Принцип работы преобразователя частоты

10.04.2018

Частотные преобразователи – это устройства, назначение которых в преобразовании переменной составляющей напряжения или тока с имеющейся частоты в переменное напряжение или ток частоты другой.

Выходная частота в преобразователях может быть измена в довольно широких границах и быть как ниже, так и выше частоты сети.

Схема и принцип работы частотника

Схема любого частотного преобразователя состоит из управляющей и силовой частей.

Часть силовая обычно выполняется на тиристорах либо транзисторах, которые функционируют в режиме ключей.
Часть управляющая обеспечивается цифровыми микропроцессорами и производит управление электронными ключами, а также решает различные вспомогательные задачи (такие как защита, диагностика и контроль).

Компоненты преобразователя частоты

ПЧ состоит из следующих составных частей:
•   силового неуправляемого диодного выпрямителя (В) и системы управления,
•   автономного инвертора,
•   автоматического регулирования,
•   индуктивности (Lв) и
•   С-фильтра (Cв).

Регулирование частоты на выходе fвых. и напряжения на выходе Uвых осуществляется инвертором за счет широтно-импульсного управления высокой частоты.

Широтно-импульсное управление

Широтно-импульсное управление характеризовано периодом ШИМ, в рамках которого обмотка статора электрического двигателя подключается к отрицательному полюсу выпрямителя поочередно с положительным.

Длительность этих процессов внутри периода ШИМ изменяется по закону синусоиды. При высоких (около 2-15кГц) тактовых частотах модуляции, в обмотках электрического двигателя, из-за их фильтрующих свойств, протекают синусоидальные токи.

Получается, что кривая напряжения на выходе представляет собой двухполярную высокочастотную последовательность импульсов прямоугольной формы. Их частота определяется частотой модуляции, а длительность прямоугольных импульсов за период выходной частоты АИН промоделирована по закону синусоиды. Форма кривой тока на выходе (тока в обмотках АД) практически равна синусоиде.

Регулирование напряжения на выходе инвертора осуществляется двумя методами:

амплитудным (АР), из-за изменения напряжения на выходе (Uв) и
широтно-импульсным (ШИМ), из-за изменения последовательности переключения транзисторов (V1-V6) при входном напряжении, равном const.

ШИМ

Способ ШИМ очень сильно распространен в современных частотниках благодаря развитию современных микропроцессоров и транзисторов. При этом методе токи в обмотках статора АД близки по форме к синусоиде из-за фильтрующих свойств обмоток статора.

Данное управление дает возможность получить очень высокий КПД и эквивалентно управлению аналоговому (благодаря частоте и амплитуде напряжения).

В настоящее время инверторы производятся на основе управляемых силовых ПП приборов – биполярных транзисторов, либо запираемых тиристоров с изоляцией затвора. На рисунке представлена трехфазная мостовая схема АИ на IGBT-транзисторах.

Схема состоит из входного С-фильтра (Cф) и 6-ти транзисторов IGBT (V1-V6) включенных встречно-параллельно диодам тока обратного (D1-D6).

За счет переключения транзисторов по алгоритму (V1-V6), что задан системой управления, входной напряжение (Uв), что постоянно, преобразуется в прямоугольно-импульсное переменное выходное напряжение. Активная составляющая тока АД протекает через управляемые транзисторы (V1-V6), а составляющая тока реактивная - через диоды (D1-D6).
(И) – инвертор мостовой трехфазный;
(В) – выпрямитель трехфазный мостовой;
(Сф) – С - фильтр.

Применение преобразователей частоты

На базе частотных преобразователей реализуются системы регулирования скорости таких объектов:

насосов подачи воды (горячей и холодной) в системе водоснабжения и теплоснабжения, оборудование котельных, ТЭЦ, ТЭС и агрегатов котла;
насосы песковые и пульповые в технологических линиях на обогатительных фабриках;
транспортеры, конвейеры, рольганги и другие транспортные средства;
питатели и дозаторы;
оборудование лифтов;
мельницы, различные мешалки и экструдеры, дробилки;
центрифуги различных видов;
линии производства пленки и картона;
металлургического оборудования и прокатных станов;
приводы буровых установок и станков, электробуров, и другого бурового оборудования;
электроприводы оборудования станков;
механизмы с высокими оборотами;
оборудование экскаваторов;
оборудование кранов;
различные механизмы манипуляторов и т.д.

Системы управления, установленные на базе частотных преобразователей, имеют абсолютно любые требуемые функции. Их реализация становится возможной как за счет дополнительных контроллеров, что функционируют совместно с преобразователями частоты, так и за счёт встроенных в частотные преобразователи программируемых микроконтроллеров.

Купить частотный преобразователь

Интернет-магазин Eltaltd предлагает недорого купить частотный преобразватель в Киеве, Харькове, Одессе, Львове, Николаеве и по всей Украине.

В ассортименте полный спектр частотников таких всемирно известных торговых марок как Siemens, ABB, Delta, Control Techniques, KEB, Danfoss, Elettronica Santerno, Omron, Emotron, Lenze, Schneider Electric и других.

Обратившись к нам, Вы получите полную консультацию по подбору, установке и обслуживанию частотных преобразователей, а при необходимости мы предоставим Вам техническую инструкцию, чертежи и схемы нужных моделей.

Подписывайтесь на наши обновления: