Частотні перетворювачі

Перетворювачі частоти: їх види, переваги і недоліки, способи управління і застосування

В більшості технологічних процесів з використанням електромотора потрібно плавна, контрольована регулювання швидкості його обертання. Одне з рішень – перетворювачі частоти, електронний силовий перетворювач для зміни частоти змінного струму. З ним можна легко перемикати режими, ефективно витрачаючи енергоресурси. Автоматизувати технологічні процеси, продовжити термін служби вузлів і т. д.

Пропонуємо розглянути види перетворювачів частоти, їх сильні і слабкі сторони і рекомендації по застосуванню.

Як працює перетворювач частоти

Частота обертання асинхронних моторів визначається частотою і кількістю пар полюсів. Кількість, у свою чергу, залежить від конструктивного виконання котушок статора, а частота електроструму в мережі постійна. Тому для регулювання обертів ми можемо використовувати тільки механізм регулювання частоти змінного струму з допомогою перетворювачів.

Технічно, принцип дії перетворювача частоти полягає у подвійній трансформації форми сигналу мережі. Стандартна частота для побутових мереж – 50 Гц. А частотники може виводити її в діапазоні від 0-50 Гц. Чим нижче частоти, тим повільніше обертається ротор, і навпаки.

Види перетворювачів

Отже, як ми вже згадували, типи перетворювачів частоти залежать від способу управління, рівня напруги, числа фаз, принципу функціонування і т. д.

Розглянемо основну класифікацію.

Кількість фаз

Зокрема, частотники відрізняються числом фаз на вході і виході. Так, в нашому інтернет-магазині ви можете придбати агрегати з однофазним та трифазним входом.

Найбільш затребувані сьогодні – трифазні інвертори, з допомогою яких можна підбирати найбільш оптимальні режими для роботи електромашини без призупинення процесу. Напруга живлення – 380 Вольт.

На виході виходить мостова схема, де створюється напруга з трьома фазами із змінною частотою. В кінцевому підсумку електрострум ефективно передається від джерела до машини, з мінімальними втратами при транспортуванні.

Допускається застосування перетворювачів частоти з трьома фазами для управління двигунами потужністю до пари сотень кіловат.

До плюсів: трифазні частотники найчастіше – це агрегати підвищеної надійності, компактні і ремонтопридатність.

У той же час перетворювачі частот однофазні – це прилади, до яких можна підключати лише мотори, розраховані на 220 В. Це, фактично, ті ж трифазні частотники (з трьома фазами на виході), але живляться вони від однієї фази. Вони застосовуються в трифазних електричних рухових агрегатах з обмотками, як правило, у формі "трикутника". Потужність таких агрегатів зменшується до 30-50%, але при цьому вони можуть використовуватися у непромисловому секторі, де немає можливості підключення до трифазної мережі.

За типом керуючої частини

Зазначимо, що пристрій перетворювача частоти з будь-яким числом фаз включає дві основні частини: силову і керуючу. Друга представлена схемою на цифровий мікросхемі і служить для діагностики, контролю і захисту питомого приводу і самого перетворювача.

Регулювання оборотів може здійснюватися по-різному, відповідно управління перетворювачем частоти ділиться на типи:

1. Скалярний управління.
2. Векторне управління.

Пристрої першого типу змінюють частоту весті з напругою в прямій залежності.

Скалярний управління відносно просто реалізується і поширене в багатьох приладах. Так, застосування частотного перетворювача зі скалярним управлінням оптимально там, де потрібно підтримувати стабільність технологічного, без значних динамічних навантажень.

Найчастіше для регулювання електродвигунів вентиляційного, компресорного та насосного обладнання.

У них є такі корисні прикладні функції, як:

• Функція сну/пробудження інверторів для економії електроенергії і уповільнення зносу обладнання.
• Захист від "сухого ходу" – контроль робочого стану приводу для збереження підшипникових вузлів і ущільнень.
• Компенсація втрат на тертя – підтримання постійного тиску в робочій точці.

Також в пристроях реалізуються і інші функції для оптимізації і захисту електродвигунів.

Важливе переваги скалярного перетворювача частоти, це можливість одночасно керувати групою приводів. Частотники разом з алгоритмом регулювальної системи змінює частоту обертання, а також при необхідності кількість одночасно працюючих механізмів.

Частотники зі скалярним методом управління, як правило, коштують дешевше, відносно прості і широко застосовуються там, вимоги до діапазону регулювання і точності некритичні.

Частотники з векторним керуванням регулюють параметри вихідної напруги у відповідності з сигналами від датчиків, так щоб на валу підтримувався певний момент.

Результат: більш швидка і точна регулювання, необхідна в механізмах, де принцип дії пов'язаний з різкою зміною навантаження і часу на виконавчому органі.

Зокрема, на верстатах (наприклад, токарних), у тому числі ЧПУ або на ліфтове обладнання.

Зауважте, що пристрій перетворювача частот з будь-якою кількістю фаз включає дві основні частини: потужність та управління. Другий представлений діаграмою на цифровому чіпі та служить для діагностики, керування та захисту подачі каналу та самого конвертера.

Реконструкція революцій може бути виконана по-різному, відповідно, контроль перетворювача частоти поділяється на типи:

1. Скалярний контроль.
2. Векторний контроль.

Пристрої першого типу змінюють частоту жилет з напругою в прямому залежності.

Скалярний контроль відносно просто реалізований та розподілений у багатьох пристроях. Таким чином, використання конвертера частоти з скалярним контролем є оптимальним, де необхідно підтримувати стабільність технологічного, без значних динамічних навантажень.

Найчастіше регулювати електродвигуни вентиляції, компресорного та насосного обладнання.

Вони мають такі корисні прикладні функції, як:

• Сон / пробудження функції інверторів для економії електроенергії та уповільнення одягу обладнання.
• Захист від "сухого руху" - контроль робочого стану приводу для збереження підшипників та ущільнювачів.
• компенсація втрат тертя та ndash; Підтримувати постійний тиск у робочій точці.

Крім того, інші функції також реалізуються в пристроях для оптимізації та захисту електродвигунів. Важливі переваги скалярного перетворювача частоти є здатність одночасно контролювати групу приводу. Смарт разом з алгоритмом системи регулювання змінює частоту обертання, а також необхідно, кількість одночасно робочих механізмів.

Плити з методом скалярного контролю, як правило, дешевше, відносно простий і широко застосовується, вимоги до діапазону регулювання та точності не є критичними.

Векторні контрольні частоти регулюють параметри вихідної напруги відповідно до сигналів від датчиків, так що певна точка зберігається на валу.

Результат: швидше та точне регулювання, необхідне для механізмів, де принцип роботи пов'язаний з різкою зміною навантаження та моменту на виконавчий орган.

Зокрема, на машинах (наприклад, поворот), включаючи CNC або ліфтове обладнання.

Зверніть увагу, що перетворювачі векторної напруги та частоти характеризуються такими перевагами у порівнянні зі скалярним:

• Відмінна точність та розширений контроль швидкості (розширений діапазон);
• Регулювання частоти швидкості у всьому діапазоні;
• Можливість підтримувати стабільну швидкість при зміні навантаження двигуна;
• Втрати в процесах переходу на зниженні приводу.

З усіма перевагами векторного методу слід відзначити високу складність розрахунків. Оцінюючи оптимальні режими роботи, важливо враховувати великий список параметрів електромотора.

За типом живлення

Отже, ми розглянули типи частотних перетворювачів, які розглядаються залежно від типу контрольної частини. Давайте звернемося до влади.

Вона включає потужні транзистори або тиристори. У цьому випадку пристрої поділяються на два типи:

• з прямим посиланням;
• з вираженою областю постійного струму;

Перець з прямим гальванічним зв'язком відрізняються довгою роботою у високих напругах та струмах та високій ефективності (у площі 98%). Вони стійкі до перевантажень імпульсів, а деякі моделі можуть працювати в мережах з напругою понад 10 квадратних метрів.

У той же час використання високочастотного перетворювача з прямим з'єднанням обмежена невеликим сегментом електродвигунів.

Другий тип частоти включає агрегати з вираженим посиланням постійного струму. Вони найбільш застосовні для сучасного енергетичного обладнання. Ось двоступенева конвертація частоти:

1. Перший етап: випрямлення та згладжування електротоків на вході.
2. На другому етапі постійний струм подають до інвертора та перетворюється в змінну з бажаною напругою та частотою.

Ефективність тут нижче, а розмір дизайну & ndash; Більше.

Додаткова інформація

Різні частотні частотні моделі запрограмуються власним набором функцій, починаючи від можливостей встановлення призначення вхідних виходів та закінчення пропорційних та інтегральних регуляторів.

Деякі фабрики обладнали свої пристрої з вбудованими логічними контролерами. На підставі методу управління, вам може знадобитися певна кількість вихідних входів, а також аналоговий інтерфейс, розмір та тип якого залежатиме від моделі частот.

При підключенні певної пром. Мережі, важливо переконатися, що частотна функція з інтерфейсом потрібно. Краще вибрати інструменти одного виробника.