در کاربردهای عملی، مبدل‌های فرکانس معمولاً باید به راکتورها، فیلترها، مقاومت‌های ترمز و واحدهای ترمز مجهز شوند تا از پایداری عملکرد آنها اطمینان حاصل شود، عمر تجهیزات افزایش یابد و به طور مؤثر از تأثیرات منفی بر شبکه برق و تجهیزات جلوگیری شود. در زیر وظایف هر جزء و دلایل آن آورده شده است:

1. راکتورها
راکتورها معمولاً به ورودی یا خروجی مبدل فرکانس اضافه می شوند. توابع اصلی آنها عبارتند از:

کاهش هارمونیک ها و نوسانات جریان: مبدل های فرکانس هارمونیک ها، به ویژه هارمونیک های فرکانس پایین (مانند هارمونیک های 5 و 7) تولید می کنند. این هارمونیک ها باعث نوسانات جریان می شوند، بر عملکرد موتور تاثیر می گذارند و بار روی شبکه برق را افزایش می دهند. راکتورها می توانند به طور موثری این هارمونیک ها را سرکوب کرده و تاثیر آن بر شبکه برق و سایر تجهیزات را کاهش دهند.

نوسانات جریان صاف: راکتورها می توانند تأثیر فرکانس سوئیچینگ مبدل فرکانس را بر جریان کاهش دهند، شکل موج جریان را صاف تر کنند و به کاهش هارمونیک های جریان شبکه برق کمک کنند.

اضافه ولتاژ و جریان اضافی را محدود کنید: راکتورها می توانند در برخی موارد وقوع اضافه ولتاژ یا اضافه جریان را محدود کنند و از مبدل های فرکانس و موتورها در برابر آسیب محافظت کنند.

دلایل نصب: محافظت از تجهیزات، کاهش تاثیر هارمونیک ها بر شبکه برق و تجهیزات الکتریکی و جلوگیری از نوسانات فرکانس بالا و مشکلات جریان اضافه.

2. فیلترها
فیلترها معمولاً در انتهای خروجی اینورتر استفاده می شوند. توابع آنها عبارتند از:

حذف هارمونیک های فرکانس بالا: نویز سوئیچینگ فرکانس بالا تولید شده توسط اینورتر ممکن است با موتور و سایر تجهیزات الکتریکی تداخل ایجاد کند. فیلتر می تواند با فیلتر کردن نویز فرکانس بالا، پایداری سیستم را بهبود بخشد.

بهبود محیط کار موتور: فیلتر می تواند تاثیر هارمونیک های فرکانس بالا را بر روی موتور از بین ببرد، از مشکلاتی مانند گرم شدن بیش از حد، لرزش و صدای موتور جلوگیری کند و پایداری عملکرد موتور را بهبود بخشد.

کاهش تداخل الکترومغناطیسی (EMI): فیلتر می تواند به طور موثر تداخل الکترومغناطیسی را کاهش دهد، اطمینان حاصل کند که تجهیزات با استانداردهای سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) مطابقت دارد و از تأثیرگذاری بر عملکرد عادی سایر تجهیزات الکترونیکی جلوگیری می کند.

دلایل نصب: کاهش تداخل و هارمونیک های فرکانس بالا، بهبود محیط الکتریکی سیستم و محافظت از موتور و سایر تجهیزات در برابر تداخل.

3. مقاومت ترمز
مقاومت های ترمز معمولاً همراه با واحدهای ترمز استفاده می شوند. توابع اصلی آنها عبارتند از:

جذب انرژی احیاکننده: هنگامی که موتور به حرکت در می‌آید اینورتر متوقف می‌شود، اینرسی چرخشی موتور انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند و آن را به اینورتر برمی‌گرداند. اگر اقداماتی انجام نشود، انرژی احیا کننده بیش از حد ممکن است باعث شود ولتاژ باس DC بیش از حد بالا باشد و به اینورتر آسیب برساند. مقاومت ترمز می تواند این انرژی اضافی را جذب کرده و آن را به انرژی گرمایی تبدیل کند و در نتیجه از بالا رفتن ولتاژ باس DC جلوگیری کند.
بهبود اثر ترمز: در کاربردهای درایو موتور با سرعت بالا، مقاومت ترمز می تواند به طور موثری به کاهش سرعت موتور کمک کند و از تولید جریان معکوس بسیار زیاد موتور به دلیل اینرسی هنگام توقف جلوگیری کند.
دلیل نصب: جذب انرژی احیا کننده موتور برای اطمینان از عملکرد ایمن اینورتر و موتور، به ویژه در کاربردهایی که مکرر استارت/استاپ دارند.

4. واحد ترمز
واحد ترمز در ارتباط با مقاومت ترمز استفاده می شود. این عمدتاً مسئول کنترل و تنظیم کار مقاومت ترمز است:

کنترل ولتاژ باس DC: هنگامی که اینورتر کار می کند، اینرسی موتور ممکن است انرژی زیادی را به باس DC برگرداند و باعث افزایش ولتاژ باس شود. عملکرد واحد ترمز نظارت بر ولتاژ باس DC است. هنگامی که ولتاژ بیش از حد بالا باشد، به طور خودکار مقاومت ترمز را برای جذب انرژی اضافی فعال می کند تا از ولتاژ باس بیش از حد استاندارد جلوگیری کند.
ارائه ترمز سریع: واحد ترمز و مقاومت با هم کار می کنند تا اینورتر به سرعت انرژی اضافی را در هنگام توقف یا معکوس کردن ترمز مصرف کند، زمان توقف موتور را کاهش دهد و کارایی سیستم کنترل را بهبود بخشد.
دلایل نصب: کنترل جریان برگشتی انرژی احیا کننده، محافظت از اینورتر در برابر ولتاژ بیش از حد، و اطمینان از ترمز سریع و ایمن موتور.

خلاصه
در کاربرد واقعی اینورتر، نصب راکتورها، فیلترها، مقاومت های ترمز و واحدهای ترمز می تواند:
به طور موثر هارمونیک ها را سرکوب کنید، تداخل الکترومغناطیسی را کاهش دهید و از پایداری تجهیزات و شبکه های برق اطمینان حاصل کنید.
راندمان و عمر کار موتور را بهبود می بخشد و مشکلاتی مانند گرم شدن بیش از حد موتور، سر و صدا و لرزش ناشی از نویز با فرکانس بالا را کاهش می دهد.
انرژی احیا کننده موتور را پردازش کنید، از زیاد بودن ولتاژ باس DC اینورتر جلوگیری کنید و از عملکرد ایمن و پایدار سیستم اطمینان حاصل کنید.
بنابراین، پیکربندی معقول این قطعات می تواند عملکرد اینورتر را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد، ایمنی سیستم را بهبود بخشد و طول عمر تجهیزات را افزایش دهد.
هنگام استفاده از درایو فرکانس متغیر (VFD)، همه برنامه ها به نصب راکتورها، فیلترها، مقاومت های ترمز و واحدهای ترمز نیاز ندارند. اینکه آیا این قطعات نیاز به نصب دارند یا خیر، بستگی به محیط برنامه خاص، نیازهای سیستم و شرایط کاری تجهیزات دارد. در اینجا چند دلیل و سناریو متداول برای اضافه کردن این اجزا وجود دارد:

1. موقعیت هایی که راکتور مورد نیاز است
آلودگی هارمونیک شبکه بالا: هنگامی که اینورتر در محیطی استفاده می شود که شرایط منبع تغذیه شبکه ناپایدار است یا شبکه دارای آلودگی هارمونیک قوی است، راکتور می تواند به کاهش هارمونیک های تولید شده توسط فرکانس سوئیچینگ اینورتر کمک کند تا از ایجاد آلودگی بیشتر در شبکه جلوگیری شود.
قدرت اینورتر بالا: در استفاده از اینورترهای پرقدرت، به ویژه اینورترهای بالای 50 کیلو وات، راکتورها می توانند به طور موثری نوسانات جریان را کاهش دهند و تأثیر آن بر شبکه و تجهیزات را کاهش دهند.
نوسانات بزرگ ولتاژ شبکه: راکتورها می توانند نوسانات ولتاژ شبکه را برای اطمینان از عملکرد عادی اینورتر، به ویژه در مناطقی که ولتاژ شبکه ناپایدار یا شکننده است، سرکوب کنند.
کاربردهای معمولی: اینورترها با بارهای پرقدرت مانند نیروگاه ها، ماشین آلات سنگین و معادن. محیط های شبکه صنعتی سخت مورد نیاز است.

2. موقعیت هایی که فیلترها مورد نیاز است
مشکلات نویز فرکانس بالا در درایوهای موتور: نویز سوئیچینگ فرکانس بالا تولید شده توسط اینورتر ممکن است باعث تداخل الکترومغناطیسی (EMI) به موتور و تجهیزات الکترونیکی اطراف شود. اگر برنامه شما نیاز به کاهش تداخل الکترومغناطیسی دارد، یا اگر تجهیزات الکترونیکی حساس (مانند PLC ها، سنسورها و غیره) در نزدیکی کار می کنند، فیلترها بسیار ضروری هستند.
مطابق با الزامات سازگاری الکترومغناطیسی (EMC): اگر تجهیزات نیاز به رعایت استانداردهای سختگیرانه EMC داشته باشد، فیلتر می تواند به طور موثر تداخل تابش و هدایت الکترومغناطیسی را کاهش دهد تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات با استانداردهای سازگاری الکترومغناطیسی ملی یا بین المللی مطابقت دارد.
بهبود عملکرد موتور: اگر اینورتر موتور را به حرکت درآورد و مشکلاتی مانند گرم شدن بیش از حد موتور، افزایش صدا یا لرزش وجود داشته باشد، فیلتر می تواند ضربه ناشی از هارمونیک های فرکانس بالا را کاهش دهد.
کاربردهای معمولی: کاربردهایی با الزامات سختگیرانه در مورد تداخل الکترومغناطیسی، مانند ساخت با دقت بالا، تجهیزات آزمایشگاهی، تجهیزات ارتباطی، تجهیزات پزشکی و غیره.

3. موقعیت هایی که مقاومت های ترمز مورد نیاز است
الزامات استارت/توقف مکرر یا ترمز: در شرایطی که به راه اندازی و توقف مکرر نیاز است، انرژی احیا کننده تولید شده توسط موتور به دلیل اینرسی ممکن است باعث افزایش شدید ولتاژ باس DC شود. در این زمان، یک مقاومت ترمز برای جذب این بخش از انرژی لازم است تا از ولتاژ بیش از حد استاندارد جلوگیری کند و از عملکرد طبیعی اینورتر اطمینان حاصل کند.
کاربردهای پر بار با کارکرد طولانی مدت: اگر بار موتور زیاد باشد و برای مدت طولانی کار کند، به خصوص زمانی که موتور در حال کاهش سرعت یا توقف است، ممکن است انرژی معکوس زیادی تولید کند. مقاومت ترمز می تواند از تولید ولتاژ بیش از حد موتور به دلیل اینرسی جلوگیری کند.
کاربردهایی که نیاز به خاموش شدن سریع یا کاهش سرعت بار دارند: به عنوان مثال، در کاربردهایی مانند تسمه نقاله و آسانسورهایی که نیاز به خاموش شدن سریع دارند، مقاومت های ترمز می توانند سرعت موتور را تسریع کرده و زمان توقف را کوتاه کنند.
کاربردهای معمولی: جرثقیل ها، تسمه نقاله، ماشین آلات نساجی، آسانسورها، فن ها و پمپ هایی که به سرعت شروع و متوقف می شوند و غیره.
4. موقعیت هایی که واحدهای ترمز مورد نیاز است
مواردی که انرژی احیا کننده نیاز به کنترل دارد: هنگامی که موتور باید در حالت توقف سریع یا ترمز معکوس استفاده شود، ولتاژ باس DC ممکن است خیلی زیاد باشد. واحد ترمز می تواند این ولتاژ را نظارت و کنترل کند تا اطمینان حاصل شود که آسیبی به اینورتر وارد نمی کند.
انرژی احیا شده توسط موتور زیاد است: برای اینورترهای پرقدرت، به ویژه در بارهای اینرسی بزرگ مانند فن ها، پمپ ها، ماشین آلات سنگین و غیره، انرژی احیا کننده تولید شده توسط اینرسی موتور زیاد است. واحد ترمز همراه با مقاومت ترمز استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که انرژی احیا کننده به طور موثر جذب می شود و از خرابی های ناشی از ولتاژ بیش از حد جلوگیری می کند.
کار در شرایط بار بالا و شرایط دینامیکی بالا: به عنوان مثال، در شرایطی که تغییرات مکرر سرعت مورد نیاز است (مانند آسانسور و جرثقیل)، واحد ترمز می تواند به مصرف سریع انرژی بازخورد و محافظت از اینورتر و موتور کمک کند.
کاربردهای معمولی: سیستم های محرک موتور با پاسخ دینامیکی بالا، مانند آسانسور، جرثقیل، نوار نقاله، خطوط تولید خودکار و غیره.

خلاصه:
این اجزا معمولاً در موارد زیر مورد نیاز هستند:

هنگامی که کیفیت شبکه ضعیف است، هارمونیک ها زیاد هستند یا نوسانات ولتاژ زیاد است، یک راکتور برای محافظت از اینورتر و شبکه نصب کنید.

هنگامی که الزامات سختگیرانه برای تداخل الکترومغناطیسی (EMI) وجود دارد یا نیاز به بهبود نرمی عملکرد موتور است، یک فیلتر نصب کنید.
برای کاربردهایی با استارت/توقف مکرر یا کاهش سرعت سریع، نصب یک مقاومت ترمز و یک واحد ترمز برای کمک به کنترل انرژی احیاکننده بازخورد و اطمینان از عملکرد ایمن اینورتر و موتور ضروری است.
اینکه آیا این قطعات نیاز به نصب دارند به نیازهای خاص سیستم، نوع بار و محیط کار بستگی دارد. برای کاربردهایی با توان بالا، شروع/توقف مکرر، یا الزامات سخت محیطی الکتریکی، این اجزای اضافی معمولاً در نظر گرفته می شوند.