چوک لینک DC اینورتر ( DRIVE DC REACTOR )

چوک DC اینورتر

یکی دیگر از تکنیک هایی که هارمونیک ورودی اینورتر را کاهش می دهد، استفاده از چوک DC (چوک دی سی) اینورتر است. این چوک DC در قسمت DC-Bus اینورتر قرار می گیرد (شکل زیر) و مانند فیلتر ورودی اینورتر باعث کاهش هارمونیک (THD) به مقدار حدود 40% می گردد.

کاهش هارمونیک ورودی با نصب چوک DC درایو

کاهش هارمونیک ورودی درایو با نصب چوک DC (چوک دی سی)

بنابراین چوک DC اینورتر از نظر کاهش هارمونیک، تاثیر مشابه چوک ورودی دارد. ولی نسبت به چوک ورودی مزایایی دارد. از جمله:

حجم آن کمتر است و نیاز به فضای کمتری درون تابلو برق دارد.

قیمت چوک ورودی اینورتر از چوک DC بیشتر است.

چوک DC اینورتر تاثیری بر سطح ولتاژ باس DC ندارد در حالی که چوک ورودی درایو باعث کاهش ۳ تا ۵ درصدی ولتاژ DC-Bus می گردد و لذا باعث کاهش گشتاور یا افزایش جریان می گردد.

امروزه سازندگان معتبر، برخی از درایوهای خود را به صورت استاندارد و در کارخانه به چوک DC مجهز می کنند.

چوک DC داخلی اینورتر

البته چوک DC اینورتر برخلاف چوک ورودی نمی تواند ورودی اینورتر را در برابر نوسانات احتمالی ولتاژ شبکه حفاظت کند.

کاهش هارمونیک ورودی با نصب چوک ورودی درایو

ضریب THD جریان ورودی اینورتر ها بالای ۸۰٪ است. در صورت نصب چوک ورودی اینورتر این مقدار هارمونیک اینورتر کاهش می یابد و به چیزی حدود ۴۰٪ می رسد. (مقدار نهایی هارمونیک به مشخصات فیلتر و بار وابسته است). چوک ورودی یک امپدانس به ورودی درایو اضافه می کند و باعث سینوسی تر شدن جریان ورودی می گردد. هرچقدر این امپدانس بیشتر باشد، هارمونیک اینورتر کمتر خواهد شد و البته افت ولتاژ بیشتری ایجاد خواهد شد. عموما در طراحی ها برای امپدانس فیلتر ورودی اینورتر، مقدار 2 الی 5درصد (بسته به طراحی و قیمت چوک ورودی اینورتر) در نظر گرفته می شود.

در اینورتر ورودی سه فاز، اندوکتانس مناسب برای راکتور ورودی اینورتر با طراحی 2٪ امپدانس، از رابطه زیر قابل محاسبه است:

L = 0.02 × V / (1.73 × 2 × 3.14 × F × I)

که L: اندوکتانس چوک بر حسب هانری، V: ولتاژ تغذیه، F: فرکانس شبکه و I: جریان نامی می باشد.

همچنین درصورتی که اینورتر مستقیما از دیزل ژنراتور تغذیه می کند، جهت تثبیت و بهبود عملکرد دیزل ژنراتور، توصیه می گردد از فیلتر ورودی درایو استفاده شود تا هارمونیک تولیدی اینورتر باعث ایجاد اختلال در ولتاژ دیزل ژنراتور نگردد. دیزل ژنراتور با توجه به امپدانس داخلی بالا در مقایسه با ترانسفورماتور، از هارمونیک بسیار تاثیر می پذیرد. البته ظرفیت ژنراتور باید به مقدار کافی از اینورتر بزرگتر باشد.

علاوه بر بحث کاهش هارمونیک اینورتر، مزیت بسیار مهم دیگر چوک ورودی درایو، بحث حفاظت اینورتر است. قسمت یکسوساز ورودی اینورترها در برابر نوسانات شدید شبکه بسیار آسیب پذیرند. امپدانس راکتور ورودی درایو تا حد زیادی باعث می شود نوسان های ولتاژ شبکه (مثلا ناشی از سوئیچ زنی بانک خازنی یا موارد دیگر)، به ورودی اینورتر صدمه نزند یا باعث ایجاد فالت روی درایو و توقف پروسه نگردند. چرا که پیک های شدید را تا حد زیادی خنثی می نماید. در شکل زیر ببینید نوسانات ولتاژ، چگونه باعث ایجاد پیکهای جریانی شدید شده است.

حفاظت موتور در برابر پالس های PWM در خروجی درایو و جبران طولانی بودن کابل موتور

کاهش دمای موتور

کاهش صدای زوزه موتور

کاهش نویز

حذف جریان جاری شده از طریق بلبرینگ های موتور (Bearing currents)

چوک ورودی و چوک DC

چوک ها تجهیزاتی هستند که در غالب موارد به صورت Option عرضه می شود که متاسفانه همین عامل سبب شده در بسیاری موارد اینورترها در کارخانجات مختلف با وجود مزایای قابل توجه استفاده از چوک بدون استفاده از این تجهیزات مورد استفاده قرار بگیرند.

چوک به دو صورت چوک DC و یا چوک AC عرضه می شوند که در زیر نحوه قرار گیری این تجهیزات را در مدار اینورتر مشاهده می کنید:

مزیت های استفاده از چوک DC :

– افزایش عمر مفید خازن های قدرت
– بهبود ضریب توان (power factor)
– کاهش هارمونیک های تولیدی از سمت درایو

مزیت های استفاده از چوک ورودی:

– کاهش هارمونیک های تولیدی از سمت درایو
– بهبود ضریب توان (power factor)
– حفاظت دیود های یکسوساز ورودی (Rectifier)
مزیت هر یک از چوک های فوق به صورت کلی بیان شد اما امکان استفاده همزمان هر دو نوع چوک ذکر شده وجود دارد و در نهایت به مجموع مزایای استفاده هر دو چوک بهره مند خواهیم شد.
و برای مثال در صورت استفاده همزمان مقدار بیشتری از هارمونیک ها را کاهش خواهیم داد و هم چنین Power Factor بهتری نیز حاصل خواهد شد.