In der Praxis müssen Frequenzumrichter üblicherweise mit Drosseln, Filtern, Bremswiderständen und Bremseinheiten ausgestattet werden, um die Stabilität ihrer Leistung zu gewährleisten, die Lebensdauer der Geräte zu verlängern und negative Auswirkungen auf das Stromnetz und die Geräte wirksam zu vermeiden. Im Folgenden werden die Funktionen der einzelnen Komponenten und ihre Gründe erläutert:

1. Reaktoren
Drosseln werden üblicherweise am Eingang oder Ausgang des Frequenzumrichters angebracht. Ihre Hauptfunktionen sind:

Reduzierung von Oberschwingungen und Stromschwankungen: Frequenzumrichter erzeugen Oberschwingungen, insbesondere niederfrequente Oberschwingungen (wie die 5. und 7. Harmonische). Diese Oberschwingungen verursachen Stromschwankungen, beeinträchtigen den Motorbetrieb und erhöhen die Belastung des Stromnetzes. Drosseln können diese Oberschwingungen wirksam unterdrücken und die Auswirkungen auf das Stromnetz und andere Geräte reduzieren.

Glätten Sie Stromschwankungen: Drosseln können den Einfluss der Schaltfrequenz des Frequenzumrichters auf den Strom verringern, die Stromwellenform glätten und zur Reduzierung der Stromoberschwingungen im Stromnetz beitragen.

Begrenzung von Überspannung und Überstrom: Drosseln können in manchen Fällen das Auftreten von Überspannung oder Überstrom begrenzen und so Frequenzumrichter und Motoren vor Schäden schützen.

Gründe für die Installation: Schutz der Geräte, Reduzierung der Auswirkungen von Oberschwingungen auf das Stromnetz und die elektrischen Geräte sowie Vermeidung von Hochfrequenzschwankungen und Überstromproblemen.

2. Filter
Filter werden in der Regel am Ausgang des Wechselrichters eingesetzt. Ihre Funktionen sind:

Eliminierung hochfrequenter Oberwellen: Die vom Wechselrichter erzeugten hochfrequenten Schaltgeräusche können den Motor und andere elektrische Geräte stören. Der Filter kann die Systemstabilität verbessern, indem er hochfrequente Störungen herausfiltert.

Verbessern Sie die Betriebsumgebung des Motors: Der Filter kann die Auswirkungen hochfrequenter Harmonischer auf den Motor eliminieren, Probleme wie Überhitzung, Vibration und Lärm des Motors vermeiden und die Stabilität des Motorbetriebs verbessern.

Reduzierung elektromagnetischer Störungen (EMI): Der Filter kann elektromagnetische Störungen wirksam reduzieren, sicherstellen, dass das Gerät die Standards für elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) erfüllt, und verhindern, dass der normale Betrieb anderer elektronischer Geräte beeinträchtigt wird.

Gründe für die Installation: Reduzieren Sie hochfrequente Störungen und Oberwellen, verbessern Sie die elektrische Umgebung des Systems und schützen Sie den Motor und andere Geräte vor Störungen.

3. Bremswiderstand
Bremswiderstände werden üblicherweise in Verbindung mit Bremseinheiten eingesetzt. Ihre Hauptfunktionen sind:

Aufnahme regenerativer Energie: Wenn der vom Wechselrichter angetriebene Motor stoppt, wandelt die Rotationsträgheit des Motors kinetische Energie in elektrische Energie um und speist diese in den Wechselrichter zurück. Werden keine Maßnahmen ergriffen, kann übermäßige regenerative Energie zu einer zu hohen Zwischenkreisspannung und damit zu Schäden am Wechselrichter führen. Der Bremswiderstand kann diese überschüssige Energie aufnehmen und in Wärmeenergie umwandeln, wodurch eine zu hohe Zwischenkreisspannung verhindert wird.
Verbessern Sie die Bremswirkung: Bei Hochgeschwindigkeits-Motorantriebsanwendungen kann der Bremswiderstand effektiv dazu beitragen, dass der Motor schnell abgebremst wird und verhindern, dass der Motor beim Stoppen aufgrund der Trägheit einen zu hohen Rückstrom erzeugt.
Grund für die Installation: Absorbieren Sie die regenerative Energie des Motors, um den sicheren Betrieb des Wechselrichters und des Motors zu gewährleisten, insbesondere bei Anwendungen mit häufigem Start/Stopp.

4. Bremseinheit
Die Bremseinheit wird in Verbindung mit dem Bremswiderstand verwendet. Sie ist hauptsächlich für die Steuerung und Einstellung der Arbeit des Bremswiderstands verantwortlich:

Regelung der Zwischenkreisspannung: Bei laufendem Wechselrichter kann die Trägheit des Motors zu viel Energie in den Zwischenkreis zurückspeisen, wodurch die Zwischenkreisspannung ansteigt. Die Bremseinheit überwacht die Zwischenkreisspannung. Bei zu hoher Spannung wird automatisch der Bremswiderstand aktiviert, um überschüssige Energie zu absorbieren und so ein Überschreiten des Normwerts der Zwischenkreisspannung zu verhindern.
Sorgen Sie für schnelles Bremsen: Die Bremseinheit und der Widerstand arbeiten zusammen, um dem Wechselrichter zu ermöglichen, überschüssige Energie schnell zu verbrauchen, wenn der Motor stoppt oder die Bremse umkehrt, die Motorstoppzeit zu verkürzen und die Effizienz des Steuerungssystems zu verbessern.
Gründe für die Installation: Den Rückfluss regenerativer Energie kontrollieren, den Wechselrichter vor Überspannung schützen und eine schnelle und sichere Motorbremsung gewährleisten.

Zusammenfassung
In der tatsächlichen Anwendung des Wechselrichters kann die Installation von Drosseln, Filtern, Bremswiderständen und Bremseinheiten:
Unterdrücken Sie effektiv Oberwellen, reduzieren Sie elektromagnetische Störungen und gewährleisten Sie die Stabilität von Geräten und Stromnetzen.
Verbessern Sie die Effizienz und Lebensdauer des Motorbetriebs und reduzieren Sie Probleme wie Motorüberhitzung, Lärm und Vibrationen durch hochfrequente Geräusche.
Verarbeiten Sie die regenerative Energie des Motors, verhindern Sie eine zu hohe Gleichstrombusspannung des Wechselrichters und gewährleisten Sie den sicheren und stabilen Betrieb des Systems.
Daher kann die sinnvolle Konfiguration dieser Komponenten die Leistung des Wechselrichters erheblich verbessern, die Sicherheit des Systems verbessern und die Lebensdauer der Geräte verlängern.
Bei der Verwendung eines Frequenzumrichters (VFD) ist nicht für alle Anwendungen die Installation von Drosseln, Filtern, Bremswiderständen und Bremseinheiten erforderlich. Ob diese Komponenten installiert werden müssen, hängt von der jeweiligen Anwendungsumgebung, den Systemanforderungen und den Betriebsbedingungen der Anlage ab. Hier sind einige häufige Gründe und Szenarien für den Einbau dieser Komponenten:

1. Situationen, in denen Reaktoren benötigt werden
Hohe Netzoberwellenverschmutzung: Wenn der Wechselrichter in einer Umgebung verwendet wird, in der die Netzstromversorgungsbedingungen instabil sind oder das Netz eine starke Oberwellenverschmutzung aufweist, kann der Reaktor dazu beitragen, die durch die Schaltfrequenz des Wechselrichters erzeugten Oberwellen zu reduzieren, um eine stärkere Verschmutzung des Netzes zu vermeiden.
Hohe Wechselrichterleistung: Beim Einsatz von Hochleistungswechselrichtern, insbesondere Wechselrichtern über 50 kW, können Drosseln Stromschwankungen wirksam reduzieren und die Auswirkungen auf das Netz und die Geräte verringern.
Große Netzspannungsschwankungen: Drosseln können Netzspannungsschwankungen unterdrücken, um den normalen Betrieb des Wechselrichters sicherzustellen, insbesondere in Gebieten, in denen die Netzspannung instabil oder brüchig ist.
Typische Anwendungen: Wechselrichter mit Hochleistungslasten wie Kraftwerken, Schwermaschinen und Bergwerken; strenge Anforderungen an die Industrienetzumgebung sind erforderlich.

2. Situationen, in denen Filter benötigt werden
Hochfrequenzrauschen in Motorantrieben: Das vom Wechselrichter erzeugte hochfrequente Schaltrauschen kann elektromagnetische Störungen (EMI) am Motor und in der Umgebung verursachen. Wenn Ihre Anwendung elektromagnetische Störungen reduzieren muss oder empfindliche elektronische Geräte (wie SPS, Sensoren usw.) in der Nähe arbeiten, sind Filter unerlässlich.
Erfüllen Sie die Anforderungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV): Wenn das Gerät strenge EMV-Standards erfüllen muss, kann der Filter die Störungen durch elektromagnetische Strahlung und Leitung wirksam reduzieren, um sicherzustellen, dass das Gerät die nationalen oder internationalen Standards zur elektromagnetischen Verträglichkeit erfüllt.
Verbesserung des Motorbetriebs: Wenn der Wechselrichter den Motor antreibt und Probleme wie Motorüberhitzung, erhöhte Geräuschentwicklung oder Vibrationen auftreten, kann der Filter die durch hochfrequente Oberwellen verursachten Auswirkungen reduzieren.
Typische Anwendungen: Anwendungen mit strengen Anforderungen an elektromagnetische Störungen, wie z. B. hochpräzise Fertigung, Laborgeräte, Kommunikationsgeräte, medizinische Geräte usw.

3. Situationen, in denen Bremswiderstände erforderlich sind
Häufiges Starten/Stoppen oder Bremsen: In Situationen, in denen häufiges Starten und Stoppen erforderlich ist, kann die vom Motor aufgrund der Trägheit erzeugte regenerative Energie zu einem starken Anstieg der Zwischenkreisspannung führen. In diesem Fall ist ein Bremswiderstand erforderlich, um diesen Teil der Energie zu absorbieren und so ein Überschreiten der Normspannung zu verhindern und den normalen Betrieb des Wechselrichters zu gewährleisten.
Hochlastanwendungen mit Langzeitbetrieb: Bei hoher Motorlast und langem Betrieb, insbesondere beim Abbremsen oder Stoppen des Motors, kann eine hohe Rückenergie entstehen. Der Bremswiderstand kann verhindern, dass der Motor aufgrund seiner Trägheit eine zu hohe Spannung erzeugt.
Anwendungen, die ein schnelles Herunterfahren oder eine schnelle Lastverzögerung erfordern: Beispielsweise können Bremswiderstände bei Anwendungen wie Bandförderern und Aufzügen, die ein schnelles Herunterfahren erfordern, die Motorverzögerung beschleunigen und die Stoppzeit verkürzen.
Typische Anwendungen: Kräne, Förderbänder, Textilmaschinen, Aufzüge, Lüfter und Pumpen, die schnell starten und stoppen usw.
4. Situationen, in denen Bremseinheiten erforderlich sind
Situationen, in denen regenerative Energie kontrolliert werden muss: Wenn der Motor beim Schnellstopp oder Rückwärtsbremsen genutzt werden muss, kann die Zwischenkreisspannung zu hoch sein. Die Bremseinheit kann diese Spannung überwachen und regeln, um sicherzustellen, dass der Wechselrichter nicht beschädigt wird.
Die vom Motor zurückgespeiste regenerative Energie ist hoch: Bei Hochleistungswechselrichtern, insbesondere bei Lasten mit großer Trägheit wie Lüftern, Pumpen, Schwermaschinen usw., ist die durch die Motorträgheit erzeugte regenerative Energie hoch. Die Bremseinheit wird zusammen mit dem Bremswiderstand eingesetzt, um die regenerative Energie effektiv zu absorbieren und Ausfälle durch Überspannung zu vermeiden.
Betrieb unter hoher Last und hohen dynamischen Bedingungen: Beispielsweise kann die Bremseinheit in Situationen, in denen häufige Geschwindigkeitsänderungen erforderlich sind (wie bei Aufzügen und Kränen), dazu beitragen, die Rückkopplungsenergie schnell zu verbrauchen und den Wechselrichter und den Motor zu schützen.
Typische Anwendungen: Motorantriebssysteme mit hoher Dynamik, wie etwa Aufzüge, Kräne, Bandförderer, automatisierte Produktionslinien usw.

Zusammenfassung:
Diese Komponenten werden üblicherweise in folgenden Fällen benötigt:

Wenn die Netzqualität schlecht ist, die Oberschwingungen groß sind oder die Spannungsschwankungen stark sind, installieren Sie eine Drossel, um den Wechselrichter und das Netz zu schützen.

Wenn strenge Anforderungen hinsichtlich elektromagnetischer Störungen (EMI) bestehen oder die Laufruhe des Motors verbessert werden muss, installieren Sie einen Filter.
Bei Anwendungen mit häufigem Start/Stopp oder schneller Verzögerung müssen ein Bremswiderstand und eine Bremseinheit installiert werden, um die Rückspeisung der regenerativen Energie zu kontrollieren und den sicheren Betrieb des Wechselrichters und des Motors zu gewährleisten.
Ob diese Komponenten installiert werden müssen, hängt von den spezifischen Anforderungen des Systems, der Art der Last und der Arbeitsumgebung ab. Bei Anwendungen mit hoher Leistung, häufigem Start/Stopp oder strengen Anforderungen an die elektrische Umgebung werden diese zusätzlichen Komponenten in der Regel in Betracht gezogen.