Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Сетевой дроссель или dU/dt-фильтр — вопрос не «или-или», а «что и с какой стороны». Это разные устройства, решающие разные задачи: сетевой дроссель ставят на входе частотного преобразователя (ЧРП) со стороны питающей сети, а dU/dt-фильтр — на выходе, со стороны двигателя. Первый защищает сеть и сам преобразователь от гармоник тока и импульсных перенапряжений, второй — обмотку двигателя от крутых фронтов напряжения и волновых перенапряжений на длинном кабеле. Ниже разобрано, чем отличается сетевой дроссель от dU/dt-фильтра, как возникают перенапряжения на клеммах двигателя и как выбрать нужное устройство.
Частотный преобразователь на входе выпрямляет сеть, а на выходе формирует ШИМ-напряжение переменной частоты. Соответственно, помехи и перегрузки возникают с обеих сторон, и подавляют их разными средствами.
Сетевой дроссель защищает сеть и преобразователь; dU/dt-фильтр защищает двигатель. Устройства не взаимозаменяемы и при необходимости применяются вместе.
Сетевой дроссель (входной реактор) — трёхфазная индуктивность на входе преобразователя. Диодный выпрямитель ЧРП потребляет ток несинусоидальными импульсами, внося в сеть высшие гармоники и создавая пиковые токи заряда конденсаторов звена постоянного тока. Дроссель сглаживает эти импульсы.
Дроссель подбирают по входному току преобразователя и требуемому относительному падению напряжения на нём (обычно порядка нескольких процентов от номинального напряжения); большее падение сильнее сглаживает ток, но увеличивает потери.
dU/dt-фильтр — выходной LC-фильтр (или моторный дроссель), устанавливаемый между преобразователем и двигателем. IGBT-инвертор переключается очень быстро, формируя импульсы с крутыми фронтами — высокой скоростью нарастания напряжения dU/dt. Фильтр уменьшает эту крутизну.
Крутой фронт импульса опасен для межвитковой изоляции двигателя, а в сочетании с длинным кабелем вызывает волновые перенапряжения (см. следующий раздел). Ограничивая скорость нарастания напряжения, dU/dt-фильтр снижает пиковое напряжение на клеммах, продлевает срок службы изоляции, уменьшает подшипниковые токи и акустический шум.
dU/dt-фильтр ограничивает крутизну фронта, но не делает выходное напряжение синусоидальным. Для полного сглаживания формы применяют синусный фильтр — это отдельный, более «тяжёлый» класс устройств.
Кабель между преобразователем и двигателем ведёт себя как длинная линия с волновым сопротивлением. Из-за рассогласования волновых сопротивлений кабеля и двигателя фронт импульса частично отражается от клемм двигателя. Отражённая волна складывается с приходящей, и напряжение на клеммах может достигать удвоенного напряжения звена постоянного тока.
Чем круче фронт (выше dU/dt) и длиннее кабель, тем выше пиковое перенапряжение на клеммах двигателя — вплоть до двукратного.
Эффект отражённой волны усиливается, когда время пробега фронта по кабелю сопоставимо с длительностью самого фронта. Отсюда понятие критической длины кабеля: чем короче фронт (быстрее ключи), тем меньшая длина кабеля уже приводит к заметному перенапряжению. Конкретный порог зависит от типа преобразователя, кабеля и двигателя.
По данным измерений, изоляция двигателя на номинальное напряжение 400 В существенно не страдает, если максимальное напряжение на клеммах Umax не превышает ~1000 В, а крутизна фронта dU/dt — порядка 500 В/мкс. Превышение этих значений при длинном кабеле ускоряет старение и пробой межвитковой изоляции.
Стойкость изоляции машин, питаемых от преобразователей, и связанные с этим вопросы длинного кабеля рассматривают профильные стандарты серии на вращающиеся электрические машины для систем силового привода.
Устройства решают разные задачи, поэтому выбор определяется тем, какую сторону нужно защитить.
Точные пороги по длине кабеля и допустимым перенапряжениям индивидуальны для модели преобразователя, типа кабеля и двигателя. Приоритет — рекомендации изготовителя преобразователя; они имеют преимущество над общими ориентирами.
Между сетевым дросселем и dU/dt-фильтром есть промежуточные и родственные решения, которые важно не путать.
Выбор внутри выходной группы (моторный дроссель — dU/dt — синус) определяется длиной кабеля, требованиями к изоляции двигателя, шуму и ЭМС, а также допустимыми потерями и стоимостью решения. По возрастанию эффективности против отражённой волны: моторный дроссель, затем dU/dt-фильтр, затем синусный фильтр. Любое выходное устройство устанавливают как можно ближе к выходным клеммам преобразователя.
Сетевой дроссель ставят на входе преобразователя со стороны сети — он снижает гармоники тока и ограничивает пусковые и импульсные токи. dU/dt-фильтр ставят на выходе со стороны двигателя — он ограничивает скорость нарастания напряжения и перенапряжения на клеммах. Это разные устройства для разных задач.
При длинном кабеле опасны волновые перенапряжения на клеммах двигателя, поэтому ставят выходное устройство — dU/dt-фильтр (или синусный фильтр). Сетевой дроссель на эту проблему не влияет, так как стоит со стороны сети.
Кабель работает как длинная линия. Из-за рассогласования волновых сопротивлений фронт импульса отражается от клемм двигателя, отражённая волна складывается с приходящей, и пиковое напряжение может достигать удвоенного напряжения звена постоянного тока. Эффект тем сильнее, чем круче фронт и длиннее кабель.
Если проблема только со стороны сети — достаточно сетевого дросселя. Если только длинный кабель и уязвимый двигатель — достаточно dU/dt-фильтра. При обеих проблемах ставят оба устройства, каждое со своей стороны.
dU/dt-фильтр только ограничивает крутизну фронта импульсов, но выходное напряжение остаётся импульсным. Синусный фильтр имеет большие индуктивность и ёмкость и частоту среза ниже частоты ШИМ, поэтому формирует практически синусоидальное напряжение — но он крупнее и дороже.
Даже при качественной сети дроссель снижает гармоники, вносимые самим преобразователем, ограничивает токи заряда конденсаторов и продлевает их ресурс. Решение принимают исходя из числа приводов, требований к гармоникам и рекомендаций изготовителя.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.