Преобразователь частоты — что это такое?

ÐбÑлÑживание ÑÑÑÑойÑÑва

Ðак Ñже говоÑилоÑÑ Ñанее, пÑоÑÑо ÑобÑаÑÑ Ð§Ð Ð¸ подклÑÑиÑÑ ÐµÐ³Ð¾ — мало. ÐÑе одна Ð²Ð°Ð¶Ð½Ð°Ñ ÑаÑÑÑ, коÑоÑÐ°Ñ Ð³Ð°ÑанÑиÑÑÐµÑ Ð´Ð»Ð¸ÑелÑнÑй ÑÑок ÑлÑÐ¶Ð±Ñ ÑÑÑÑойÑÑва, — ÑÑо обÑлÑживание пÑибоÑа. ЧаÑÑоÑнÑй пÑеобÑазоваÑÐµÐ»Ñ Ð´Ð»Ñ Ð½Ð°ÑоÑа, двигаÑÐµÐ»Ñ Ð¸Ð»Ð¸ лÑбого дÑÑгого ÑÑÑÑойÑÑва, должен подвеÑгаÑÑÑÑ ÑÑаÑелÑÐ½Ð¾Ð¼Ñ ÑÑодÑ:

  1. Ðаиболее ÑÑÑаÑнÑй вÑаг ÑлекÑÑонного обоÑÑÐ´Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ — ÑÑо пÑлÑ. Ðажно ÑледиÑÑ, ÑÑÐ¾Ð±Ñ Ð½Ð° внÑÑÑÐµÐ½Ð½Ð¸Ñ ÐºÐ¾Ð½ÑакÑÐ°Ñ Ð¾Ð½Ð° не ÑкапливалаÑÑ. ÐÐ»Ñ ÑÐ´Ð°Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ ÑÑÐ¸Ñ ÑаÑÑÐ¸Ñ Ð¼ÑÑоÑа можно иÑполÑзоваÑÑ ÐºÐ¾Ð¼Ð¿ÑеÑÑÐ¾Ñ Ñ Ð½ÐµÐ²ÑÑокой моÑноÑÑÑÑ. ÐÑлеÑÐ¾Ñ Ð¸ÑполÑзоваÑÑ Ð½ÐµÐ¶ÐµÐ»Ð°ÑелÑно, Ñак как он не ÑÐ¼Ð¾Ð¶ÐµÑ ÑбÑаÑÑ Ð¿Ð»Ð¾ÑнÑй Ñлой пÑли.
  2. ÐеобÑодимо ÑегÑлÑÑно пÑовеÑÑÑÑ ÑабоÑоÑпоÑобноÑÑÑ Ð²ÑÐµÑ Ñзлов. ÐÑи возникновении неполадок ÑÑÐ°Ð·Ñ Ð¸Ñ Ð¼ÐµÐ½ÑÑÑ. ÐоÑмалÑнÑй ÑÑок ÑкÑплÑаÑаÑии ÑлекÑÑолиÑиÑеÑкого конденÑаÑоÑа — 5 леÑ, Ð´Ð»Ñ Ð¿ÑедоÑÑаниÑÐµÐ»Ñ — 10 леÑ. ÐенÑилÑÑоÑÑ, ÑабоÑаÑÑие внÑÑÑи ÑÑÑÑойÑÑва, нÑжно менÑÑÑ ÐºÐ°Ð¶Ð´Ñе 2-3 года, внÑÑÑенние ÑлейÑÑ — каждÑе 6 леÑ.
  3. ÐÑÐµÐ½Ñ Ð²Ð°Ð¶Ð½Ð¾ ÑледиÑÑ Ð·Ð° Ñакими паÑамеÑÑами, как ÑемпеÑаÑÑÑа внÑÑÑÐµÐ½Ð½Ð¸Ñ ÑлеменÑов, а Ñакже напÑÑжение на Ñине поÑÑоÑнного Ñока. ÐÑли ÑемпеÑаÑÑÑа повÑÑиÑÑÑ ÑлиÑком ÑилÑно, Ñо ÑеÑмопаÑÑа Ñ Ð±Ð¾Ð»ÑÑой долей веÑоÑÑноÑÑи вÑÑоÑнеÑ, ÑÑо пÑÐ¸Ð²ÐµÐ´ÐµÑ Ðº вÑÑÐ¾Ð´Ñ Ð¸Ð· ÑÑÑÐ¾Ñ ÐºÐ¾Ð½Ð´ÐµÐ½ÑаÑоÑов. ЧÑÐ¾Ð±Ñ Ð¸Ð·Ð±ÐµÐ¶Ð°ÑÑ ÑÑой пÑоблемÑ, ÑекомендÑеÑÑÑ Ð¼ÐµÐ½ÑÑÑ ÑеÑмопаÑÑÑ ÐºÐ°Ð¶Ð´Ñе ÑÑи года.
  4. Ðажно ÑоблÑдаÑÑ ÑледÑÑÑие пÑавила ÑкÑплÑаÑаÑии: ÑемпеÑаÑÑÑа окÑÑжаÑÑего воздÑÑа не вÑÑе +40 гÑадÑÑов; помеÑение должно бÑÑÑ ÑÑÑим, повÑÑÐµÐ½Ð½Ð°Ñ Ð²Ð»Ð°Ð¶Ð½Ð¾ÑÑÑ Ð½ÐµÐ´Ð¾Ð¿ÑÑÑима; повÑÑÐµÐ½Ð½Ð°Ñ Ð·Ð°Ð¿ÑленноÑÑÑ Ñакже оÑÑиÑаÑелÑно ÑкажеÑÑÑ Ð½Ð° пÑибоÑе.

Работа частотного преобразователя с одним электродвигателем предполагает учет следующих величин:

Pn – номинальная мощность электродвигателя (как правило, указывается на шильдике, кВт);
J – приведенный к валу электрического двигателя момент инерции нагрузки (величина Нм2)

В случае, когда вал не связан с инерционными элементами или электродвигатель работает на холостом ходу, приведенный момент инерции приравнивается к моменту инерции ротора электрического двигателя;
n – частота вращения (выражается в об/мин), до которой нужно разогнать электродвигатель за определенное время t;
t – время (секунды) в течение которого нужно разогнать электродвигатель до частоты вращения n;
Un – значение напряжения (В) на обмотках электрического двигателя (номинальные обороты);
k – коэффициент искажения тока на выходе преобразователя; k = 0,95 — 1,05; в ходе расчета предельных величин рекомендуется брать во внимание максимальное значение коэффициента;
η – КПД электродвигателя;
cosφ – эту величину следует взять из спецификации на двигатель, примерное значение будет равно 0,8-0,85

1. Произведем расчет номинального момента на валу двигателя:

2. Расчет пусковой мощности электродвигателя:

3. Опираясь на этот параметр, выбирается рабочая мощность ПЧ, которая должна соответствовать нижеприведенному условию:

4. При этом ток, требуемый электродвигателю при линейном разгоне (величина Id), не должен быть больше пускового тока преобразователя.

5. Выполним расчет полной потребляемой электродвигателем мощности в условиях номинального установившегося режима.

Принцип работы

Нас в первую очередь интересует принцип работы частотного преобразователя. Но начать надо с его устройства (со схемы). По сути, преобразователь – это инвертор с двухэтапным преобразованием напряжения. Вот его схема:

  • Первый этап – это выпрямление и сглаживание напряжения сети или 220 В, или 380 В. Сначала ток проходит через диодный мост, где выпрямляется. Затем проходит через конденсаторы, где фильтруется и сглаживается. То есть, на выходе получается напряжение постоянного тока.
  • Второй этап – это необходимость перевести постоянное напряжение в переменное. Для этого в прибор установлены специальные микросхемы управления или инвертор на транзисторах.


Принцип работы на схеме

А вот теперь принцип работы. С получением постоянного напряжения все понятно. Как же образуется переменный ток с разной частотой и амплитудой? Система управления выдает сигналы, которые поступают на обмотки электродвигателя. Соединение обмоток и преобразователя частоты производится через силовые транзисторы инвертора, у которого есть положительный и отрицательный полюс. Длительность подключения каждой обмотки формируется по синусоидальной кривой, где учитывается период следования импульсов.

В середине полупериода ширина импульсов самая большая, в начале и конце – самая маленькая. Именно на этом и основывается система управления, которая обеспечивает широтно-импульсную модуляцию напряжения (ШИМ). При этом амплитуда и частота напряжения зависят от параметров и характеристик синусоидальной кривой.

Необходимо отметить, что существуют частотные преобразователи, в которых настройка производится вручную и автоматически.

Низковольтный ПЧ на IGB транзисторах. Устройство, особенности

Рисунок 3 показывает блочную схему и функции основных узлов. После каждого из них, отображены линии выходных параметров электроэнергии. Подаваемая энергия (Uвх.), в форме синусоиды, неизменной амплитуды, частоты. Дальше — узел постоянного тока, состоящий из неуправляемого или регулируемого выпрямителя 1. Емкостного фильтра 2, с функциями сглаживания пульсации (U выпр.). Потом, сигнал Ud поступает на независимый, автономный инвертор 3, работающий с нагрузкой, которая потребляет ту же частоту.

Он преобразует одно или 3-фазный ток постоянной величины в переменный, имеет приемлемый уровень гармоник, добавленных к выходному напряжению. Собранный на полностью регулируемых полупроводниковых приборах IGBT. Сигналы СУ подсоединяют обмотку электродвигателя к соответствующим полюсам, используя силовые транзисторы. Подключение происходит в период импульсов, моделируемых по синусоиде амплитудой и частотой. Управляемые выпрямители (1) регулируют величину Ud. Функцию сглаживания выполняет электрофильтр (4).

Форма подбора преобразователей частоты ONI

Преобразователи частоты ONI общепромышленная серия А400

Преобразователи частоты серии A400 предназначены для управления асинхронными двигателями в системах небольшой мощности, требующих от преобразователей частоты способности выдерживать высокие перегрузки. 1 фаза 220 В, мощность от 0,2 до 2,2 кВт
3 фазы 220 В, мощность от 0,2 до 3,7 кВт

3 фазы 380 В, мощность от 0,4 до 3,7 кВт

Модель Питание, B Мощность, кВт Ток, А Цена
A400-21E0020IP20F 220 (1ф) 0.2 1.5 9 014 р. купить
A400-21E0040IP20F 220 (1ф) 0.4 2.5 9 152 р. купить
A400-21E0075IP20F 220 (1ф) 0.75 4.2 9 429 р. купить
A400-23E0020IP20F 220 (3ф) 0.2 1.5 10 816 р. купить
A400-23E0040IP20F 220 (3ф) 0.4 2.5 11 371 р. купить
Показать полный
модельный ряд
  Свернуть
READ  Организационные мероприятия при работе в электроустановках

Преобразователи частоты ONI общепромышленная серия М680

Преобразователи частоты серии М680 предназначены для управления асинхронными двигателями в широком диапазоне мощностей и разнообразии применений. 3 фазы 380 В, мощность от 0,4 до 110 кВт

Модель Питание, B Мощность, кВт Ток, А Цена
M680-33E040-0075TIP20 380 (3ф) 0.4 1.5 10 984 р. купить
M680-33E075-015TIP20 380 (3ф) 0.75 2.5 11 982 р. купить
M680-33E015-022TIP20 380 (3ф) 1.5 4.2 13 665 р. купить
M680-33E022-037TIP20 380 (3ф) 2.2 5.5 14 573 р. купить
M680-33E037-055TIP20 380 (3ф) 3.7 9 18 532 р. купить
Показать полный
модельный ряд
  Свернуть

Преобразователи частоты ONI общепромышленная серия К800

Преобразователи частоты серии K800 предназначены для управления асинхронными и синхронными двигателями на постоянных магнитах в системах, требующих контроля положения ротора двигателя с использованием энкодеров, а так же систем, требующих от преобразователя частоты способности выдерживать исключительно высокие перегрузки. 3 фазы 380 В, мощность от 0,75 до 37 кВт

Модель Питание, B Мощность, кВт Ток, А Цена
K800-33E0075-015TSIP20-D34D41 380 (3ф) 0.75 3.4 28 185 р. купить
K800-33E0015-022TSIP20-D48D54 380 (3ф) 1.5 4.8 30 597 р. купить
K800-33E0022-037TSIP20-D55D69 380 (3ф) 2.2 5.5 32 516 р. купить
K800-33E0037-055TSIP20-D9-11 380 (3ф) 3.7 9 41 657 р. купить
K800-33E0055-075TSIP20-12-13 380 (3ф) 5.5 12 45 443 р. купить
Показать полный
модельный ряд
  Свернуть

Почему без преобразователя не обойтись? Главные преимущества его использования

Итак, преобразователь частоты дает следующие преимущества при управлении асинхронным двигателем:

  1. Плавный пуск и остановка электропривода
  2. Управление производительностью оборудования
  3. Установка оптимальных режимов работы
  4. Взаимное согласование электроприводов в сложных системах

Самые важные – это 1 и 2 пункты. Почему именно они?

Плавный пуск позволяет наращивать скорость постепенно, что позволяет не допустить скачков тока. Неконтролируемые скачки опасны, так как при прямом пуске они превышают номинальные показатели в 5-7 раз, что может спровоцировать высокую нагрузку на электросеть, защитит оборудование от перегрузок и сэкономит деньги на затратах электроэнергии.

Что касается управления производительностью, то в этом случае преобразователь частоты контролирует скорость работы электродвигателя с учетом «реальных нужд» в системе в целом. Это также помогает напрасно не тратить энергию и гарантирует её экономию в 30-60%.

Помимо 4-х основных преимуществ описанных выше, использование преобразователя обеспечивает следующие преимущества:

  • Понижение величины пусковых токов в 4-6 раз
  • Регулировка частоты и напряжения с экономией до 50% электроэнергии
  • Самостоятельное выключение контактора, снятие напряжения и с его плавной подачей в звено постоянного тока
  • Устранение ударных нагрузок, защита двигателя от механической перегрузки, либо недогрузки
  • Понижение общего числа ненужных отключений при ударных нагрузках
  • Обеспечение нужной величины и частоты при запуске оборудования, поддержание обратной связи смежных приводов
  • Контроль скорости вращения ротора и анализ работы двигателя

Во-первых

Из соображений безопасности эксплуатации прибора, при подключении частотника (или любого иного прибора) к сети питания, обязательно нужно устанавливать защитный автомат. Автомат устанавливается перед частотником.

При этом если частотный преобразователь подключается в сеть с трёхфазным напряжением, то установить необходимо автомат тоже трёхфазный, но с общим рычагом отключения. Это позволит отключить питание от всех фаз одновременно, если хотя бы на одной фазе будет короткое замыкание или сильная перегрузка.

Если преобразователь частоты подключается в сеть с однофазным напряжением, то соответственно применяется автомат однофазный. Но при этом, в расчет берётся ток одной фазы, умноженный на три.

При подключении трёхфазного автомата, его рабочий ток определяется током одной фазы.

Однозначно запрещено устанавливать защитный автомат в разрыв нулевого кабеля, как при однофазном подключении, так и при трёхфазном

Такое подключение только внешне выглядит идентичным (ошибочно понимать, что цепь одна и не важно, где её разрывать). На самом деле, в случае разрыва фазовых кабелей, при срабатывании автомата, питание полностью отключается и на цепях прибора не будет фаз вовсе

Это безопасно. А при срабатывании автомата с разорванным нулём, работа прибора прекратиться. Но при этом, обмотки двигателя и цепи частотника останутся под напряжением, что является нарушением правил техники безопасности и опасно для человека.

Также, не при каких условиях не разрывается заземляющий кабель. Как и нулевой, они должны быть подключены к соответствующим шинам напрямую.

Расчет преобразователя частоты с несколькими параллельно подключенными электродвигателями одинаковой мощности включает следующие показатели:

N – число электродвигателей, параллельно подсоединенных к одному частотному преобразователю, (шт.);
Ns – число одновременно запускаемых электродвигателей, (шт.);
Ks – коэффициент кратности пускового тока, величина равна Md/Mn ;
In – номинальный ток электродвигателя согласно паспортным данным, (А).

1. Расчет полной пусковой мощности:

2. Расчет полного пускового тока:

Полученные данные являются базой для выбора частотного преобразователя, соответствующего следующим условиям:

  • При времени разгона менее 60с. Рпч ≥ 1,5Ps, Iпч ≥ 1,5Is;
  • При времени разгона более 60с. Рпч ≥ Ps, IпчIs.

Как выбрать частотный преобразователь?

Следует выделить несколько основных параметров, на которые нужно обращать внимание  при выборе частотного преобразователя:

Мощность. Данный параметр частотного преобразователя должен соответствовать мощности двигателя, с которым он будет использоваться. Следует выбирать устройство, мощность которого будет соответствовать номинальному току. Покупать частотный преобразователь с очень завышенными характеристиками попросту бессмысленно, ведь он обойдется намного дороже, да и с наладкой могут возникнуть проблемы.
Тип нагрузки. Тут все зависит от того, как осуществляется работа агрегата, к которому будет подключен частотный преобразователь. Например, при вентиляторных нагрузках не бывает перегрузок, а в случае с работой пресса – ток может превышать номинальные значения  на 60 и более процентов. Соответственно, необходимо учитывать это при выборе и оставлять определенный запас «хода».
Тип охлаждения двигателя. Двигатели могут оснащаться принудительными системами охлаждения либо иметь самообдув. Во втором случае к крыльчатке ротора прикрепляются специальные лопасти, которые вращаются вместе с ним и обдувают двигатель. Соответственно, нормальная степень обдува в данном случае напрямую зависит от частоты вращения. Если двигатель продолжительное время будет работать на пониженной частоте, то это может привести к перегреву. Соответственно, лучше позаботиться о дополнительном охлаждении, если изменение частоты будет больше 10% от номинального значения.
Входное напряжение. Данный показатель определяет, при каком напряжении способен работать преобразователь частот. Тут мало знать, что в сети напряжение обычно составляет около 380 В. Часто происходят скачки в диапазоне +-30%. Кроме того, в сетях, куда подключено большое количество силового оборудования, часто случаются выбросы в 1 кВ. Соответственно, чем шире диапазон рабочих напряжений у преобразователя частот, тем надежнее он будет работать.
Способ торможения. Остановка двигателя может осуществляться либо инверторным мостом, либо электродинамическим способом. Первый метод больше подходит для точного и быстрого торможения, а второй – в механизмах с частым торможением либо при необходимости постепенной остановки

На это обязательно следует обратить внимание.
Окружающая среда и защита. Обычно в паспорте преобразователя частоты указаны условия, при которых должно использоваться устройство

Например, влагозащищенные модели соответствуют стандарту IP 54 – они устойчивы к воздействию влаги и могут использоваться в помещениях с паровыми испарениями и повышенной влажностью.
Тип управления и интерфейсы. Обязательно необходимо обратить внимание на наличие подходящих для подключения разъемов, а также возможностей правления – некоторые модели предназначены для монтажа на месте, а другие – в отдельной рубке управления.

Если вы никогда не работали с преобразователями частоты, лучше обратиться за консультацией к специалисту.

Во вторых

Следует подключить фазовые выходы частотного преобразователя к контактам электрического двигателя. При этом обмотки электрического двигателя следует подключить по принципу «треугольник» или «звезда». Тип выбирается исходя из напряжения, которое вырабатывает частотник. Как правило, к каждому инвертеру приложена инструкция, в которой подробно расписано, как соединяются обмотки двигателя для подключения конкретного частотника. Схема подключения частотного преобразователя к 3-х фазному двигателю также должна быть приведена в инструкции.

Обычно на корпусах двигателей приведены оба значения напряжения. Если частотник соответствует меньшему, то обмотки соединяются по принципу треугольника. В других случаях по принципу звезды. Схема подключения частотного преобразователя также должна быть приведена в паспорте частотника. Там же обычно приводятся и рекомендации по подключению.

Выпрямительный блок

В зависимости от того, какое назначение у преобразователя частоты, используются различные выпрямительные каскады. А вариант питания может быть либо от трехфазной сети, либо от однофазной. Но на выходе ПЧ в любом случае находится трехфазное переменное напряжение. Но чтоб проводить управление током, необходимо его сначала выпрямить. Все дело в том, что управлять переменным достаточно сложно – необходимо применять крупные реостаты, что не очень удобно. Тем более, сейчас время микроэлектроники и автоматики, применять устаревшие технологии не просто неразумно, но и очень невыгодно.

Для выпрямления переменного трехфазного тока используется электронное устройство, состоящее из шести полупроводниковых диодов. Включаются они по мостовой схеме, получается так, что каждая пара диодов служит для выпрямления одной фазы. На выходе блока выпрямителя появляется постоянное напряжение, его величина равна тому, которое течет на вход. На данном этапе все преобразования закончены, никакого управления этим блоком не производится. В случае если производится питание от однофазной сети, достаточно выпрямительного каскада даже из одного диода. Но эффективнее использовать мостовую схему из четырех.

Инверторный каскад

И здесь начинается самое интересное – использование мощных IGBT-транзисторов. Они-то и управляются микропроцессорной системой, от качества их функционирования зависит работа всего преобразователя частоты. Такая схема преобразователя напряжения имеет широкое распространение. По сути, с помощью силовых транзисторов можно инвертировать любое напряжение. Всего используется шесть элементов в простейшей схеме – по два на каждую фазу. Частотный преобразователь 220 вольт выдает на каждой фазе по отношению к нулю.

Чтобы избавиться от возникновения обратного напряжения, необходимо использовать полупроводниковые диоды. Включаются они между коллектором и эмиттером силовых транзисторов. Управление производится по входу базы. Как говорилось ранее, частотные преобразователи, своими руками изготовленные, имеют в инверторном каскаде по два транзистора на каждую фазу. Включают их p-n-переходы последовательно. Со средней точки каждого плеча снимается фаза. В продаже имеются готовые модули, у них имеются выводы для подачи постоянного напряжения, а также три контакта для снятия трехфазного переменного. Кроме того, имеется разъем для подключения микроконтроллерной системы управления.

Ключевые характеристики преобразователей частоты

При выборе обязательно следует учесть такие технические характеристики частотного преобразователя:

Номинальная мощность и ток двигателя. Параметр, который, в основном, определяет стоимость устройства. Нет смысла переплачивать за запас по мощности, к тому же, в этом случае ухудшается точность управления электромотором.
Кратковременная перегрузка по току и поддержание постоянного  момента вращения мощность и характер нагрузки определяется областью применения двигателя. Например, эти характеристики практически не важны для выбора изделия для систем вентиляции, насосного оборудования, но имеют большое значение при управлении двигателями подъемного оборудования или прессов.
Напряжение и тип питания. Для промышленных решений это, как правило, 380 В трехфазного тока, для бытовых задач – однофазное напряжение 220 В на входе и трехфазное на выходе.
Количество электродвигателей, подключаемых с помощью преобразователя при многомоторном режиме управления.   управляемых систем определяет, сколько электродвигателей можно подключить к частотнику

READ  Профиль для светодиодной ленты своими руками

Важно для систем с резервированием или циклической схеме работы на разной мощности.
Диапазон регулировки частоты двигателя. Частотная характеристика преобразователя частоты критична для систем точного позиционирования, вентиляции, станков, транспортировочного и подъемного оборудования.
Максимальная удаленность от управляемого двигателя, или максимальная длина питающий цепей, которая может оказаться критичной в ряде решений.
Тип системы торможения

Параметр может оказаться критичным для систем с необходимостью точного управления и циклических включений-выключений.
Климатическое исполнение и дополнительные требования к месту монтажа могут иметь значение, если частотник планируется устанавливать в неотапливаемых помещениях, помещениях с повышенной влажностью или на улице.
Возможности подключения дополнительных датчиков обратной связи позволяют добиться повышения точности и экономичности работы системы.

Также к перечню можно добавить наличие интерфейсов централизованного дистанционного управления и настройки. Очевидно, что современный частотный преобразователь, характеристики которого могут занимать несколько листов спецификации, подобрать не так просто.

Поэтому выпускаются как универсальные решения, так и специализированные, которые оптимально работают только в узкой области применения, например, для управления электродвигателями в системах вентиляции или насосном хозяйстве.

Если вы испытываете затруднение в подборе оптимальной модели частотников, обратитесь к нашим специалистам. Они посоветуют вам несколько моделей с характеристиками, которые будут оптимальны для решаемых вами задач.

Промежуточная цепь

Промежуточная цепь выполняет роль своеобразного хранилища, из которого электродвигатель получает энергию через инвертор. В зависимости от комбинации инвертора и выпрямителя промежуточная цепь может иметь одну из следующих формаций:

  1. Инвертор-источник питания. В данном случае промежуточная цепь имеет в составе мощную индуктивную катушку, которая преобразует напряжение выпрямителя в изменяющийся постоянный ток. Само напряжение двигателя определяется по нагрузке. Такой тип цепей может работать только с управляемыми выпрямителями.
  2. Инверторы — источники напряжения. В данном случае в промежуточной цепи используется фильтр, в состав которого входит конденсатор. Он сглаживает напряжение, поступающее от выпрямителя. Такие цепи способны работать с любыми типами выпрямителей.
  3. Цепь изменяющегося постоянного напряжения. В данном случае перед фильтром устанавливается прерыватель, в котором имеется транзисторы, выключающий и включающий подачу напряжения от выпрямителя. В данном случае фильтр обеспечивает сглаживает прямоугольные напряжения после прерывателя, а также поддерживает постоянное напряжение на заданной частоте.

Преобразователь частоты на логических элементах

Современные асинхронные двигатели управляются весьма сложно. Дело в том, что пуск мощного асинхронного двигателя сопряжен со значительными токовыми перегрузками. Мощный вращающий момент может вывести из строя подшипники и опоры, на которых установлены двигатели.

Резкое отключение двигателя может привести к перенапряжению и к серьезным электрическим авариям. Поэтому, на сегодняшний день наиболее перспективными системами управления двигателями являются частотные преобразователи. Путь, к которому шел частотный преобразователь к цифровому варианту, довольно сложен. В современных устройствах была проблема в том, чтобы выходные каскады были мощными. Не было мощных транзисторов. Сейчас появились IGBT транзисторы или мощные транзисторы с изолированным затвором.

Рассмотрим преобразование однофазной цепи в трехфазную.

Это структурная схема простейшего преобразователя. Он состоит из генератора тактовых импульсов, частотой которого можно управлять. Собран он на простейших логических элементах. Включенных в режим логических элементов нет. Три логических элемента. Конденсатор и резистор задают постоянную величину времени, то есть, частоту выдачи импульсов. Эти импульсы поступают на счетчик Джонсона, который является и счетчиком, и дешифратором, преобразующим выходной сигнал в сигнал с одним импульсом на выходе.

Предусмотрено так, что импульсы проходят последовательно. Для того, чтобы получить трехфазную систему, десятку импульсов разделили на последовательность до шести импульсов. При этом окончание седьмого импульса завершает работу счетчика, установку его в нулевое состояние. Импульс подает команду обнуления счетчика, отсчет начинается с нуля. Выходы этих элементов, в данном случае дешифратора, присоединены к трем элементам, которые являются коммутирующими. Эти коммутирующие элементы, которые управляют работой двухтактных транзисторных включений, составляют основу выхода.

На выходе появляется напряжение с частотой, которую мы зададим на этом генераторе. Тактовые импульсы поступают на счетчик Джонсона с дешифратором, запускают логические элементы. Если будет на входе единица, которая поступает на два мощных транзистора, включенных по схеме моста, то пары транзисторов осуществляют коммутацию направления тока в обмотке двигателя вправо и влево. В результате этого с ростом регулирования частоты вращения будет плавно увеличиваться частота переключения выходного напряжения в обмотке, что приведет к росту средней частоты в двигателе и росту числа его оборотов.

Если мы рассмотрим систему как полученную трехфазную систему переменного тока, то можем получить на выходе трехфазный переменный ток. Он будет прямоугольной формы. Чтобы получить импульсы, близкие к гармоническим колебаниям, необходимо применить L или C фильтры для получения полноценного сигнала. Если мы имеем дело с постоянным током, то данный преобразователь может получить из него трехфазный переменный ток. Поэтому наш частотный преобразователь, который питается постоянным током, может работать от однофазного выпрямителя.

В мощных приводах не подходят к применению транзисторы. Поэтому вместо них используют тиристорные частотники. На малой частоте вращения труднее удерживать момент, так как приводы с жесткими характеристиками. Привод насоса происходит по системе склеивания синуса. Выходная частота меньше 50 герц.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: