Doğrultucu ile inverter arasındaki akım düzenleyici

DC bara bobini, bir frekans invertörünün DC ara devresine seri bağlanan endüktif bir elemandır. DC choke veya DC-link reactor olarak da adlandırılır. Temel görevi akımın çok hızlı değişmesini sınırlamak; uygun sürücü tasarımında doğrultucu akım darbelerini ve şebekeye yansıyan akım harmoniklerini azaltmaktır. Motor kablosuna takılan genel bir parazit filtresi değildir.

Sürücünün içinde tam olarak nereye bağlanır?

Tipik bir sürücüde doğrultucu şebeke AC gerilimini DC ara devreye aktarır. DC bobini bu ara devrenin pozitif veya negatif kolunda bulunabilir; bazı tasarımlarda iki kola bölünür. DC bara kondansatörü ise DC+ ve DC− rayları arasına paralel bağlanır. Sonraki IGBT inverter katı, motora uygulanacak PWM çıkışını üretir. Bobin, bu katın yerini almaz ve motoru doğrudan DC ile beslemez.

Bobinlerin fiziksel yeri ve sayısı modele göre değişebilir. Bir sürücünün dışarıda takılabilecek DC bobini için özel bağlantı uçları bulunması gerekir. Ortak DC bara veya frenleme uçlarının bulunması tek başına bu imkânı sağlamaz.

Bobin akımı nasıl yumuşatır?

İdeal bobinin ilişkisi vL = L × di/dt şeklindedir. Aynı bobin gerilimi altında endüktans arttıkça akımın değişme hızı azalır. Buradaki vL, bobinin iki ucu arasındaki gerilim farkıdır; DC baranın toplam gerilimi değildir. Akımın geçmesini bütünüyle engellemek yerine, değişimin daha yavaş gerçekleşmesini sağlar.

Aşağıda üst bölüm doğru devre yerini, alt bölüm aynı 10 V bobin gerilimi altında iki ideal endüktansı karşılaştırır. 1 mH için 1 ms’deki akım değişimi 10 A; 4 mH için 2,5 A olur. Bu değerler çalışma prensibini anlatır; belirli bir VFD için bobin seçimi değildir.

Şebeke harmonikleri neden azalabilir?

Kondansatörlü bir doğrultucu, şebekeden dar ve yüksek akım darbeleri çekebilir. DC bobininin eklediği endüktans, uygun devrede bu darbelerin tepe değerini sınırlayıp akımın daha geniş bir aralıkta akmasına yardımcı olur. Böylece THDi ve bazı harmonik bileşenler azalabilir. Ancak sonuç yük oranına, şebeke empedansına, bobine ve sürücünün tasarımına bağlıdır.

Bu etki, harmonik filtrenin her görevini yerine getirdiği anlamına gelmez. Tek bir bobinle bütün harmonikler sıfırlanmaz; tesisin uygunluğu yalnızca sürücü girişindeki bir yüzdeye bakılarak belirlenmez. Harmonik azaltma, gerçek güç faktörünü iyileştirebilir; bobin bir kompanzasyon kondansatörü değildir.

DC dalgalanmasını azaltır; her paraziti çözmez

DC bobini ve kondansatör birlikte, ara devredeki akım ve gerilim dalgalanmasının yönetilmesine katkı sağlayabilir. Kondansatörün zorlanması tasarıma ve çalışma durumuna bağlıdır. Özellikle şebeke dengesizliği ayrıca değerlendirilmelidir; her dalgalanmanın veya bütün kondansatör akımının yok olması beklenmez.

EMI filtresi, EMC filtresi, RFI filtresi ve sıfır faz reaktörü farklı parazit ihtiyaçlarına yöneliktir. Bazı bölünmüş DC bobini düzenleri yüksek frekanslı emisyonların azaltılmasına da katkı sağlayabilir; bu, her DC bobininin genel bir EMC çözümü olduğu anlamına gelmez. Sensör reseti veya haberleşme sorunu için gürültünün kaynağı ve yayılma yolu bulunmalıdır.

Giriş ve çıkış reaktöründen farkı

AC giriş reaktörü, doğrultucudan önce şebeke fazlarına bağlanır. DC bobini ise doğrultucunun DC tarafındadır; doğrultucuyu şebeke aşırı gerilimlerinden koruma açısından aynı görevde kabul edilmez. DC bobininin gerilim düşümü, karşılaştırılan tasarıma göre AC giriş reaktöründen daha küçük olabilir; yine de gerilim düşümü ve kayıpları sıfır değildir.

Çıkış reaktörü ve motor çıkış filtresi, inverter ile motor arasına uygun şekilde yerleştirilir. DC bara bobini U, V ve W motor uçlarına bağlanmaz; motor tarafındaki dV/dt veya taşıyıcı frekans etkilerini tek başına ortadan kaldırmaz.

Seçimde yalnızca mH değerine bakılmaz

Anma ve aşırı yük akımı, endüktans, nüve doygunluğu, yalıtım seviyesi, sargı direnci ve sıcaklık sınırları birlikte değerlendirilir. Endüktansın hangi akımda belirtildiği önemlidir. Nüve doygunluğa yaklaşırsa bobinin akım değişimini sınırlama etkisi azalabilir. Düşük sargı direnci bakır kaybını azaltır; fakat bobin yine de ısınır.

“Endüktans ne kadar büyükse o kadar iyi” yaklaşımı doğru değildir. Gereğinden büyük bobin, hacmi ve kayıpları artırabilir, DC bara gerilimini ve devrenin dinamik davranışını değiştirebilir. Seçim sürücü üreticisinin uyumlu aksesuar tablosuna dayanmalıdır.

Harici bobin ve köprü bağlantısı

Örneğin bazı Mitsubishi modellerinde DC reaktörü P1 ile P/+ arasına bağlanır ve kılavuzdaki köprü buna göre kaldırılır. Bu terminal adları ve işlem her markaya genellenmez. Fren direnci veya fren kıyıcı bağlantıları aynı iş için kullanılmaz. Enerji kesildikten sonra DC kondansatörleri gerilim tutabilir; kılavuzun bekleme süresi ve gerilimsizlik kontrolü tamamlanmadan bağlantıya müdahale edilmez.