Каталог огранизаций по электромонтажу и электролабораторий:
Москва
Санкт-Петербург
Преобразователь частоты

Преобразователь частоты

Частотный преобразователь – устройство, применяемое для трансформации электрического тока и напряжения.

Преобразователь частоты для асинхронного двигателя необходимы для конвертации однофазного либо трехфазного переменного тока промышленной частоты (50 – 60 Гц) в однофазный, либо трехфазный ток повышенной частоты (100 – 400 Гц). Такое устройство позволяет уменьшить пусковые токи, а также существенно снизить потребление электроэнергии (около 50-65%), тем самым обеспечивая защиту электронного привода от нагрева и перегрузок.

Конструкция. Разновидности преобразователей

Частотный электропривод имеет ряд схем, в состав которых входят транзистор либо тиристор. Базовым элементом электронной схемы является микропроцессор, отвечающий за работу дополнительных элементов цепи и обеспечивающий выполнение большого количества дополнительных задач.

Преобразователь частоты представляет собой группу выпрямителей, а также инверторов, трансформирующих переменные токи в постоянные.

Однофазный частотный преобразователь – является высокотехнологичным устройством. Основная его задача – преобразования рабочего напряжения сети в бытовое (220 В). При такой трансформации совершается импульс напряжения в нужных частотах (1 – 1000) Гц.

Частотный преобразователь для электродвигателя создает напряжения, с заданными параметрами. Преобразователь частоты работает следующим образом:

  1. Вначале совершается выпрямление напряжения электрической сети, а также снижение импульсов и фильтрация гармоник.
  2. Постоянное напряжение поступает из выпрямителя в цепь инвертора, там оно трансформируется в переменное с изменяющейся амплитудой и частотой.
Рис.1 Принципиальная схема частотного преобразователя
Рис.1 Принципиальная схема частотного преобразователя

Роль силовых элементов зачастую выполняют IGВТ-транзисторы. Изменяя частоту можно изменять скорость вращения электродвигателя (М).

Преобразователь частоты делится на две большие разновидности:

  • С непосредственной связью.

Их отличительная черта – выпрямитель тиристорный, где попеременно открываются и закрываются отдельные тиристоры и поочередно подключаются к статорной катушке.

Рис. 2 Графическое изображение напряжения преобразователя
Рис. 2 Графическое изображение напряжения преобразователя

Выходное напряжение синусоиды образует пилообразное очертание с частотой около 1 – 40 Гц. Область применения такого рода преобразователей считается ограниченной из-за того, что незапираемым тиристорам необходимы более сложные схемы управления. Что и несет за собой более высокую стоимость оборудования.

Такие преобразователи частоты работающие с высокими величинами токов и напряжения имеют коэффициент полезного действия порядка 95-98%. Также высоковольтные частотные преобразователи имеют более высокую стоимость, по сравнению с низковольтными.

Если сравнивать тиристорный преобразователь с транзисторным электроприводом, имеющих аналогичную мощность, то второй прибор будет иметь значительно меньшие габариты, меньший вес и будет отличаться более надежной работой.

  • С выраженным звеном постоянного тока.

Данная разновидность датчиков гораздо чаще встречается в современных устройствах, целью которых является регулировка частоты.

Преобразование происходит в 2 этапа:

  1. вначале происходит выпрямление и фильтрация сетевого напряжения;
  2. затем подача сигнала подается непосредственно на инвертор, где и происходит трансформация тока нужных частот и амплитуды в переменный.

Коэффициент полезного действия при такой трансформации уменьшается, при этом увеличиваются размеры устройства. Синусоидальный сигнал обеспечивается самостоятельным инвертором напряжения и тока.

Инверторы

Инвертор что это такое, зачем и для чего нужен? Инвертор – используется в виде самостоятельного устройства либо являются частью конструкции различных приборов, таких как источники бесперебойного питания (ИБП).

Выбирая преобразователь необходимо учесть его специфические свойства:

  1. Обеспечение независимости работы различных видов устройства от изменения сигнала в бытовых сетях, питаемые переменным током.
  2. При использовании в схемах преобразования энергии, где инвертор является источником переменного тока, данное устройство выступает, как связующее звено между всеми элементами цепи.
  3. Применение инвертора нашло широкое распространение для солнечных батарей, ветровых генераторов, электро- и гидроэлектростанциях.

Инверторы для солнечных батарей часто применяют в бытовых целях, как инверторы для дома с целью довольно простого получения электроэнергии.

По своему принципу работы инверторные устройства делятся на:

  1. Автономные:
    1. инверторы напряжения (АИН-автономный инвертор напряжения);
    2. инверторы тока (АИТ-автономный инвертор тока).
  2. Зависящие (обусловлены параметрами сети).

Как выбрать инвертор, какой инвертор лучше?

Выбор инвертора обуславливается запросами потребители и условиями его применения. Сфера применения – самая разнообразная, от промышленного применения, до бытового личного использования. По таким критериям инвертор может быть:

  • инвертор для дома;
  • инвертор для солнечных батарей;
  • инвертор для дачи. Частотный преобразователь

Еще одна разновидность такого типа устройства является инвертор полуавтомат. Он является частью большинства сварочных аппаратов состоит из следующих элементов:

  • источника тока;
  • механизма подачи сварочной проволоки;
  • сварочный рукав;
  • горелка.

Сейчас на рынке представлено большое множество сварочных аппаратов для выполнения работ различных уровней сложности.

Трехфазный инвертор применим для формирования трехфазного тока в электрических двигателях. Обмотки электродвигателя подключаются непосредственно к самому инверторному устройству. Такие разновидности инверторных устройств применимы для работы тяжелых электродвигателей (электровозы, теплоходы, буровых установки и т.п.).

Область применения

Преобразователи частоты применяются во многих автоматизированных системах. А именно:

  1. Сфера тепло- и водообеспечения:
    1. частотный прибор в насосном оборудовании гарантирует оптимальную подачу воды;
    2. сохраняет нужный показатель давления в трубах;
    3. обеспечивает предотвращения ударов гидравлики.
  2. Производство различных изделий:
    1. бумаги;
    2. стекловолокна;
    3. стеклотканей;
    4. деталей, требующих намотки.
  3. Система кондиционирования и вентилирования.

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей применяют, чтобы снизить влияния среды эксплуатации. После подключения данного типа электропривода происходит более плавный запуск электродвигателя, снижается нагрузка как на сам двигатель, так и на все детали механизма.

Преобразователь частотыПрименение частотных датчиков в отрасли водоснабжения позволяет уменьшить количество потребляемой энергии и воды, а также существенно снизить количество несчастных случаев, связанных с повреждением трубопроводов.

Тиристорный преобразователь очень часто применяется при работе двигателей с постоянным током, которым необходима постоянная скорость на непостоянных нагрузках.

Описанный в данной статье вид преобразователей, обеспечивает надлежащий контроль качества продуктов, увеличивает скорость и качество производства изделий, исключая всевозможные перебои в работе. Также преобразователь частоты позволяют реализовать плавное и надежное движение всех подвижных частей механизмов, что дает возможность использовать оборудование в максимально длительный период службы.

Видеолекция по преобразователям частоты

Похожие публикации