دو نوع اصلی فیلتر ورودی اینورتر

چوک AC ورودی و چوک DC بطور عمده برای کاهش هارمونیک‌ها در قسمت ورودی درایو استفاده می‌شود.  در ادامه بطور مختصر به بررسی  مشخصات هریک از این چوک‌ها و تفاوت چوک AC و DC می پردازیم.

در ابتدا برای توضیح چوک AC ورودی و DC ورودی باید مفهومی بنام اغتشاش هارمونیک توضیح دهیم. 

اغتشاش هارمونیک

اغتشاشات هارمونیک، ناخواسته ایجاد شده در سیستم‌های الکتریکی که موجب اختلالات در جریان و ولتاژ شبکه قدرت می‌شوند. این نوع اغتشاشات بیشتر از تجهیزات الکترونیکی با الگوی مصرفی غیرخطی مانند درایوهای الکتریکی، UPS ها و دستگاه‌های الکترونیکی سنگین به وجود می‌آید. اغتشاشات هارمونیک می‌توانند باعث افزایش خطراتی مانند افزایش دما، کاهش کارایی، و حتی خرابی تجهیزات الکتریکی شوند. استفاده از فیلترهای ورودی مناسب و راهکارهای جلوگیری از این اغتشاشات اهمیت بالایی در بهبود کارایی و پایداری سیستم‌های الکتریکی دارد.

مطلب مفاهیمی را می‌توان به روشنی با یک مثال توضیح داد. البته، این مثال به صورت ساده‌ای است که برای توضیح مفهوم اغتشاشات هارمونیک بسیار مفید است:

تصور کنید که یک کارخانه دارای یک خط تولید باشد که ماشین‌آلاتی با موتورهای الکتریکی برای تولید کالاها استفاده می‌کند. هنگامی که ماشین‌آلات زمانی که کالاها را تولید می‌کنند، الکتریسیته مصرف می‌کنند. اما این ماشین‌آلات معمولاً دارای موتورهایی با الگوی مصرف غیرخطی هستند. وقتی که این موتورها به کار می‌انجامند، اغتشاشات هارمونیکی ایجاد می‌شود که شامل اجزای فرکانس‌های بیشتر از فرکانس اصلی شبکه برق است.

برای مثال، فرض کنید که موتور یک ماشین‌آلات فقط از جریان با فرکانس 50 هرتز برای کار خود استفاده می‌کند، اما به دلیل غیرخطی بودن الگوی مصرفش، فرکانس‌های دیگری نیز در شبکه برق ایجاد می‌کند، مانند 150 هرتز، 250 هرتز و غیره. این اغتشاشات هارمونیکی می‌توانند به سایر تجهیزات الکتریکی در کارخانه، مانند تجهیزات اندازه‌گیری یا دیگر ماشین‌آلات، آسیب بزنند یا باعث اختلال در عملکرد آنها شوند.

استفاده از فیلترهای ورودی مناسب در سیستم الکتریکی کارخانه می‌تواند این اغتشاشات هارمونیک را کاهش داده و از آسیب به تجهیزات جلوگیری کند.

چوک AC ورودی

چوک AC ورودی، یکی از مهم‌ترین اجزای فنی درایوهای الکتریکی است که به منظور بهبود کیفیت و پایداری عملکرد سیستم‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع فیلتر ورودی، میان منبع تغذیه و اینورتر متصل می‌شود و با کاهش اغتشاشات هارمونیکی روی سیگنال ورودی، بهبود ضریب توان (cos φ)، محدود کردن جریان هجومی و جلوگیری از ورود نوسانات ولتاژی به قسمت پاور درایو، ایجاد تغییراتی مثبت در سیستم می‌نماید. همچنین، خروجی این چوک به ترمینال‌های ورودی قدرت درایو متصل می‌شود که این اتصال باعث می‌شود که سیستم در مقابل امواج بلند محافظت شود و نوسانات ورودی به سیستم قدرت جلوگیری شود.

چوک DC ورودی

چوک DC، نوع دیگری از راکتور ورودی درایو است که به DC-Bus متصل می‌شود و در مدار داخلی اینورتر جای می‌گیرد. این نوع چوک با کاهش اغتشاشات هارمونیکی ایجادشده در قسمت یکسوساز، از بین بردن آن‌ها و جلوگیری از انتقال آن به شبکه جلوگیری می‌کند. چوک DC همچنین از آسیب دیدن خازن‌ها و افزایش طول عمر آن‌ها جلوگیری می‌کند و در مواقعی که ولتاژ خروجی از فیلتر ورودی درایو AC دارای نوساناتی است که ممکن است به خازن‌ها آسیب برساند و اضافه ولتاژ ایجاد کند، از این چوک استفاده می‌شود. از دیگر کاربردهای این نوع چوک می‌توان به کاهش اغتشاشات هارمونیکی ناشی از یکسو کننده‌ها و جلوگیری از انتقال ریپل های ولتاژ از سمت ورودی AC اشاره کرد.

تفاوت چوک AC و چوک DC

1.حفاظت از قسمت پاور درایو

• چوک AC: از چوک AC برای حفاظت از قسمت پاور درایو در برابر نوسانات ولتاژ شبکه استفاده می‌شود. این چوک قادر به فیلتر کردن و جلوگیری از ورود نوسانات ولتاژی به درایو است.

• چوک DC: چوک DC قادر به فیلتر کردن پیک‌های خارجی که وارد درایو می‌شوند نیست و تنها برای جلوگیری از خروج شکل موج‌های به‌هم‌ریخته استفاده می‌شود.

2.قیمت

• چوک AC: قیمت چوک AC معمولاً بیشتر از چوک DC است. این امر به دلیل پیچیدگی بیشتر مدار داخلی و فضای بیشتری که بر روی تابلو برق اشغال می‌کند است.

• چوک DC: چوک DC با قیمت کمتری ارائه می‌شود.

3.تغییر در گشتاور و ولتاژ

• چوک AC: چوک AC دارای امپدانس مشخصی است که قدرت آن را در اصلاح شکل موج تعیین می‌کند. اما این موضوع ممکن است باعث افت ولتاژ ورودی شود و در نتیجه به کاهش گشتاور منجر شود.

• چوک DC: استفاده از چوک DC باعث ایجاد این مشکلات نمی‌شود و از این نظر امپدانس چوک DC برتری دارد.