Работа частотного преобразователя. Принцип работы и устройство частотного преобразователя электродвигателя

Как работает частотный преобразователь для электродвигателя. Из каких основных компонентов состоит частотный преобразователь. Какие преимущества дает использование частотных преобразователей в управлении электроприводами.

Устройство и компоненты частотного преобразователя

Частотный преобразователь для управления электродвигателем состоит из нескольких основных функциональных блоков:

• Выпрямитель — преобразует переменное напряжение сети в постоянное
• Звено постоянного тока — сглаживает пульсации выпрямленного напряжения
• Инвертор — преобразует постоянное напряжение в переменное регулируемой частоты
• Система управления — формирует управляющие сигналы для инвертора

Такая структура обеспечивает двойное преобразование энергии: переменный ток — постоянный — переменный с регулируемыми параметрами.

Принцип работы частотного преобразователя

Принцип работы частотного преобразователя заключается в следующем:

1. Входное переменное напряжение сети выпрямляется с помощью диодного моста
2. Выпрямленное напряжение сглаживается в звене постоянного тока
3. Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное заданной частоты
4. Система управления формирует сигналы для коммутации ключей инвертора

За счет изменения частоты выходного напряжения регулируется скорость вращения электродвигателя.

Преимущества использования частотных преобразователей

Применение частотных преобразователей для управления электроприводами дает ряд важных преимуществ:

• Плавный пуск и торможение двигателя
• Точная регулировка скорости вращения
• Снижение пусковых токов
• Экономия электроэнергии
• Продление срока службы оборудования
• Возможность создания замкнутых систем управления

Это позволяет оптимизировать технологические процессы и повысить энергоэффективность производства.

Области применения частотных преобразователей

Частотные преобразователи широко применяются в различных отраслях промышленности и хозяйства для управления электроприводами:

• Насосное и вентиляционное оборудование
• Конвейерные и транспортные системы
• Станки и производственные линии
• Подъемно-транспортное оборудование
• Системы водоснабжения и отопления
• Компрессорные установки

Практически в любой сфере, где используются электродвигатели, частотные преобразователи позволяют повысить эффективность и управляемость привода.

Виды управления в частотных преобразователях

В современных частотных преобразователях используются два основных способа управления двигателем:

Скалярное управление

При скалярном управлении поддерживается постоянное соотношение между напряжением и частотой (U/f = const). Это простой метод, который подходит для большинства применений без высоких требований к динамике привода.

Векторное управление

Векторное управление обеспечивает раздельное регулирование магнитного потока и момента двигателя. Это позволяет получить высокие динамические характеристики привода при работе во всем диапазоне скоростей, включая режим удержания вала.

Выбор способа управления зависит от конкретной задачи и требований к приводу.

Критерии выбора частотного преобразователя

При выборе частотного преобразователя необходимо учитывать следующие основные параметры:

• Мощность и тип подключаемого двигателя
• Диапазон регулирования скорости
• Требуемые динамические характеристики
• Условия эксплуатации (температура, влажность, вибрации)
• Наличие специальных функций (торможение, позиционирование и др.)
• Возможности по интеграции в АСУ ТП

Правильный подбор преобразователя обеспечит оптимальную работу электропривода и эффективное решение поставленной задачи.

Настройка и программирование частотных преобразователей

Для корректной работы частотного преобразователя требуется его настройка под конкретный двигатель и задачу. Основные этапы настройки включают:

1. Установку параметров двигателя (мощность, напряжение, ток, частота)
2. Настройку параметров разгона/торможения
3. Выбор и настройку способа управления (скалярное/векторное)
4. Конфигурирование входов/выходов
5. Настройку защитных функций

Современные преобразователи имеют удобные интерфейсы для программирования и позволяют создавать сложные алгоритмы управления приводом.

Тенденции развития частотных преобразователей

Основные направления совершенствования частотных преобразователей включают:

• Повышение энергоэффективности
• Улучшение алгоритмов управления двигателем
• Расширение коммуникационных возможностей
• Упрощение настройки и эксплуатации
• Повышение надежности и увеличение срока службы

Развитие технологий позволяет создавать все более совершенные и универсальные преобразователи частоты для различных применений.

Принцип работы частотного преобразователя — Электро-Актив

Частотный преобразователь — сложное электронное устройство, принцип работы которого основан на множестве взаимосвязанных механизмов. Попробуем разобрать всё по полочкам.

Каждый преобразователь — уникальный механизм с определённым расположением механизмов и предназначением. Но некоторынее части основные части остаются неизменными.

Входной неуправляемый выпрямитель.
Благодаря ему напряжение сети (220 или 380 V) выпрямляется диодным мостом.
Конденсаторы.
Совершают второй шаг после выпрямителя — фильтруют и сглаживают напряжение.
СУИ ШИМ.
Функция ШИМ состоит в формировании заданной последовательности импульсов определённой частоты (заданной пользователем или производителем). Это происходит за счёт управляемых микросхем и IGBT ключей.

Заданная цель каждого частотного преобразователя — интеграция и преобразование напряжения в график, близкий к синусоиде, достигается в самом конце. Прямоугольные пачки импульсов, выходящие из частотного преобразователя, превращаются в синусоидальное напряжение за счёт самого асинхронного двигателя — механизма, к которому он подключается, а именно способности его обмоток к индуктивности.
На схеме вы можете увидеть правильное подключение преобразователя по требованиям ЭМС. Не забывайте об основных требованиях эксплуатации: влажности менее 90%, недопустимости проникновения воды, воздействия электромагнитных импульсов вблизи устройства. Важно обеспечить хорошую вентиляцию в помещении с установленным преобразователем.
Таким образом, частотный преобразователь даёт массу преимуществ пользователям асинхронных двигателей. Особенно полезны они станут владельцам заводов и фабрик, которые уже давно используют преобразователи и получают массу плюсов, окупающих приобретение.

При правильном подключении и использовании, пусковые токи можно уменьшить в 4-5 раз. Экономия электроэнергии даже для трёхфазных и более систем может составлять 50% и более. Самостоятельная настройка оборудования становится намного легче, появляется возможность установки обратных связей между смежными проводами.

Принцип работы частотного преобразователя и критерии его выбора

Краткое описание назначения, принципа работы и критериев выбора частотного преобразователя, как устройства управления асинхронным электродвигателем

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором является сегодня самым массовым и надежным устройством для привода различных машин и механизмов. Но у каждой медали есть и обратная сторона.

Два основных недостатка асинхронного двигателя – это невозможность простой регулировки скорости вращения ротора, очень большой пусковой ток – в пять, семь раз превышающий номинальный. Если использовать только механические устройства регулирования, то указанные недостатки приводят к большим энергетическим потерям и к ударным механическим нагрузкам. Это крайне отрицательно сказывается на сроке службы оборудования.

Частотный преобразователь

В результате исследовательских работ в этом направлении родился новый класс приборов, позволивший решить эти проблемы не механическим, а электронным способом.

Частотный преобразователь с широтно–импульсным управлением (ЧП с ШИМ) снижает пусковые токи в 4-5 раз. Он обеспечивает плавный пуск асинхронного двигателя и осуществляет управление приводом по заданной формуле соотношения напряжение / частота.

Частотный преобразователь дает экономию по потреблению энергии до 50%. Появляется возможность включения обратных связей между смежными приводами, т.е. самонастройки оборудования под поставленную задачу и изменение условий работы всей системы.

Принцип работы частотного преобразователя

Частотный преобразователь с ШИМ представляет собой инвертор с двойным преобразованием напряжения. Сначала сетевое напряжение 220 или 380 В выпрямляется входным диодным мостом, затем сглаживается и фильтруется с помощью конденсаторов.

Это первый этап преобразования. На втором этапе из постоянного напряжения, с помощью микросхем управления и выходных мостовых IGBT ключей, формируется ШИМ последовательность определенной частоты и скважности. На выходе частотного преобразователя выдаются пачки прямоугольных импульсов, но за счет индуктивности обмоток статора асинхронного двигателя, они интегрируются и превращаются наконец в напряжение близкое к синусоиде.

Критерии выбора частотных преобразователей

Выбор по функциям

Каждый производитель пытается обеспечить себе конкурентное превосходство на рынке. Первое правило для обеспечения максимума продаж – это низкая цена. Поэтому производитель стремиться включить в свое изделие только необходимые функции. А остальные предлагает в качестве опций. Прежде чем купить частотный преобразователь, определитесь, какие функции вам нужны. Стоит выбирать тот прибор, который имеет большинство необходимых функций в базовом варианте.

По способу управления

Сразу отбрасывайте те преобразователи, которые не подходят по мощности, типу исполнения, перегрузочной способности и т.д. По типу управления, нужно определиться, что выбрать, скалярное или векторное управление.

Большинство современных частотных преобразователей реализуют векторное управление, но такие частотные преобразователи дороже, чем частотные преобразователи со скалярным управлением.

Векторное управление дает возможность более точного управления, снижая статическую ошибку. Скалярный режим только поддерживает постоянное соотношение между выходным напряжение и выходной частотой, но например, для вентиляторов это вполне достаточно.

По мощности

Если мощности оборудования примерно одинаковы, то выбирайте преобразователи одной фирмы с мощностью по мощности максимальной нагрузки. Так вы обеспечите взаимозаменяемость и упростите обслуживание оборудования. Желательно, чтобы сервис центр выбранного частотного преобразователя был в вашем городе.

По сетевому напряжению

Всегда выбирайте преобразователь с максимально широким диапазоном напряжений как вниз, так и вверх. Дело в том, что для отечественных сетей само слово стандарт может вызвать только смех сквозь слезы. Если пониженное напряжение приведет, скорее всего, к отключению частотного преобразователя, то повышенное может вызвать взрыв сетевых электролитических конденсаторов и входу прибора из строя.

По диапазону регулировки частоты

Частотный преобразователь Верхней предел регулировки частоты важен при использовании двигателей с высокими номинальными рабочими частотами, например для шлифовальных машин ( 1000 Гц и более). Убедитесь, что диапазон частот соответствует вашим потребностям. Нижний предел определяет диапазон регулирования скорости привода. Стандарт – это 1:10. Если вам нужен более широкий диапазон, то выбирайте только векторное управление, запросите параметры привода у производителя. Даже заявленный предел от 0 Гц, не гарантирует устойчивую работу привода.

По количеству входов управления

Дискретные входы нужны для ввода команд управления ( пуск, стоп, реверс, торможение и т.д.). Аналоговые входы необходимы для ввода сигналов обратной связи (регулировки и настройки привода в процессе работы). Цифровые входы нужны для ввода высокочастотных сигналов от цифровых датчиков скорости и положения (энкодеров). Количество входов много не бывает, но чем больше входов, тем сложнее систему можно построить, и тем она дороже.

По количеству выходных сигналов

Дискретные выходы используются для выхода сигналов о различных событиях (авария, перегрев, входное напряжение выше или ниже уровня, сигнал ошибки ит.д.). Аналоговые выходы используются для построения сложных систем с обратными связями. Рекомендации по выбору аналогичны предыдущему пункту.

По шине управления

Оборудование, с помощью которого вы будете управлять частотным преобразователем должно иметь ту же шину и количество входов выходов что и выбранный вами частотный преобразователь. Предусмотрите некоторый запас по входам и выходам для дальнейшей модернизации.

По сроку гарантии

Срок гарантии косвенно позволяет оценить надежность частотного преобразователя. Естественно, нужно выбирать частотный преобразователь с большим сроком. Некоторые производители оговаривают особо случаи поломок, которые не являются гарантийными. Всегда тщательно читайте документацию и посмотрите в интернете отзывы о моделях и производителях оборудования. Это поможет правильному выбору. Не жалейте денег на качественный сервис и обучение персонала.

По перегрузочным способностям

В первом приближении, мощность частотного преобразователя нужно выбирать на 10-15% больше мощности двигателя. Ток преобразователя должен быть больше номинального тока двигателя и чуть больше тока возможных перегрузок.

В описании на конкретный механизм обычно указывают токи перегрузок и длительность их протекания. Читайте документацию! Это вас развлечет, и возможно, обезопасит от поломок оборудования в будущем. Если для привода характерны еще и ударные (пиковые) нагрузки (нагрузки в течении 2-3 сек), то необходимо выбрать преобразователь по пиковому току. Опять возьмите запас 10%.

 

Популярные товары

Шины медные плетеные

Шины изолированные гибкие и твердые

Шинодержатели

Изоляторы

Индикаторы наличия напряжения

Принцип работы частотного преобразователя и критерии выбора

Неотъемлемой частью конструкций современных электродвигателей являются частотные преобразователи. Эти устройства позволяют получать «на выходе» частоту переменного тока, соответствующую заданному диапазону.

Преобразователи востребованы во всех сферах жизнедеятельности, связанных с электрической энергией. Результатом их действия становится стабильная работа сложных приводных механизмов без задействования традиционной регулирующей аппаратуры с минимизацией энергопотребления. При использовании таких устройств значительно повышается КПД используемого оборудования.

Сферы применения и преимущества использования

Рассматриваемые устройства обеспечивают плавное регулирование скорости электродвигателей. Этим и определяются области их использования, а именно:

• Вентиляционные системы.
• Приводные механизмы.
• Компрессоры.
• Дымососы.
• Конвейеры.
• Грузоподъемное оборудование.
• Деревообрабатывающее оборудование.

Современные модели отличаются расширенным перечнем функциональных возможностей. Это сохранение работоспособного состояния при нестабильном питании, исключение резонансных частот (продление срока эксплуатации), оптимальная работа в системе автоматического управления и возможность проведения идентификационного пуска, позволяющего настроить устройство под параметры обмоток вращающегося двигателя.

Подключение и настройка преобразователя частоты позволяет не только сгладить работу электродвигателя при его запуске и торможении, но и управлять целой группой двигателей (создание систем). Они значительно упрощают управление с повышением его надежности. Еще одно преимущество преобразователей — это возможность корректировки настроек в процессе работы.

Типы управления – особенности, достоинства

Существует два основных принципа управления частотных преобразователей для электродвигателей применимые во всех областях их использования, это:

• Скалярное. Оптимальный вариант для реализации управления более простыми механизмами. Выходное напряжение и выходная частота поддерживаются в постоянном соотношении (неизменно отношение максимального момента двигателя к текущему моменту нагрузки) – перегрузочная способность электродвигателя. Диапазон регулирования 1 : 40.
• Векторное. Осуществление контроля над тремя параметрами: выходное напряжение, выходная частота, фаза. Регулирование скорости и момента на валу электродвигателя производится независимо на основе данных величины и угла пространственного вектора. Работа при частотах близких к нулю. Диапазон регулирования 1 : 1000 (гарантированная высокая точность).

Многофункциональность таких устройств значительно облегчает многие процессы. Лучше всего выбрать частотный преобразователь со встроенным логическим контроллером и возможностью подключения дополнительной платы для расширения входов/выходов.

Принцип работы устройства

В основе работы данного устройства лежит принцип двойного преобразования напряжения, подающегося на вход. Конструкция представлена силовым механизмом на базе тиристоров/транзисторов и управляющего механизма (микропроцессор).

Обязательно последовательное исполнение 3 этапов:

• Выпрямление с помощью диодного блока.
• Фильтрация через конденсаторы.
• Инвертирование. Изменение характеристик тока с целью его преобразования из постоянного в переменный, и последующей возможности регулирования скорости вращения ротора двигателя.

В процессе преобразования принимает участие и сам двигатель, его индуктивность также влияет на кривую (сглаживание).

Схема подключения частотного преобразователя

Как сделать правильный выбор?

Современный рынок электротехнических устройств отличается широким ассортиментом, что значительно усложняет процесс подбора необходимого оборудования. В процессе приобретения обязательно учитываются следующие критерии:

• Мощность. При расчете учитывается мощность двигателя и его перегрузочная способность. Предпочтение отдается моделям с наиболее широким диапазоном мощностей.
• Функциональность.
• Напряжение питающей сети. Два варианта: однофазная сеть 220-240 В и промышленная сеть 380 В.
• Система охлаждения. Воздушное (радиаторы на поверхности задней стенки) или жидкостное охлаждение.
• Тип двигателя (синхронный/асинхронный, низковольтный/высоковольтный).
• Способ управления (пульт, входы управления, контроллер, ПК).
• Безопасность и защита (система ограничения тока при пуске, продолжительной работе/остановке, защита от перепадов напряжения и перегрева).

Каждый параметр определяется в индивидуальном порядке. Внимание обращается и на габаритные размеры устройства, а также материал его изготовления и герметичность корпуса. Частотные преобразователи в каталоге нашей компании представлены по максимально выгодным ценам.

Мы предлагаем своим клиентам качественную продукцию от ведущих производителей. Для того чтобы получить профессиональную консультацию и заказать промышленную технику звоните по телефонам: +375 (17) 513-99-91 или +375 (17) 513-99-93. Наши специалисты ответят на все вопросы и помогут сделать правильный выбор!

Виды и принцип работы частотных преобразователей

Частотный преобразователь является устройством, которое выполняет функцию по преобразованию переменного тока с одной частотой в ток иной частоты.Современные преобразователи сделаны по схеме двойного преобразования. Микропроцессор предназначен для отслеживания системы, с его помощью проводиться диагностика аппаратуры, распределяется мощность, корректируется работа.

Разновидности частотных преобразователей

Они бывают двух классов – с непрерывной связью и с промежуточным звеном. Каждый имеет плюсы и минусы, поэтому задумав купить частотный преобразователь, сначала выясните, подходит ли его класс для подконтрольной системы электрического привода.

Устройства с непрерывной связью оснащены управляемым выпрямителем, который выполняет функцию электрического модуля. Работа в этом случае проводится благодаря поочередному отпиранию тиристоров и подключению обмоток электрического привода к сети.

Частота выходного напряжения будет всегда меньшей от частоты, которая питает сеть. Это обуславливается небольшим диапазоном управления частотой вращения электропривода.

Эти виды устройств практически невозможно применять к двигателям, выполненным по современным технологиям.

Чем отличаются устройства с промежуточным звеном?

Эти частотные преобразователи наиболее распространены, подразумевают технологию двойного преобразования электрической энергии. Благодаря специальному выпрямителю происходит выпрямление, сглаживание и фильтрование входного переменного тока. Инвертор позволяет переходить постоянному току в переменный, который наделен изменяемой частотой и амплитудой.

Купить частотный преобразователь – отличное решение, ведь он является энергосберегающим устройством, выбрать подходящий исходя из конкретного случая можно на нашем сайте. На устройства предоставляется гарантия, а качество порадует любого покупателя.

риемлемые цены, а качество порадует любого покупателя. Ознакомиться подробно с понравившимся товаром помогут предоставленные на сайте технические характеристики и краткое описание.

Принцип работы частотного преобразователя

Частотные преобразователи – это инверторы, которые имеют двойное преобразование напряжения. Принцип работы этого устройства достаточно простой.

• Первый этап. Сначала сетевое напряжение, которое равняется 220 или 380 В выпрямляется с помощью входного диодного моста, после этого происходит его сглаживание. Следующий этап – это фильтрация, которая производится с участием конденсаторов. На этом и заканчивается первая часть изменения.
• В ходе следующего этапа из постоянного напряжения формируется ШИП последовательность, которая имеет конкретную частоту и скважность. Происходит это с помощью микросхем управления, в преобразовании также участвуют мостовые IGBT, называемые выходными ключами.
• Третий этап – это выход частотного преобразователя, на котором и выдаются пачки импульсов, которые имеют прямоугольную форму. Здесь они интегрируются и наконец-то и превращаются в напряжение, которое близко к синусоиде.

Благодаря частотным преобразователям можно контролировать частоту напряжения питания трех фаз, которое регулируется двигателем в районе от нуля до 400 Гц. Двигатель разгоняется и тормозит плавно, при необходимости применяется даже линейный закон от времени. Также такой преобразователь осуществляет реверс двигателя. Только представьте, если разогнать преобразователь, он может увеличить до ста пятидесяти процентов моменты динамические и пусковые.

Например, частотники Siemens созданы с настраиваемой электронной самозащитой, также здесь есть защита двигателей, которая способна уберечь от перегрузки по току, также защищается от перегрева и утечек. Частотные преобразователи помогают отслеживать выходной сигнал, для этого здесь есть цифровой индикатор. Сигнал этот уведомляет о заданном значении системы.

Также, важно отметить, что в зависимости от того, какой используется вид нагрузки – формируется необходимые вольт-частотные выходные характеристики.

А, например, в таких преобразователях, как Hyundai и вовсе существует векторное управления, которое может работать с полным моментом двигателя даже при нулевых частотах, также такие преобразователи поддерживают оптимальную скорость, даже если нагрузка переменная, и даже без датчиков обратной связи. Они точно контролируют момент на валу двигателя.

Частотные преобразователи используются в различных областях, так на их базе реализовываются системы регулирования скорости различных объектов, таких, как:

• насосы как холодной, так и горячей воды;
• питатели и дозаторы;
• мешалки, мельницы, дробилки;
• лифтовое оборудование;
• оборудование, предназначенное для прокатных станков;
• крановое и экскаваторное оборудование;
• механизмы высокооборотные и системы.

Такие системы могут быть с любыми функциями, реализовать их можно за счет встроенных программируемых контролеров или же за счет дополнительных контролеров. И те и другие работают вместе с преобразователями.

Особый эффект дает использование частотных преобразователей для того, чтобы регулировать производительность насосных агрегатов.

Преимущества использования частотных преобразователей

Частотные преобразователи имеют множество преимуществ, ведь в них сочетаются уникальные качества, наряду с тем, что они надежны, имеют невысокую цену и высокий технический уровень.

• Первое преимущество заключается в том, что на базе таких преобразователей создаются гибкие системы электропривода, также с помощью них регулируются технологические параметры.
• Второе преимущество в том, что преобразователи можно встраивать в системы, которые уже существуют, при этом не нужно даже останавливать технологический процесс. К тому же, они легко приспосабливаются и модифицируются.
• Третий важный аспект заключается в том, что преобразователи имеют широкий диапазон мощностей, благодаря разным вариантам систем управления можно подобрать решения для множества задач управления.
• Еще одно важное преимущество в том, что благодаря этим преобразователям происходит экономия электроэнергии. Подсчитано, что в среднем эта экономия составляет от 50 до 79 процентов мощности.

Помимо уже перечисленных положительных сторон использования преобразователей, так же стоит отметить, что преобразователи способны повысить срок жизни двигателя с помощью того, что они ограничивают пуск тока на уровне номинального значения. Таким преимуществом обладают многие преобразователи, в частности и Toshiba.

Действующие технологические агрегаты можно модернизировать, не заменяя при этом насосное оборудование, и даже практически не нарушая его работу. На это способны и преобразователи частоты Веспер.

У преобразователей стандартный интерфейс, также здесь стандартные сигналы на выходе и на входе, все это для того, чтобы можно было включать их внешними управляющими системами, которые имеют более высокий уровень. Это также необходимо для того, чтобы подключать устройства, которые имеют дистанционное управление.

Частотные преобразователи

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

устройство и принцип работы прибора

Данное устройство, как частотный преобразователь является сложным, с его помощью осуществляется управление синхронным и асинхронным двигателем переменного тока. Чтобы настроить преобразователь на необходимые параметры работы, нужны начальные знания инженерно-технического дела. Стоит обратить внимание на то, купить частотный преобразователь можно в специализированных магазинах, в том числе и у нас на сайте. Специалисты компании «Русэлт» помогут подобрать модель данного устройства.

Частотный преобразователь и его устройство

Чаще устройство основано на схеме двойного преобразования. Данный прибор содержит:

• Постоянный ток и его звенья, состоящие из выпрямителя неуправляемого типа и защитных фильтров.
• Инвертор импульсный силового типа состоит из 6 ключей транзистора, подключается к соответственной обмотке агрегата.
• Налаженная систематизация преобразователя.

На первом этапе переменное напряжение электрической сети переходит в постоянное. Далее перейдя в инвертор, происходит преобразование в 3-х фазную переменную величину, необходимой амплитуды и величины.

Принцип действия устройства

Для детального описания принципа работы частотного преобразователя базировать его возможно на работе двигателя АИР, в котором частотность вращения магнитного поля прямо пропорционально зависимо от частоты напряжения источника электропитания.

В современных моделях данного устройства на выходе частотность может варьироваться в различных диапазонах. Данный показатель может быть на порядок ниже или выше частотности сети электропитания.

Выгодно купить частотный преобразователь

Если вы решили купить частотный преобразователь, то стоит быть внимательным: чем сложнее среда и условия эксплуатации, тем более требовательным нужно быть. Таким образом, ваша покупка сможет эффективно создавать алгоритмы в системе управления, а главное – продлить срок службы двигателю и рядом установленных деталей.

В случае сложности выбора подходящего устройства, необходимо воспользоваться помощью сотрудников магазина.

его устройство и принцип действия

Электрические двигатели используются повсеместно, они задействованы во множестве технологических процессов на целом ряде производств. При этом для работы разных электродвигателей требуется ток разной частоты. Именно эта функция возложена на преобразователь частоты. Он управляет скоростью вращения вала асинхронного двигателя, изменяя частоту подаваемого электрического тока. Такое контролируемое изменение скорости вращения не только позволяет осуществлять всевозможные технологические процессы, но и создает условия для полной машинной автоматизации, а также приводит к экономии электроэнергии. Весьма существенной особенностью является то, что преобразователь частоты позволяет добиться согласованного или распределенного движения сразу нескольких электродвигателей.

Частотный преобразователь может найти применение практически в любой отрасли промышленности или строительства. Он нужен для управления электродвигателями в системах вентиляции, установках компрессорного и поршневого типа, насосных системах и т.п. В городском хозяйстве преобразователь частоты используется для работы эскалаторов и лифтов. На строительных площадках он может быть использован в качестве источника тока заданной частоты для управления бетономешалками, экструдерами, дробилками, крановым оборудованием и др. На производстве в преобразователе частоты нуждаются многие обрабатывающие станки, конвейеры, упаковочные машины, складское оборудование. Даже в сельском хозяйстве изменение частоты электрического тока может понадобиться для работы сепараторов, мельниц, дробилок и центрифуг.

Основные параметры

При выборе преобразователя частоты в первую очередь стоит обратить внимание на входное напряжение. Оно может быть однофазным (220В) или трехфазным (380В). То же самое касается выходного напряжения. Следующая немаловажная характеристика, на которую стоит обратить внимание — это диапазон частот, измеряемый в герцах. Именно в этих пределах будет работать частотный преобразователь. Также не стоит забывать о том, что любой частотный преобразователь рассчитан на определенную мощность. Именно эта характеристика, измеряемая в киловаттах, определяет суммарную мощность электрооборудования, которое к данному преобразователю можно будет подключить.

Принцип работы

Основная суть работы частотного преобразователя заключается в том, что он из электрического тока одной частоты получает ток другой частоты. При этом напряжение и сила тока остаются прежними, а вот полученная частота может существенно отличаться от классической сетевой в 50 Гц. В зависимости от выбранной модели частотный преобразователь может генерировать ток с частотой от 0,5 до нескольких сотен герц.

Конструкция

Классический преобразователь частоты имеет конструкцию, состоящую из нескольких элементов, наиболее значимыми из которых являются выпрямитель и инвертор. Итак, входное напряжение поступает на выпрямитель, который представляет собой набор полупроводниковых элементов (как правило, это тиристоры). Здесь напряжение питающей сети преобразуется в ток с заданными параметрами. После этого ток поступает на входной дроссель, который играет роль фильтра от высокочастотных помех и сглаживает кривую тока. В итоге ток попадает на инвертор, где уже создается электрическое напряжение с заданной симметрией.

Особо стоит отметить такую разновидность частотно-пускового оборудования как устройство плавного пуска. Не секрет, что в момент запуска двигателя пусковой ток и крутящий момент могут в несколько раз превышать номинальные значения. А это уже чревато перегревом обмоток и даже выходом из строя механической части электродвигателя. Удерживать параметры тока в заданных значениях позволит устройство плавного пуска. Оно обеспечит плавный разгон и остановку двигателя, а в процессе работы создаст правильное соотношение крутящего момента и текущей нагрузки. Более того, в насосных и поршневых системах устройство плавного пуска позволит избежать гидравлических ударов в момент запуска и остановки оборудования.

Что такое преобразователь частоты? Как это работает?

Работа с переменной частотой в виде генератора переменного тока существует с момента появления асинхронного двигателя. Измените скорость вращения генератора, и вы измените его выходную частоту. До появления высокоскоростных транзисторов это был один из немногих вариантов, доступных для изменения скорости двигателя, однако изменения частоты были ограничены, поскольку снижение скорости генератора приводило к снижению выходной частоты, но не напряжения. Мы увидим, почему это важно, чуть позже.В нашей отрасли насосы с регулируемой скоростью в прошлом были намного сложнее, чем сегодня. Один из более простых методов заключался в использовании многополюсного двигателя, намотанного таким образом, чтобы переключатель (или переключатели) мог изменять количество полюсов статора, которые были активными в любой момент времени. Скорость вращения можно было изменять вручную или с помощью датчика, подключенного к переключателям. Этот метод до сих пор используется во многих насосных системах с переменным расходом. Примеры включают циркуляционные насосы горячей и охлажденной воды, насосы для бассейнов, вентиляторы и насосы градирни.В некоторых отечественных бустерных насосах использовались гидравлические приводы или системы ременного привода с переменным приводом (своего рода автоматическая трансмиссия) для изменения скорости насоса на основе обратной связи от напорного мембранного клапана. И несколько других были еще более сложными.

Судя по обручам, через которые нам приходилось преодолевать в прошлом, становится довольно очевидно, почему появление современного преобразователя частоты произвело революцию (еще один каламбур) в среде насосов с регулируемой скоростью. Все, что вам нужно сделать сегодня, это установить относительно простой электронный блок (который часто заменяет более сложное пусковое оборудование) на месте применения и, внезапно, вы можете вручную или автоматически изменить скорость насоса по своему желанию.

Итак, давайте взглянем на компоненты преобразователя частоты и посмотрим, как они на самом деле работают вместе, чтобы изменять частоту и, следовательно, скорость двигателя. Думаю, вы удивитесь простоте этого процесса. Все, что для этого потребовалось, — это созревание твердотельного устройства, известного как транзистор.

Преобразователь частоты Компоненты

Выпрямитель
Поскольку трудно изменить частоту синусоидальной волны переменного тока в режиме переменного тока, первая задача преобразователя частоты — преобразовать волну в постоянный ток.Как вы увидите немного позже, относительно легко управлять постоянным током, чтобы он выглядел как переменный ток. Первым компонентом всех преобразователей частоты является устройство, известное как выпрямитель или преобразователь, оно показано слева на рисунке ниже.

Схема выпрямителя преобразует переменный ток в постоянный и делает это во многом так же, как и в зарядном устройстве для аккумуляторов или в аппарате для дуговой сварки. Он использует диодный мост для ограничения распространения синусоидальной волны переменного тока только в одном направлении. В результате получается полностью выпрямленная форма волны переменного тока, которая интерпретируется цепью постоянного тока как естественная форма волны постоянного тока.Трехфазные преобразователи частоты принимают три отдельные входные фазы переменного тока и преобразуют их в один выход постоянного тока. Большинство трехфазных преобразователей частоты также могут принимать однофазное питание (230 В или 460 В), но, поскольку есть только две входящие ветви, мощность преобразователя частоты (HP) должна быть снижена, поскольку производимый постоянный ток уменьшается пропорционально. С другой стороны, настоящие однофазные преобразователи частоты (те, которые управляют однофазными двигателями) используют однофазный вход и вырабатывают выход постоянного тока, который пропорционален входу.

Есть две причины, по которым трехфазные двигатели более популярны, чем их однофазные счетчики, когда речь идет о работе с регулируемой скоростью. Во-первых, они предлагают гораздо более широкий диапазон мощности. Но не менее важна их способность начать вращение самостоятельно. С другой стороны, однофазный двигатель часто требует некоторого вмешательства извне, чтобы начать вращение. В этом случае мы ограничимся рассмотрением трехфазных двигателей, используемых в трехфазных преобразователях частоты.

Шина постоянного тока
Второй компонент, известный как шина постоянного тока (показан в центре рисунка), не виден и не во всех преобразователях частоты, потому что он не вносит прямого вклада в работу с переменной частотой.Но он всегда будет там в виде высококачественных преобразователей частоты общего назначения (производимых специализированными производителями преобразователей частоты). Не вдаваясь в подробности, шина постоянного тока использует конденсаторы и катушку индуктивности для фильтрации «пульсаций» переменного напряжения от преобразованного постоянного тока до того, как оно попадет в секцию инвертора. Он также может включать фильтры, препятствующие гармоническим искажениям, которые могут возвращаться в источник питания, питающий преобразователь частоты. Преобразователи частоты более старых версий и некоторые преобразователи частоты для конкретных насосов требуют отдельных сетевых фильтров для выполнения этой задачи.

Инвертор
Справа от рисунка — «внутренности» преобразователя частоты. Инвертор использует три набора высокоскоростных переключающих транзисторов для создания «импульсов» постоянного тока, которые имитируют все три фазы синусоидальной волны переменного тока. Эти импульсы определяют не только напряжение волны, но и ее частоту. Термин инвертор или инверсия означает «реверсирование» и просто относится к движению вверх и вниз генерируемой формы волны. Современный инвертор с преобразователем частоты использует метод, известный как «широтно-импульсная модуляция» (ШИМ), для регулирования напряжения и частоты.Мы рассмотрим это более подробно, когда рассмотрим выход инвертора.

Еще один термин, с которым вы, вероятно, столкнулись при чтении литературы или рекламы по преобразователям частоты, — это «IGBT». IGBT относится к «биполярному транзистору с изолированным затвором», который является переключающим (или импульсным) компонентом инвертора. Транзистор (который заменил электрическую лампу) выполняет две функции в нашем электронном мире. Он может действовать как усилитель и увеличивать сигнал, как в радио или стереосистеме, или он может действовать как переключатель и просто включать и выключать сигнал.IGBT — это просто современная версия, которая обеспечивает более высокие скорости переключения (3000 — 16000 Гц) и пониженное тепловыделение. Более высокая скорость переключения приводит к повышению точности эмуляции волн переменного тока и снижению слышимого шума двигателя. Уменьшение выделяемого тепла означает меньшие радиаторы и, следовательно, меньшую площадь основания преобразователя частоты.

Выход инвертора
На рисунке справа показана форма сигнала, генерируемого инвертором преобразователя частоты ШИМ, в сравнении с формой синусоидального сигнала истинного переменного тока.Выход инвертора состоит из серии прямоугольных импульсов с фиксированной высотой и регулируемой шириной. В этом конкретном случае есть три набора импульсов — широкий набор в середине и узкий набор в начале и конце как положительной, так и отрицательной частей цикла переменного тока. Сумма площадей импульсов равна эффективному напряжению истинной волны переменного тока (мы обсудим эффективное напряжение через несколько минут). Если бы вы отрезали части импульсов выше (или ниже) истинной волны переменного тока и использовали их для заполнения пустых пространств под кривой, вы бы обнаружили, что они почти идеально совпадают.Таким образом, преобразователь частоты регулирует напряжение, подаваемое на двигатель.

Сумма ширины импульсов и пустых промежутков между ними определяет частоту волны (отсюда ШИМ или широтно-импульсная модуляция), воспринимаемой двигателем. Если бы импульс был непрерывным (то есть без пробелов), частота все равно была бы правильной, но напряжение было бы намного больше, чем у истинной синусоидальной волны переменного тока. В зависимости от желаемого напряжения и частоты преобразователь частоты будет изменять высоту и ширину импульса, а также ширину пустых промежутков между ними.Хотя внутренние компоненты, обеспечивающие это, относительно сложны, результат элегантно прост!

Теперь некоторые из вас, вероятно, задаются вопросом, как этот «поддельный» переменный ток (на самом деле постоянный ток) может управлять асинхронным двигателем переменного тока. В конце концов, разве не требуется переменный ток, чтобы «вызвать» ток и соответствующее ему магнитное поле в роторе двигателя? Что ж, переменный ток вызывает индукцию естественным образом, потому что он постоянно меняет направление. DC, с другой стороны, этого не делает, потому что обычно он неподвижен после активации цепи.Но постоянный ток может индуцировать ток, если его включать и выключать. Для тех из вас, кто достаточно взрослый, чтобы помнить, автомобильные системы зажигания (до появления твердотельного зажигания) имели набор точек в распределителе. Назначение точек было «импульсное» питание от батареи в катушку (трансформатор). Это вызвало заряд в катушке, который затем увеличил напряжение до уровня, при котором свечи зажигания могли загореться. Широкие импульсы постоянного тока, показанные на предыдущем рисунке, на самом деле состоят из сотен отдельных импульсов, и именно это включение и выключение выхода инвертора позволяет возникать индукции через постоянный ток.

Эффективное напряжение
Мощность переменного тока — довольно сложная величина, и неудивительно, что Эдисон почти выиграл битву за то, чтобы сделать постоянный ток стандартом в США. К счастью, для нас все сложности были объяснены, и все, что нам нужно сделать, это следовать правилам, изложенным до нас.

Одним из атрибутов, делающих переменный ток сложным, является то, что он непрерывно изменяет напряжение, переходя от нуля к некоторому максимальному положительному напряжению, затем обратно к нулю, затем к некоторому максимальному отрицательному напряжению и затем снова обратно к нулю.Как определить действительное напряжение, приложенное к цепи? На рисунке слева изображена синусоида 60 Гц, 120 В. Обратите внимание, однако, что его пиковое напряжение составляет 170 В. Как мы можем назвать это волной 120 В, если ее фактическое напряжение составляет 170 В? В течение одного цикла он начинается с 0 В и повышается до 170 В, затем снова падает до 0. Он продолжает падать до –170, а затем снова повышается до 0. Оказывается, площадь зеленого прямоугольника, верхняя граница которого находится на уровне 120 В, равна сумме площадей под положительной и отрицательной частями кривой.Может ли тогда 120 В быть средним? Что ж, если бы вы усреднили все значения напряжения в каждой точке цикла, результат был бы примерно 108 В, так что это не должно быть ответом. Почему тогда значение, измеренное VOM, составляет 120 В? Это связано с тем, что мы называем «эффективным напряжением».

Если бы вы измерили тепло, выделяемое постоянным током, протекающим через сопротивление, вы бы обнаружили, что оно больше, чем тепло, производимое эквивалентным переменным током. Это связано с тем, что переменный ток не поддерживает постоянное значение в течение всего цикла.Если вы проделали это в лаборатории в контролируемых условиях и обнаружили, что определенный постоянный ток вызывает повышение температуры на 100 градусов, его эквивалент по переменному току приведет к увеличению на 70,7 градуса или всего 70,7% от значения постоянного тока. Следовательно, эффективное значение переменного тока составляет 70,7% от постоянного. Также оказывается, что действующее значение переменного напряжения равно квадратному корню из суммы квадратов напряжения на первой половине кривой. Если пиковое напряжение равно 1, и вы должны были измерить каждое из отдельных напряжений от 0 до 180 градусов, эффективное напряжение будет равно 0.707 пикового напряжения. 0,707 пикового напряжения 170, показанного на рисунке, равно 120 В. Это эффективное напряжение также известно как среднеквадратическое или среднеквадратичное напряжение. Отсюда следует, что пиковое напряжение всегда будет в 1,414 пикового значения от эффективного напряжения. Ток 230 В переменного тока имеет пиковое напряжение 325 В, а 460 — пиковое напряжение 650 В. Эффект пикового напряжения мы увидим немного позже.

Что ж, я, вероятно, говорил об этом дольше, чем необходимо, но я хотел, чтобы вы получили представление об эффективном напряжении, чтобы вы поняли иллюстрацию ниже.В дополнение к изменению частоты преобразователь частоты также должен изменять напряжение, даже если напряжение не имеет ничего общего со скоростью, с которой работает двигатель переменного тока.

На рисунке показаны две синусоидальные волны 460 В переменного тока. Красный — это кривая 60 Гц, а синий — 50 Гц. Оба имеют пиковое напряжение 650 В, но 50 Гц намного шире. Вы можете легко увидеть, что область под первой половиной (0–10 мс) кривой 50 Гц больше, чем площадь первой половины (0–8,3 мс) кривой 60 Гц.И, поскольку площадь под кривой пропорциональна эффективному напряжению, его эффективное напряжение выше. Это увеличение эффективного напряжения становится еще более значительным при уменьшении частоты. Если позволить двигателю 460 В работать при этих более высоких напряжениях, его срок службы может значительно сократиться. Следовательно, преобразователь частоты должен постоянно изменять «пиковое» напряжение относительно частоты, чтобы поддерживать постоянное эффективное напряжение. Чем ниже рабочая частота, тем ниже пиковое напряжение и наоборот.По этой причине двигатели 50 Гц, используемые в Европе и некоторых частях Канады, рассчитаны на напряжение 380 В. Видите ли, я говорил вам, что кондиционер может быть немного сложным!

Теперь вы должны иметь довольно хорошее представление о работе преобразователя частоты и о том, как он управляет скоростью двигателя. Большинство преобразователей частоты предлагают пользователю возможность устанавливать скорость двигателя вручную с помощью многопозиционного переключателя или клавиатуры или использовать датчики (давления, расхода, температуры, уровня и т. Д.) Для автоматизации процесса.

Преобразователь частоты — преобразователь частоты

ЧТО ТАКОЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ?

Преобразователь частоты, также известный как преобразователь частоты сети, представляет собой устройство, которое принимает входящую мощность, обычно 50 или 60 Гц, и преобразует ее в выходную мощность 400 Гц.Существуют разные типы преобразователей частоты сети, в частности, есть как вращательные преобразователи частоты, так и твердотельные преобразователи частоты. Вращающиеся преобразователи частоты используют электрическую энергию для привода двигателя. Твердотельные преобразователи частоты принимают входящий переменный ток (AC) и преобразуют его в постоянный ток (DC).

Для чего нужен преобразователь промышленной частоты для коммерческого использования?

Стандартным источником питания для коммерческих сетей является переменный ток (AC).Под переменным током понимается количество циклов в секунду («герц» или Гц), при которых мощность колеблется, положительно и отрицательно, вокруг нейтральной точки отсчета. В мире существует два стандарта: 50 и 60 герц. 50 Гц распространен в Европе, Азии и Африке, а 60 Гц является стандартом в большей части Северной Америки и некоторых других странах (Бразилия, Саудовская Аравия, Южная Корея) по всему миру.

У одной частоты нет неотъемлемого преимущества перед другой. Но могут быть и существенные минусы.Проблемы возникают, когда запитываемая нагрузка чувствительна к входной частоте питания. Например, двигатели вращаются с частотой, кратной частоте сети. Таким образом, двигатель 60 Гц будет вращаться со скоростью 1800 или 3600 об / мин. Однако при подаче питания 50 Гц частота вращения составляет 1500 или 3000 об / мин. Машины, как правило, чувствительны к скорости, поэтому мощность их работы должна соответствовать предполагаемой расчетной скорости вращения. Таким образом, для типичного европейского оборудования требуется входная частота 50 Гц, а если он работает в Соединенных Штатах, требуется преобразователь частоты 60–50 Гц для преобразования имеющейся мощности 60 Гц в 50 Гц.То же самое относится и к преобразованию мощности 50 Гц в 60 Гц. Хотя для преобразователей частоты существуют стандартные номиналы мощности и мощности, наши преобразователи работают в диапазоне напряжений от 100 В до 600 В. Чаще всего указываются напряжения 110 В, 120 В, 200 В, 220 В, 230 В, 240 В, 380 В, 400 В и 480 В. Поскольку наши стандартные и нестандартные конструкции могут удовлетворить ряд требований энергосистем, Georator является вашим поставщиком преобразователей частоты в напряжение.

ПОЧЕМУ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ТАК ДОЛЖЕН?

Многие клиенты испытывают «шок от наклеек», когда смотрят на преобразователь частоты.Не имеет большого значения, является ли преобразователь промышленной частоты вращающимся блоком (мотор-генераторная установка) или твердотельным (электронным) блоком. И действительно, разброс цен между поставщиками на удивление невелик.

Так что же делает преобразователи частоты такими дорогими? Что ж, это закон. В частности, законы физики.

В отличие от преобразования напряжения, для которого требуется только довольно пассивный трансформатор, преобразователь частоты должен полностью переделывать мощность, чтобы изменить частоту. Во вращающемся преобразователе поступающая электрическая энергия преобразуется в механическую энергию в приводном двигателе.Эта мощность вращения затем питает генератор, где энергия вращения снова преобразуется в электрическую мощность. Много движущихся частей, много оборудования, много затрат.

Аналогичным образом твердотельный преобразователь частоты преобразует поступающую мощность переменного тока в постоянный ток с помощью выпрямителя. Затем энергия постоянного тока снова преобразуется в мощность переменного тока с помощью секции инвертора. Опять же, много запчастей, много затрат.

Одним из положительных преимуществ преобразователей частоты любого типа является то, что любое желаемое преобразование напряжения происходит «бесплатно» как часть процесса преобразования частоты.К сожалению, это часто не утешает наших клиентов.

Извините, это просто закон.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНО НУЖЕН ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ?

Когда потенциальные клиенты сталкиваются с необходимостью покупки преобразователя частоты, нашего или наших конкурентов, они часто считают, что его стоимость является серьезным препятствием. Им действительно нужен преобразователь частоты? Что ж, ответ заключается в том, какой тип нагрузки обслуживается.

Приложения с нагрузкой на двигатели часто нуждаются в преобразователе промышленной частоты, поскольку характеристики вращения, в частности число оборотов в минуту (об / мин), напрямую зависят от входной частоты электричества.Двигатель с частотой 60 Гц будет вращаться со скоростью, кратной 60, например, 1800 об / мин. Одновременно двигатель с частотой 50 Гц будет вращаться с частотой, кратной 50, например 1500 об / мин. Таким образом, при работе с нагрузкой двигателя, особенно в машине с несколькими двигателями, может оказаться необходимым использование преобразователя частоты, чтобы двигатели вращались в соответствии с исходной конструкцией вращения.

Однако резистивные нагрузки, такие как резистивные нагреватели и некоторые источники света, не заботятся о частоте входящей мощности. Таким образом, если нагрузка является неустойчивой, преобразование частоты может не потребоваться.Единственное предостережение — напряжение должно быть в нужном диапазоне. Даже если только большая часть нагрузки является резистивной, может оказаться более экономичным разделить нагрузку на части и запитать только частотно-зависимый компонент с преобразователем.

Также разумно рассмотреть возможность замены двигателя (ов) в нагрузке на правильную частоту, так как это может дать менее затратное решение, чем использование преобразователя частоты.

Инженеры

Georator готовы обсудить с вами эти вопросы; свяжитесь с нашей командой для получения помощи.Хотя мы ценим ваш бизнес, мы не хотим продавать вам то, что вам не нужно.

Функция преобразователя частоты и базовая.

Преобразователь частоты преобразует частоту переменного тока, то есть преобразует переменный ток 50 или 60 Гц в переменный ток любой желаемой частоты. Устройство также может изменять напряжение, если это необходимо.

Зачем нужен преобразователь частоты

Преобразователи частоты

используются для облегчения точного управления критическими процессами, такими как: система охлаждения (радиаторы, насосы), топливная система (бустер, нагреватели…), вентиляция (вентиляция машинного зала).Преобразователь частоты также является энергосберегающим и во многих случаях ограничителем шума.

Как работает преобразователь частоты:

Для изменения частоты переменного тока преобразователь частоты проходит двухступенчатое преобразование. Сначала он преобразует переменный ток в постоянный, затем, во-вторых, постоянный ток в переменный ток желаемой частоты.

Итак, преобразователь частоты имеет два рабочих набора: сначала схема выпрямителя преобразует переменный ток в постоянный ток, а затем схема инвертора с тиристорами / IGCT / IGBT преобразует постоянный ток в переменный ток с желаемой частотой.Изменение или сдвиг частоты происходит в ступени преобразователя.

Если требуется преобразование напряжения, трансформатор обычно включается в цепь входа или выхода переменного тока, и этот трансформатор может также обеспечивать гальваническую развязку между цепями входа и выхода переменного тока.
Батарея также может быть добавлена ​​в схему постоянного тока, чтобы улучшить работу преобразователя при кратковременных перебоях в подаче питания.

преобразователь частоты базовый Блок-схема преобразователя частоты

1. AC Напряжение сети -3 x 400… 500 В AC, 50/60 Гц.
2. Сетевой фильтр — Ограничивает электрические помехи в электросети общего пользования и улучшает электромагнитную совместимость
   устройства в отношении помех от электросети.
3. Выпрямитель — Преобразует трехфазное напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока.
4. Шина постоянного тока — Напряжение постоянного тока в режиме ожидания = √2 x линейное напряжение [В]
5. Конденсаторы шины постоянного тока — Сглаживает напряжение шины постоянного тока
6. Инвертор — Преобразует D.C. напряжение в переменное напряжение переменного тока с переменной частотой.
7. Напряжение двигателя — Переменное напряжение переменного тока, 0-95% напряжения питания.
   Переменная выходная частота: 0–700 Гц
8. Плата управления — Плата управления управляет преобразователем частоты. Он генерирует последовательность импульсов, которая используется для преобразования напряжения постоянного тока
   в переменное напряжение переменного тока с переменной частотой.

Принципиальная схема силовой части преобразователя

Блок-схема преобразователя частоты принципиальная схема преобразователя частоты

AS Блокировка пуска; EW Трансформатор замыкания на землю; Выпрямитель GL с тиристорной подзарядкой; SE Текущее обнаружение; Блок питания импульсный СНТ; WS Управление инвертором; Инвертор WR; Шина постоянного тока ZK Вариант устройства
; BC Тормозной прерыватель.
Принадлежности
BW Тормозной резистор; MF Моторный фильтр; Сетевой фильтр NF

Типичный IGBT — биполярный транзистор с изолированным затвором

Дополнительная литература

О преобразователях частоты

Нажмите здесь, чтобы найти производителей преобразователей частоты

Преобразователи частоты предназначены для изменения тока одной частоты на новую частоту. Например, типичный преобразователь частоты может обеспечивать выходной ток 50 Гц от входящего переменного тока 60 Гц.Приложения для таких устройств в основном предназначены для обеспечения надлежащего стандарта мощности для машины, поскольку переменный ток неправильной частоты может вызвать короткое замыкание и отказ системы в некоторых устройствах. Преобразователи частоты также используются в двигателях переменного тока, где они позволяют управлять скоростью и крутящим моментом. Изменяя частоту тока, подаваемого на двигатель переменного тока, они обеспечивают возможность изменения выходной мощности двигателя без необходимости использования червячных передач или других редукторов скорости.

Базовый преобразователь частоты не изменяет напряжение или количество фаз, хотя некоторые устройства могут быть предназначены для выполнения этих функций.Однако такие операции выходят за рамки преобразования частоты, которое имеет дело исключительно с входящей и исходящей частотой. Стандартные преобразователи частоты предназначены для преобразования переменного тока с частотой от 50 Гц до 60 Гц, от 60 Гц до 50 Гц или от 50 или 60 Гц до 400 Гц, и конструкции могут быть однофазными или трехфазными.

Двумя основными типами преобразователей частоты являются роторные и твердотельные, с твердотельными преобразователями, работающими электронно, и роторными преобразователями, работающими электромеханически.Эти устройства рассчитаны на входную и выходную мощность, а также частоту и могут быть разработаны для работы с минимальными количествами мощности при чрезвычайно высоком токе. Они часто соединяются с трансформаторами, чтобы обеспечить различное выходное напряжение, а также изменение частоты. Типичные преобразователи частоты используют набор полупроводников и диодов для достижения правильного изменения частоты. Эти устройства обычно применяются в оборудовании, требующем двигателей переменного тока с регулируемой скоростью, а также в системах, в которых требуется переменный ток другой частоты, чем от доступного источника.

Основные компоненты и их функции в преобразователе частоты

7 основных компонентов и их функции в преобразователе частоты

7.1 Выпрямитель — первый главный компонент преобразователя частоты

Согласно принципу работы преобразователя частоты, преобразователь частоты преобразует переменный ток в постоянный, а затем преобразует постоянный ток в переменный. На первом этапе частоту можно легко изменить в процессе преобразования постоянного тока в переменный, поэтому первым основным компонентом преобразователя частоты является выпрямитель.

Трехфазный выпрямитель

Принцип работы выпрямителя такой же, как и у зарядного устройства для преобразования переменного тока в постоянный. В выпрямителе используются диодные мосты, чтобы синусоидальная волна переменного тока распространялась в одном и том же направлении. В результате форма волны переменного тока полностью изменяется на форму волны постоянного тока, а частота переменного тока изменяется на частоту постоянного тока (значение = ноль). Как показано на рисунке выше, трехфазный преобразователь получает три независимых входных фазы переменного тока и преобразует их только в один выход постоянного тока.

Если трехфазный преобразователь частоты принимает только одну фазу на вход нейтрали, возьмите трехфазный вход 380 В, например, есть 3 набора входов фаза-нейтраль на 220 В, но принимает только фазу 220 В на нейтраль, так как две другие фазы на нейтральные входы отсутствуют, генерируемый постоянный ток пропорционально уменьшается. В результате выходная мощность трехфазного преобразователя уменьшится. С другой стороны, однофазный преобразователь частоты использует однофазный вход для выработки постоянного тока на выходе, который пропорционален входному сигналу.

Инвертор 7.2 IGBT — второй главный компонент преобразователя частоты

Инвертор

IGBT в основном используется для преобразования постоянного тока в переменный с регулируемой частотой. В современном преобразователе частоты используется технология, известная как «широтно-импульсная модуляция» (ШИМ) для регулирования напряжения и частоты. Инверторы IGBT генерируют «импульсы» постоянного тока через три набора высокоскоростных переключающих транзисторов, а три набора импульсов имитируют синусоидальные волны переменного тока. Причем эти импульсы определяют не только напряжение, но и частоту волны.

Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) — это силовое полупроводниковое устройство с тремя выводами, которое в основном используется в качестве электронного переключателя, который объединен в инвертор и используется для обеспечения высокой эффективности и быстрого переключения. Его можно использовать как усилитель и для увеличения сигнала, как в радио или стерео, или как переключатель для простого включения и выключения сигналов. IGBT может генерировать очень высокие скорости переключения до 16000 Гц, но с меньшим тепловыделением. Чем выше скорость переключения, тем выше точность моделирования волн переменного тока.Более низкий нагрев означает меньшие размеры радиаторов и преобразователь частоты, а также меньшую площадь основания для преобразователя частоты.

7.3 Фильтр мощности — третий основной компонент преобразователя частоты

Силовой фильтр — это схема волнового фильтра, состоящая из емкости, индуктивности и сопротивления. В преобразователе частоты фильтр может эффективно фильтровать определенную частоту, чтобы получить необходимую частоту, или исключить определенную частоту.

На входной стороне силового фильтра присутствует синфазная индуктивность.То есть две линии источника питания намотаны на сердечник в одном направлении. Если на линии питания присутствует синфазный сигнал, магнитное поле, создаваемое синфазной индуктивностью, будет складываться, поэтому будет большее сопротивление. Магнитное поле, создаваемое синфазной индуктивностью, уравновешивает друг друга, поэтому дифференциальный сигнал может проходить через синфазную индуктивность. Ток, протекающий через источник питания, в основном является дифференциальным, но шум может проявляться в виде дифференциального режима.Чтобы подавить шум дифференциального режима, необходимо использовать индукторы дифференциального режима или отдельные индукторы в каждой фазе.

7,4 Фильтр электромагнитных помех — четвертый основной компонент преобразователя частоты

Фильтр электромагнитных помех обычно представляет собой схему фильтра нижних частот, состоящую из последовательного реактора и шунтирующего конденсатора. Его функция в преобразователе частоты состоит в том, чтобы позволить частотному сигналу оборудования проникать в оборудование, когда оно работает нормально, но препятствовать высокочастотному сигналу помех.

Фильтр электромагнитных помех или фильтр электромагнитных помех — это электронное пассивное устройство, используемое для подавления проводящих помех в сигнальной или силовой линии. Большинство фильтров EMI состоят из компонентов для подавления дифференциальных синфазных помех.

Основная функция фильтра EMI — предотвращение электромагнитных помех, создаваемых электронным или электрическим оборудованием, а также предотвращение влияния помех питания на электронное оборудование. Даже если на источник питания серьезно влияют помехи от источника питания, они могут работать без помех.

Типичные фильтры электромагнитных помех обычно состоят из пассивных компонентов, включая конденсаторы и катушки индуктивности, которые соединены вместе, образуя LC-цепи.

Разделительный трансформатор 7,5 — основной компонент преобразователя частоты

Его функция изолирующего трансформатора заключается в уменьшении шума в преобразователе частоты и улучшении отношения сигнал / шум преобразователя частоты.

Изолирующий трансформатор

также является своего рода трансформатором, который используется для передачи электроэнергии от источника переменного тока к некоторому оборудованию или устройствам и изоляции нагрузочного оборудования от преобразователя частоты, как правило, по соображениям безопасности.Изолирующие трансформаторы обеспечивают изоляцию тока для предотвращения поражения электрическим током, подавления электрических помех в чувствительных устройствах или передачи энергии между двумя отключенными цепями. Трансформаторы, продаваемые для изоляции, обычно используют специальную изоляцию между первичной обмоткой и вторичной обмоткой и предусматривают, что они могут выдерживать высокое напряжение между обмотками

.

Изолирующие трансформаторы блокируют передачу составляющей постоянного тока в сигналах от одной цепи к другой, но позволяют проходить составляющим переменного тока в сигналах.Трансформаторы с соотношением между первичной и вторичной обмотками 1: 1 часто используются для защиты вторичных цепей и людей от поражения электрическим током между проводниками под напряжением и заземлением. Изолирующие трансформаторы соответствующей конструкции блокируют помехи, вызванные контурами заземления. Изолирующие трансформаторы с электростатическими экранами используются для источников питания чувствительного оборудования, такого как компьютеры, медицинские устройства или лабораторные приборы.

Изолирующий трансформатор предотвращает передачу составляющей постоянного тока из одной цепи в другую в сигнале, но позволяет пропускать составляющую переменного тока в сигнале.Трансформаторы с соотношением первичной и вторичной обмоток 1: 1 обычно используются для защиты вторичных цепей и людей от ударов. Правильно спроектированный изолирующий трансформатор может предотвратить помехи, вызванные цепью заземления. Изолирующие трансформаторы со статическим экранированием используются для питания чувствительного оборудования, такого как компьютеры, медицинское оборудование или лабораторные инструменты.

Подробнее статьи о преобразователе частоты

Руководство по эксплуатации преобразователя частоты

ГГц

Преобразователь частоты

ГГц — отличное решение для преобразования 50 Гц в 60 Гц в разных странах, также может преобразовывать 60 Гц в 50 Гц, помимо регулировки частоты, выходное напряжение можно изменять от 0-300 вольт для однофазного источника питания, 0-520 вольт для трехфазного питания.В этой статье показаны основные принципы работы статического преобразователя частоты GoHz. Вы можете легко настроить преобразователь, следуя этому руководству.

Панель управления однофазным преобразователем частоты

Панель управления преобразователем частоты

ГГц имеет 4 основных окна отображения: напряжение (В), частота (Гц), ток (А), мощность (Вт).
(1) «ЧАСТОТА» (Гц) отображает выходную частоту;
(2) «НАПРЯЖЕНИЕ» (В) отображает выходное напряжение;
(3) «ВЫХОДНОЙ АМПЕР» (A) отображает выходной ток;
(4) «ВЫХОДНАЯ ВАТТА» (Вт) отображает выходную мощность.

Этапы работы статического преобразователя частоты ГГц
1. Откройте переднюю дверцу преобразователя частоты ГГц, вы увидите входные и выходные клеммы машины, подключив ее в соответствии с маркировкой блоков клемм.
2. Выключите выходной выключатель.
3. Включите входной переключатель.
4. Нажать кнопку пуска — на панели зеленое «ВКЛ».

5. Регулировка напряжения : Выходное напряжение регулируется от 0 до 300 В (однофазное) и от 0 до 520 В (трехфазное).«VOLTAGE» на панели отображает выходное напряжение, отсчет слева направо, ручка с пометкой «VOLTAGE ADJ» используется для регулировки напряжения, желтая кнопка «LOW» на панели соответствует уровню высокого-низкого напряжения (0- 150 В — низкосортный, 0-300 В — высококлассный) переключатель. Если требуемое напряжение нагрузки выше 150 В, нажмите кнопку «LOW», увеличьте напряжение, регулируя ручку «VOLTAGE ADJ» по часовой стрелке, уменьшите напряжение против часовой стрелки; Если требуемое напряжение нагрузки ниже 150 В, нажмите желтую кнопку «НИЗКИЙ».
Для трехфазных преобразователей низкое напряжение 0–260 В, высокое напряжение 0–520 В.

6. Установка частоты : Измените частоту переключателем «FREQUENCY SET». Переключатель регулировки частоты имеет 4 значения, слева направо — сотни, десятки, единицы и десятичные разряды. PS: входная частота может быть 50 Гц или 60 Гц, выходная частота регулируется от 40 Гц до 120 Гц (обычно) или даже 400 Гц (укажите это при заказе, если ваше оборудование работает на частоте 400 Гц, в принципе преобразователь может работать на частоте 499 Гц).Максимум 9 Гц).

7. Проверьте параметры, отображаемые на панели преобразователя частоты: частота и напряжение соответствуют нагрузкам. Включите выходной переключатель, преобразователь частоты включен для работы, «ВЫХОДНОЙ АМПЕР» на панели — это выходной ток, «ВЫХОДНАЯ ВАТТА» — выходная мощность, панели выходного тока и панели питания будут отображать фактический ток и активный ток. мощность.

8. Красная кнопка «ВЫКЛ / СБРОС» на панели — это кнопка «Выкл.» И «Сброс». В случае аварийных сигналов преобразователя частоты нажмите эту кнопку для сброса или выключения.

Следующие две точки относятся только к трехфазным преобразователям частоты
Панель управления трехфазного преобразователя частоты

9. Кнопка «ВЫХОДНОЙ ТОК» на панели представляет собой трехфазный переключатель дисплея: переключение на «U», выходная частота, напряжение, ток, мощность на панели — фактические выходные параметры «U»; При переключении на «V» частота, напряжение, ток, мощность равны «V» фактическим выходным параметрам; При переключении на «Вт» частота, напряжение, ток, мощность равны фактическим выходным параметрам «Вт».

10. Откройте переднюю дверцу трехфазного преобразователя частоты, вы увидите входные и выходные клеммы преобразователя, в правом верхнем углу есть метки индикации фазного и линейного напряжения, а также его тумблер. Переключив его на «фазовое напряжение», отобразите одно из «U-N / V-N / W-N» и фазное напряжение на передней панели, отрегулировав переключатель трехфазного дисплея; При переключении его на «линейное напряжение» и трехфазном переключателе на «V» на передней панели отображается напряжение V-W, т. Е.линейное напряжение. (Примечание: при переключении на сетевое напряжение и трехфазном переключателе в положении «W» напряжение не отображается.)

Статья по теме: Калибровка преобразователя частоты GoHz

Покупка статического преобразователя частоты в Интернете, 1 кВА, 10 кВА, 100 кВА …

Преобразователь частоты

— обзор

VII.M Транзисторные усилители

В начале 1970-х годов была проведена достаточная исследовательская работа над микроволновыми транзисторами, чтобы ясно показать, что полевые транзисторы на основе GaAs открывают интригующие возможности в применениях в усилителях мощности, приемных усилителях и преобразователях частоты. .Производительность этого класса транзисторов является результатом высокой подвижности электронов элементов класса III – V в периодической таблице и способности проектировать геометрию транзистора, более близкую к планарной. Эти транзисторы имели менее строгие требования к пространству, чем эквивалентные биполярные блоки, и, как следствие, могли предложить лучшие высокочастотные характеристики для данной степени сложности производства.

Затем последовала разработка схем, и впервые активные микроволновые схемы были разработаны с использованием подхода к проектированию эквивалентных схем, который был достаточно подробным, чтобы точно прогнозировать производительность, и в то же время достаточно простым, чтобы подойти для прямых вычислений геометрия устройства.Схемы усилителя могут быть спроектированы так, чтобы покрывать 10% полосы пропускания, поэтому регулировка частоты в полевых условиях не требуется. Это явное преимущество перед применением планарных триодных ламп и диодных усилителей IMPATT. Усилитель мощностью 2 Вт и частотой 4 ГГц был разработан для замены планарного триодного усилителя во многих приложениях, за ним последовала версия с мощностью 5 Вт, которая дала возможность увеличить мощность более старых релейных систем с мощностью 2 Вт. Опыт эксплуатации усилителей мощности на полевых транзисторах с GaAs показал, что после короткого периода приработки отказы случаются редко, а производительность достаточно стабильна, поэтому плановое обслуживание не требуется.Это приводит к значительной экономической экономии для тех, кто владеет и эксплуатирует эти системы.

Низкий собственный шум GaAs FET-транзистора используется для увеличения чувствительности приемной части ретранслятора. Созданы усилители с коэффициентом шума 2 дБ, обеспечивающие улучшение чувствительности приемника как минимум в 2 раза. Чтобы получить наилучший коэффициент шума, длина и ширина затвора транзистора должны быть минимальными. Использование общего транзисторного малошумящего усилителя в прямоугольном волноводе с несколькими репитерами в тандеме обеспечивает низкий коэффициент шума для всех устройств при значительной экономии затрат.Обычный усилитель на входе приемника, если он не спроектирован так, чтобы иметь низкие характеристики интермодуляции, может привести к нежелательным межканальным перекрестным помехам в условиях сильного избирательного замирания. Следовательно, конструкции линейных усилителей иногда необходимы в приложениях низкого уровня на входе приемника.

В начале 1980-х дальнейшие разработки полупроводников продолжали оказывать влияние на возможности компонентов для микроволновых радиорелейных систем. Разработка полевого транзистора с двумя электродами затвора позволила разработать новую группу преобразователей частоты и схем управления усилением с достаточным усилением, чтобы замаскировать шум от последующих элементов схемы.Специальные легирующие составы, введение индия и улучшенная геометрия полупроводника привели к более высокой подвижности электронов, более близким расстояниям, более тонким проводникам и лучшему основанию. Возможность добавления элементов согласования схемы на полупроводниковом кристалле повысила характеристики СВЧ. Монолитные схемы с одним или несколькими каскадами на одном кристалле и устройства с высокой подвижностью электронов являются примерами этих улучшений. Разработчики схем смогли внедрить значимые программы компьютерного проектирования, которые позволяют более полную оценку схем и вариантов окружающей среды на стадии проектирования.

Типичные рабочие характеристики теперь включают уровни мощности до 100 Вт на низких микроволновых частотах (1 ГГц) и до 8 Вт на 18 ГГц. Полоса пропускания с относительно постоянным усилением была расширена до октавы или более. Усилители для цифровой модуляции квадратурной амплитудной модуляции имеют выходную мощность 4 Вт или более при насыщении, а также коэффициенты усиления и линейности, которые равны или превышают таковые у ЛБВ. Усилители с низким уровнем шума имеют коэффициент шума 1 дБ на частоте 1 ГГц, 1,3 дБ на частоте 6 ГГц и 3 дБ на частоте 20 ГГц.При охлаждении до 20 K возможны такие низкие показатели шума, как 0,1 дБ на 1 ГГц, 0,25 дБ на 6 ГГц и 0,9 дБ на 20 ГГц.