Принцип работы частотного преобразователя
Частотные преобразователи созданы для преобразования промышленного напряжения. Их отличает частота, например, у промышленного она составляет 50/60 Гц. Частота после преобразования напряжения выходит от 0.4 и до 400 Гц. Это самые оптимальные величины для использования в двигателях. Частоты повыше им не подходят в связи с конструкторскими особенностями. Они включают в себя виды материалов, которые используют для сердечников их статоров.
Для осуществления контроля и защиты преобразователя и привода, в преобразователе имеется часть по управлению устройством. Это специальная схема, установленная на микросхеме устройства. Также в устройстве имеется силовая часть, в неё установлены тиристоры или транзисторы.
Существует два вида этих устройств. Они бывают с прямой связью, а также выраженным участком тока. Устройства с прямой связью примечательны тем, что могут работать при больших нагрузках напряжения. У этих двух устройств есть ещё ряд особенностей, которые отличают их друг от друга.
Устройства непосредственной связи
Эти устройства появились на рынке раньше, и у них прямая гальваническая связь. В основу конструкции входит транзисторный выпрямитель, при котором происходит поочерёдное открытие транзисторов. Благодаря этому обмотки статора поочерёдно подключаются к сети. Это называется синусоидным напряжением, а при выходе оно преобразуется в пилообразное. Минус в том, что частота является гораздо ниже сетевой, поэтому они не особо востребованы. Высшие гармоники, которые порождает синусоида, приводят к перегревам двигателей, и имеют неслабые помехи. Можно применить компенсирующие устройства, но это автоматически приведёт к подорожанию устройства и увеличению его веса. Плюсом этих устройств можно отнести их способность долго работать при высоких нагрузках. Они стойкие к перегрузкам, и их можно использовать в высоковольтных цепях.
Частотники с выраженным участком тока.
Такие устройства более часто применяются для современных приводов. В них процесс проходит в несколько этапов. Сначала происходит фильтрация сетевого напряжения, а потом, с помощью подачи на инвертор, оно преобразуется в ток нужной частоты. Формирование синусоиды происходит при воздействии инвертора и напряжения. Тиристоры и IGBT-транзисторы в таком устройстве играют роль ключей. Для того чтобы задействовать тиристор, нужен непродолжительный импульс, поданный на электрод. Для его отключения используется сброс тока. Транзисторы IGBT более удобны в управлении, поэтому с их помощью значительно расширили количество скоростей, при помощи которых управляются приводы.
Быстродействующие транзисторы вместе с микропроцессорами дают меньшее количество высших гармоник. Благодаря этому происходит меньший перегревов обмотки. Транзисторы IGBT в сравнении с тиристорами имеют меньший вес и размер, а также их работа более надёжна. Они эффективнее отводят тепло благодаря модульному исполнению ключей. Также, они выгодно отличаются своей защитой от перенапряжения. Минусом таких преобразователей является их цена, по причине их достаточно сложного производства.
Преобразователь IGBT и принцип его работы.
В таком преобразователе происходит подача сетевого напряжения на выпрямитель. Он может быть как с управлением, так и без него. Конденсатор, который находится за выпрямителем, образует с ним узел постоянного тока. Впоследствии происходит подача с фильтра напряжения, которое идёт на импульсный инвертор. Сигналы подаются при помощи системы на ключи, и обмотки по очереди подключаются к постоянному току. Время подключения обмоток меняется при приближении к синусу. Если в центре эта величина большая, то ближе к краям она уже меньше всего. Токи, которые проходят через обмотки, являются практически синусоидальными.
Если речь идёт об управляемом выпрямителе, то в таком устройстве изменение амплитуды достигается управлением, а инвертор нужен лишь для преобразования частот. Для того чтобы погасить токовые пульсации, на выходе инвертора иногда бывают установлены фильтры. В любом случае в итоге на выходе имеется трёхфазное напряжение, которое соответствует выбранным параметрам пользователя.
