Преобразователи частоты, их виды и принцип работы

Частотный преобразователь – это специальное оборудование, которое используется для того, чтобы регулировать частоту напряжения. Эти устройства нашли применение для изменения крутящего момента двигателей асинхронного типа. Такие двигатели часто используют как приводы для оборудования. Один из недостатков такого устройства, это большие токовые нагрузки при запуске. Частотники исправляют такие недостатки, и в целом улучшают работу двигателя.

Виды преобразователей частоты

Такие устройства отличают несколько характеристик, к которым относятся особенности конструкции, управление и принцип работы.

• Электромашинные. Это двигатели, основанные на переменном токе, которые подключены по принципу генератора. Такие устройства не нашли широкого применения.

• Электронные. Они основаны на работе тиристоров, или транзисторов. Это устройство поддерживает работу разных приводов как на одной фазе, так и на трёх. Есть несколько видов таких устройств

Непосредственные частотники

Работают эти устройства при помощи тиристорных преобразователей, которые подключены по схемам.
К плюсам такого устройства относится высокий КПД и большой диапазон частот. Также такие преобразователи частоты позволяют наращивать мощь, для этого присоединяются дополнительные частотные преобразователи.

Минусы устройства в создании лишних помех, перегреве двигателя, а также снижении скорости. Ещё одна особенность в том, что устройство работает только на снижение вращения.

Преобразователи частоты с промежуточным звеном.

Устройства, построенные на основе двойного преобразования. Используется принцип преобразования сетевого напряжения. Затем происходит инвертирование его в напряжение нужной частоты.

Плюсы устройства в возможности получать напряжение разной частоты, маленькие отклонении от синусоидальной формы, хорошая адаптация к сетям. Также устройство позволяет строить как простые, так и более сложные схемы для работы, и имеет разные алгоритмы управления.

К минусам можно отнести большой вес и размеры, а также большую потерю мощности.

Устройство преобразователей с промежуточным звеном.

В составе устройства несколько блоков.

• Выпрямители.

Для устройства используется несколько типов выпрямителей. Выпрямители первого типа являются диодными, и их отличает качество напряжения, также при их работе полностью нет пульсации. Выпрямители второго типа работают на тиристорах, и имеют возможность протекания тока в двух направлениях. Они позволяют произвести отключение преобразователя без использования аппаратуры.

• Фильтры.

Используются специальные емкостные фильтры. Их используют по причине большой пульсации.

• Инверторы.

В устройстве установлены инверторы тока. Их используют для рекуперации электроэнергии. Они предназначены для управления машин с частым пуском.

• Микропроцессор.

Этот блок используется для управления выпрямителем, также он осуществляет приём основных сигналов с датчиков. Ещё в его функции входит защита от перегрузок.

Способы управления

Существует два вида управления преобразователем:

• Скалярное управление

Частотные преобразователи этого типа способны выдавать выходное напряжение с определённой частотой. Это служит для поддержки магнитного потока в обмотке. Такое устройство обладает небольшой ценой и простой конструкцией. Также есть возможность использования его сразу с несколькими двигателями.

• Векторное управление.

Такое управление позволяет автоматически вычислять, как взаимодействуют магнитные поля ротора и статора. Их используют, когда требуется точность в регулировании и быстродействие.

Режимы управления преобразователем

• Ручное управление. Здесь запуск и остановка производится непосредственно с пульта частотника. Также преобразователь сам регулирует остановку вращения при возникновении аварии.

• Внешнее управление. Такой режим позволяет управлять устройством с удалённого компьютера.

• Управление по событиям. Даёт возможность запрограммировать остановку или пуск устройства.

Вывод.

Преимущества таких устройств заключаются в экономии электроэнергии, а также в увеличении работы оборудования. Кроме этого их отличает отсутствие необходимости производить техническое обслуживание и большой диапазон мощностей. Частотные преобразователи нашли широкое распространение и применяются для работы промышленного оборудования.