Как выбрать выделенный линейный реактор для переменных частотных дисков (VFD): техническое руководство

Почему правильный выбор имеет значение

Неправильно выбранный линейный реактор может не подавлять гармоники, перегреться или даже повредить VFD. И наоборот, хорошо отобранный реактор повышает качество электроэнергии, продлевает срок службы оборудования и обеспечивает соответствие стандартам сетки (например, IEEE 519, EN 61000-3-12). Ниже приведен структурированный подход к выбору.

Ключевые параметры для рассмотрения

1. Сопоставьте номинальное напряжение и ток VFD

Линейный реактор должен соответствовать входному напряжению VFD и рейтингам тока, чтобы избежать перенапряжения, недовольства или напряжения тока.

• Рейтинг напряжения:
  Номинальное напряжение реактора должно равняться или превышать входное напряжение VFD (например, 380 В, 480 В, 690 В переменного тока). Недостаточный риск изоляции разбивка при нормальной работе; Негабаризация добавляет ненужную стоимость.

• Текущий рейтинг:
  Непрерывный ток реактора должен соответствовать максимальному входному току VFD (включая маржу перегрузки). Большинство VFD перечисляют это как «рейтинг текущего» в своих таблицах. Например, VFD с номинальным входным током 100A требует реактора, оцененного не менее 100А.

  Примечание: учетная запись для краткосрочных перегрузков (например, запуск VFD или ускорение двигателя). Некоторые реакторы снижаются при высоких температурах (например, -20% при 60 ° C), поэтому проверяйте условия работы.

2. Определить необходимое значение индуктивности

Индуктивность ( L ) непосредственно влияет на гармоническую подавление и ограничение тока. Цель состоит в том, чтобы сбалансировать гармоническое затухание с приемлемыми убытками и стоимостью.

• Требования к подавлению гармоники:
  VFD генерируют гармоники, пропорциональные их частоте переключения (обычно 2–20 кГц). Стандарты, такие как IEEE 519, ограничивают общее гармоническое искажение (THD) до <5% для промышленных систем. Чтобы достичь этого, индуктивность реактора часто имеет размеры для обеспечения 1–5% импеданса по сравнению с входным импедансом VFD.

  Формула:
  L = 2πf (XL × 103)
  Где:

  • XL : желаемое индуктивное реактивное сопротивление (обычно 1–5% от входного импеданса VFD, например, 2% для умеренного гармонического контроля).
  • F : частота переключения VFD (например, 4 кГц).

  Пример: для VFD мощностью мощностью мощностью мощностью мощностью 100 кВт 100 кВт с частотой переключения 4 кГц и 2% импеданса целевого цвета, L≈0,4mh .

• Ограничение тока зажигает:
  Более высокая индуктивность более эффективно замедляет время роста тока ( DI/DT ). Для VFD с большими конденсаторами DC-Link (общими в мощных дисках), может потребоваться 3–5% импеданс, чтобы ограничить погрузку до 1,5–2-кратного тока.

3. Выберите тип реактора: железный ядер против воздушного ядра

Линейные реакторы классифицируются по основным материалам, каждый с компромиссами:

• Железные реакторы:
  Используйте ламинированные или порошкообразные железные ядра, чтобы уменьшить потери ядра. Они предлагают более высокую индуктивность на единицу объема, что делает их компактными и экономически эффективными для применений мощности с низким и средним содержанием (до 1000a). Тем не менее, они могут насыщаться в высоких токах, снижая эффективность.

• Реакторы воздушного ядра:
  Используйте немагнитные ядра (например, пластик или керамика), устраняя потери ядра и насыщенность. Они идеально подходят для мощных, частоты с высоким переключением частоты частоты (например, 100 кВт+ или 10 кГц+ коммутации), но они больше и дороже.

  Совет применения: воздушные реакторы предпочтительнее в суровых условиях (например, высокая вибрация) из-за лучшей тепловой стабильности, в то время как железные реакторы соответствуют чувствительным к затратам, ограниченным космическим установкам.

4. Проверьте совместимость с частотой переключения

VFD работают на определенных частотах переключения (например, 2 кГц, 4 кГц, 8 кГц). Реактор должен быть спроектирован для обработки этой частоты без чрезмерных потерь или нагрева.

• На частотах, превышающих 10 кГц, реакторы железного ядра могут страдать от основных потерь вихревого тока, требующих конструкций воздушного ядра.
• Проверьте таблицу реактора для «номинального диапазона частот», чтобы обеспечить согласование с частотой переключения VFD.

5. Оценить изоляцию и рейтинги окружающей среды

Промышленные среды варьируются по температуре, влажности и загрязнению. Класс Изоляции реактора и рейтинг защиты (IP -код) должен соответствовать сайту установки:

• Температура: Большинство реакторов оценены по -25 ° C до +40 ° C. Для высокотемпературных областей (> 40 ° C) выберите реакторы с изоляцией класса H (рейтинг 180 ° C) или отступите по току.
• Влажность/пыль: используйте реакторы с рейтингом IP54 в пыльной или влажной среде (например, литейные заводы, наружные установки). IP20 достаточно для чистого использования в помещении.
• Высота: выше 1000 метров, более высокий ток на ~ 3% на 1000 метров, чтобы учесть уменьшенное охлаждение.

6. Проверьте соответствие стандартам

Убедитесь, что реактор соответствует соответствующим международным стандартам, чтобы гарантировать производительность и безопасность:

• Гармоники: IEEE 519 (гармонические ограничения для энергетических систем), EN 61000-3-12 (EMC для систем низкого напряжения).
• Безопасность: IEC 60076 (энергетические трансформаторы/реакторы), UL 508C (оборудование для управления промышленным контролем).
• EMC: EN 55011 (излучаемые выбросы) для чувствительных сред.

Дополнительные соображения

1. Физический размер и монтаж

• Убедитесь, что реактор подходит в доступное пространство (например, глубина панели, высота). Компактные конструкции сохраняют пространство, но могут поставить под угрозу пропускную способность тока.
• Выберите между панелью, DIN-Rail или отдельно стоящими конфигурациями на основе потребностей установки.

2. Потери и эффективность

Более высокая индуктивность или реакторы железа могут внести дополнительные потери меди/железа. Рассчитайте общие потери (потеря меди: i2r ; Потеря ядра: PCORE ), чтобы убедиться, что они не снижают эффективность VFD за пределами приемлемых уровней (обычно <2% общая потеря).

3. Репутация и поддержка производителя

Выберите авторитетные бренды с проверенным опытом в реакторах VFD. Проверять:

• Гарантийные условия (обычно 1–3 года).
• Доступность технической поддержки (например, инструменты гармонического анализа, пользовательские решения).
• Отзывы клиентов или тематические исследования в аналогичных приложениях.

Валидация и тестирование

После установки подтвердите производительность реактора:

• Гармонический анализ: используйте анализатор качества электроэнергии, чтобы измерить THD на входе VFD. Цель <5% THD (для IEEE 519).
• Измерение тока зажигания: обеспечить пиковой зажигание ограничено током 1,5–2x.
• Тепловая проверка: контроль температуры реактора при полной нагрузке, чтобы подтвердить, что она остается в безопасных пределах.
•