence : Le bruit de commutation haute fréquence généré par l'onduleur peut perturber le fonctionnement du moteur et d'autres équipements électriques. Le filtre peut améliorer la stabilité du système en filtrant le bruit haute fréquence.

Améliorer l'environnement de fonctionnement du moteur : le filtre peut éliminer l'impact des harmoniques haute fréquence sur le moteur, éviter les problèmes tels que la surchauffe, les vibrations et le bruit du moteur et améliorer la stabilité du fonctionnement du moteur.

Réduction des interférences électromagnétiques (EMI) : le filtre peut réduire efficacement les interférences électromagnétiques, garantir que l'équipement répond aux normes de compatibilité électromagnétique (CEM) et éviter d'affecter le fonctionnement normal d'autres équipements électroniques.

Raisons de l'installation : Réduire les interférences et les harmoniques haute fréquence, améliorer l'environnement électrique du système et protéger le moteur et les autres équipements contre les interférences.

3. Résistance de freinage
Les résistances de freinage sont généralement utilisées en association avec des unités de freinage. Leurs principales fonctions sont :

Absorber l'énergie régénérative : lorsque le moteur entraîné par l'onduleur s'arrête, son inertie de rotation convertit l'énergie cinétique en énergie électrique et la restitue à l'onduleur. Si aucune mesure n'est prise, une énergie régénérative excessive peut entraîner une tension du bus continu trop élevée et endommager l'onduleur. La résistance de freinage peut absorber cet excès d'énergie et le convertir en énergie thermique, évitant ainsi une tension du bus continu trop élevée.
Améliorer l'effet de freinage : dans les applications d'entraînement de moteur à grande vitesse, la résistance de freinage peut aider efficacement le moteur à décélérer rapidement et empêcher le moteur de générer un courant inverse trop élevé en raison de l'inertie lorsqu'il s'arrête.
Raison de l'installation : Absorber l'énergie régénératrice du moteur pour assurer le fonctionnement sûr de l'onduleur et du moteur, en particulier dans les applications avec démarrages/arrêts fréquents.

4. Unité de freinage
L'unité de freinage est utilisée conjointement avec la résistance de freinage. Elle est principalement responsable du contrôle et du réglage du travail de la résistance de freinage :

Contrôle de la tension du bus CC : Lorsque le variateur fonctionne, l'inertie du moteur peut renvoyer trop d'énergie au bus CC, provoquant une augmentation de la tension du bus. Le module de freinage a pour fonction de surveiller la tension du bus CC. Lorsque la tension est trop élevée, il déclenche automatiquement la résistance de freinage pour absorber l'excès d'énergie et empêcher la tension du bus de dépasser la norme.
Assurer un freinage rapide : l'unité de freinage et la résistance fonctionnent ensemble pour permettre à l'onduleur de consommer rapidement l'excès d'énergie lorsque le moteur s'arrête ou inverse le frein, de réduire le temps d'arrêt du moteur et d'améliorer l'efficacité du système de contrôle.
Raisons de l'installation : Contrôler le retour d'énergie régénérative, protéger l'onduleur contre les tensions excessives et assurer un freinage moteur rapide et sûr.

Résumé
Dans l'application réelle de l'onduleur, l'installation de réacteurs, de filtres, de résistances de freinage et d'unités de freinage peut :
Supprimez efficacement les harmoniques, réduisez les interférences électromagnétiques et assurez la stabilité des équipements et des réseaux électriques.
Améliorez l'efficacité et la durée de vie du moteur et réduisez les problèmes tels que la surchauffe du moteur, le bruit et les vibrations causés par le bruit haute fréquence.
Traitez l'énergie régénératrice du moteur, évitez que la tension du bus CC de l'onduleur ne soit trop élevée et assurez le fonctionnement sûr et stable du système.
Par conséquent, la configuration raisonnable de ces composants peut améliorer considérablement les performances de l'onduleur, améliorer la sécurité du système et prolonger la durée de vie de l'équipement.
Lors de l'utilisation d'un variateur de fréquence (VFD), toutes les applications ne nécessitent pas l'installation de réacteurs, de filtres, de résistances de freinage et d'unités de freinage. La nécessité d'installer ces composants dépend de l'environnement d'application, des exigences du système et des conditions de fonctionnement de l'équipement. Voici quelques raisons et scénarios courants justifiant l'ajout de ces composants :

1. Situations où des réacteurs sont nécessaires
Pollution harmonique élevée du réseau : lorsque l'onduleur est utilisé dans un environnement où les conditions d'alimentation du réseau sont instables ou où le réseau présente une forte pollution harmonique, le réacteur peut aider à réduire les harmoniques générées par la fréquence de commutation de l'onduleur pour éviter de provoquer une plus grande pollution du réseau.
Puissance d'onduleur élevée : dans l'application d'onduleurs haute puissance, en particulier les onduleurs supérieurs à 50 kW, les réacteurs peuvent réduire efficacement les fluctuations de courant et réduire l'impact sur le réseau et l'équipement.
Grandes fluctuations de tension du réseau : les réacteurs peuvent supprimer les fluctuations de tension du réseau pour assurer le fonctionnement normal de l'onduleur, en particulier dans les zones où la tension du réseau est instable ou fragile.
Applications typiques : onduleurs avec charges de forte puissance telles que les centrales électriques, les machines lourdes et les mines ; des environnements de réseau industriel stricts sont requis.

2. Situations où des filtres sont nécessaires
Problèmes de bruit haute fréquence dans les variateurs de vitesse : Le bruit de commutation haute fréquence généré par le variateur peut provoquer des interférences électromagnétiques (IEM) au niveau du moteur et des équipements électroniques environnants. Si votre application nécessite de réduire les interférences électromagnétiques ou si des équipements électroniques sensibles (tels que des automates programmables, des capteurs, etc.) fonctionnent à proximité, des filtres sont indispensables.
Conforme aux exigences de compatibilité électromagnétique (CEM) : si l'équipement doit répondre à des normes CEM strictes, le filtre peut réduire efficacement les interférences du rayonnement électromagnétique et de la conduction pour garantir que l'équipement répond aux normes nationales ou internationales de compatibilité électromagnétique.
Améliorer le fonctionnement du moteur : si l'onduleur entraîne le moteur et qu'il y a des problèmes tels qu'une surchauffe du moteur, une augmentation du bruit ou des vibrations, le filtre peut réduire l'impact causé par les harmoniques haute fréquence.
Applications typiques : Applications avec des exigences strictes en matière d'interférences électromagnétiques, telles que la fabrication de haute précision, les équipements de laboratoire, les équipements de communication, les équipements médicaux, etc.

3. Situations où des résistances de freinage sont nécessaires
Besoins fréquents de démarrages/arrêts ou de freinages : Dans les situations où des démarrages et des arrêts fréquents sont nécessaires, l'énergie régénératrice générée par le moteur en raison de l'inertie peut entraîner une forte augmentation de la tension du bus CC. Dans ce cas, une résistance de freinage est nécessaire pour absorber cette partie de l'énergie afin d'éviter que la tension ne dépasse la norme et d'assurer le fonctionnement normal de l'onduleur.
Applications à forte charge avec fonctionnement prolongé : si le moteur est fortement sollicité et fonctionne longtemps, notamment en décélération ou à l'arrêt, une énergie inverse importante peut être générée. La résistance de freinage peut empêcher le moteur de générer une tension excessive due à l'inertie.
Applications nécessitant un arrêt rapide ou une décélération de la charge : Par exemple, dans les applications telles que les convoyeurs à bande et les ascenseurs qui nécessitent un arrêt rapide, les résistances de freinage peuvent accélérer la décélération du moteur et raccourcir le temps d'arrêt.
Applications typiques : grues, bandes transporteuses, machines textiles, ascenseurs, ventilateurs et pompes qui démarrent et s'arrêtent rapidement, etc.
4. Situations où des unités de freinage sont nécessaires
Cas où l'énergie régénérative doit être contrôlée : lorsque le moteur doit être utilisé en cas d'arrêt brusque ou de freinage en marche arrière, la tension du bus CC peut être trop élevée. L'unité de freinage peut surveiller et contrôler cette tension afin de garantir qu'elle n'endommage pas l'onduleur.
L'énergie régénérative restituée par le moteur est importante : pour les onduleurs de forte puissance, notamment pour les charges à forte inertie telles que les ventilateurs, les pompes, les machines lourdes, etc., l'énergie régénérative générée par l'inertie du moteur est importante. L'unité de freinage est utilisée conjointement avec la résistance de freinage pour garantir une absorption efficace de l'énergie régénérative et éviter les pannes dues à une tension excessive.
Fonctionnement sous des conditions de charge élevée et de dynamique élevée : par exemple, dans les situations où des changements de vitesse fréquents sont nécessaires (comme les ascenseurs et les grues), l'unité de freinage peut aider à consommer rapidement l'énergie de rétroaction et à protéger l'onduleur et le moteur.
Applications typiques : systèmes d'entraînement de moteurs à réponse dynamique élevée, tels que les ascenseurs, les grues, les convoyeurs à bande, les lignes de production automatisées, etc.

Résumé:
Ces composants sont généralement requis dans les cas suivants :

Lorsque la qualité du réseau est mauvaise, que les harmoniques sont importantes ou que les fluctuations de tension sont importantes, installez un réacteur pour protéger l'onduleur et le réseau.

Lorsqu'il existe des exigences strictes en matière d'interférences électromagnétiques (EMI) ou que le bon fonctionnement du moteur doit être amélioré, installez un filtre.
Pour les applications avec démarrage/arrêt fréquent ou décélération rapide, il est nécessaire d'installer une résistance de freinage et une unité de freinage pour aider à contrôler l'énergie régénérative de rétroaction et assurer le fonctionnement sûr de l'onduleur et du moteur.
La nécessité d'installer ces composants dépend des besoins spécifiques du système, du type de charge et de l'environnement de fonctionnement. Pour les applications à forte puissance, avec des démarrages/arrêts fréquents ou des exigences environnementales électriques strictes, ces composants supplémentaires sont généralement envisagés.