Частотник схема. Частотный преобразователь для асинхронного двигателя: схема и принцип работы

Как работает частотный преобразователь для асинхронного двигателя. Какие бывают схемы частотных преобразователей. Как правильно подключить и настроить частотник. Какие преимущества дает использование преобразователя частоты.

Принцип работы частотного преобразователя для асинхронного двигателя

Частотный преобразователь (ЧП) позволяет плавно регулировать скорость вращения асинхронного двигателя за счет изменения частоты и амплитуды питающего напряжения. Принцип его работы заключается в следующем:

1. Входное переменное напряжение выпрямляется и сглаживается.
2. Полученное постоянное напряжение преобразуется инвертором в трехфазное переменное напряжение регулируемой частоты.
3. Система управления формирует сигналы для инвертора, задавая требуемые параметры выходного напряжения.

За счет изменения частоты питающего напряжения можно плавно регулировать скорость вращения двигателя в широком диапазоне. При этом поддерживается оптимальное соотношение напряжение/частота для обеспечения номинального момента на валу.

Основные схемы частотных преобразователей

Существует несколько основных схем построения частотных преобразователей для асинхронных двигателей:

• С промежуточным звеном постоянного тока — наиболее распространенная схема.
• С непосредственной связью — без промежуточного выпрямления.
• Циклоконвертеры — для мощных низкооборотных приводов.

Рассмотрим подробнее схему с промежуточным звеном постоянного тока, как самую популярную:

Силовая часть:

• Входной выпрямитель
• Фильтр постоянного тока
• Инвертор на IGBT-транзисторах

Система управления:

• Микроконтроллер
• Драйверы IGBT
• Датчики тока и напряжения

Такая схема обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости и высокий КПД преобразования энергии.

Преимущества использования частотных преобразователей

Применение ЧП для управления асинхронными двигателями дает следующие преимущества:

• Плавный пуск и торможение двигателя
• Регулирование скорости в широком диапазоне
• Снижение пусковых токов
• Экономия электроэнергии
• Повышение ресурса оборудования
• Оптимизация технологических процессов

За счет этого частотные преобразователи широко применяются в промышленности и коммунальном хозяйстве для управления насосами, вентиляторами, конвейерами и другими механизмами.

Как правильно подключить и настроить частотный преобразователь

Для корректной работы частотного преобразователя с асинхронным двигателем необходимо:

1. Правильно подобрать мощность ЧП под конкретный двигатель.
2. Выполнить монтаж согласно схеме подключения.
3. Настроить параметры двигателя в преобразователе.
4. Задать требуемый закон управления (скалярный, векторный).
5. Настроить параметры разгона/торможения.
6. Выполнить пробный пуск и при необходимости скорректировать настройки.

При этом важно учитывать особенности конкретного механизма и технологического процесса. Правильная настройка обеспечит оптимальную работу электропривода.

Самодельный частотный преобразователь для асинхронного двигателя

Несмотря на доступность готовых промышленных частотников, некоторые радиолюбители предпочитают собирать преобразователи самостоятельно. Рассмотрим основные этапы изготовления самодельного ЧП:

1. Разработка принципиальной схемы на основе микроконтроллера и силовых ключей.
2. Подбор и закупка необходимых электронных компонентов.
3. Изготовление печатной платы для системы управления.
4. Сборка силовой части на радиаторе.
5. Программирование микроконтроллера.
6. Настройка и отладка работы преобразователя.

Самостоятельное изготовление требует определенных навыков, но позволяет получить недорогой частотник с нужными характеристиками.

Типовые неисправности частотных преобразователей

При эксплуатации частотных преобразователей могут возникать различные неисправности. Наиболее распространенные из них:

• Выход из строя силовых IGBT-транзисторов
• Пробой конденсаторов фильтра
• Неисправность системы управления
• Сбои в работе датчиков тока и напряжения
• Нарушение изоляции обмоток двигателя

Для диагностики неисправностей необходимо анализировать коды ошибок преобразователя и проводить инструментальные измерения. Своевременное техническое обслуживание позволяет предотвратить многие отказы.

Перспективы развития частотно-регулируемого привода

Технологии частотного управления асинхронными двигателями продолжают совершенствоваться. Основные направления развития:

• Повышение энергоэффективности преобразователей
• Улучшение алгоритмов векторного управления
• Интеграция с промышленным интернетом вещей
• Применение новых типов силовых полупроводников
• Разработка специализированных отраслевых решений

Это позволит расширить области применения частотно-регулируемого электропривода и повысить эффективность технологических процессов в различных отраслях.

Как подключить частотный преобразователь к электродвигателю — основные этапы

Частотный преобразователь — это высокотехнологичный прибор с широкими возможностями. Подключение частотного преобразователя помогает автоматизировать различные производственные процессы, получить существенную экономию электроэнергии и заметно продлить ресурс оборудования.

Микропроцессорная база и встроенные компьютерные технологии делают прибор очень гибким по функционалу. Выбор комбинаций огромен, но для начала частотный преобразователь необходимо правильно подключить и настроить.

Установка частотника

Ошибки при подключении двигателя через частотный преобразователь способны значительно снизить срок его жизни и даже вывести электропривод из строя при первом же запуске. Важным этапом ввода в эксплуатацию является выбор предполагаемого места установки преобразователя. Необходимо учитывать комплекс условий, в числе которых:

• Возможности питающей линии.
• Диапазон рабочих температур.
• Влажность.
• Вибрации.
• Наличие агрессивных сред (какой класс защиты IP требуется).

Частотник можно монтировать вдали от электродвигателя. Но есть нюансы с длиной кабеля. Чтобы избежать появления эффекта отраженной волны, перенапряжения и коронного заряда, длину питающего кабеля следует ограничить. При периоде ШИМ от 0,3 мс — не более 45 м, при ШИМ 0,1 мс — не более 16 м.

Если двигатель специально предназначен для работы совместно с преобразователем, то длина кабеля может быть любой. Например, двигатели, сертифицированные по стандарту NEMA Standart MG-1. Двигатель для ПЧ должен быть оснащен изоляцией класса F или выше, а также иметь фазовую изоляцию. Также, чтобы избежать нежелательных явлений при большой длине кабеля, можно установить сглаживающие реакторы и фильтры сразу после ПЧ и непосредственно перед электродвигателем.

Подключение частотного преобразователя к электродвигателю следует производить строго по инструкции производителя. Особенно внимательно нужно отнестись к подключению силовой части. Перед прибором необходимо установить автоматический выключатель, работающий с током ≥ номинальному потребляемому току электродвигателя. Входные клеммы должны быть подключены только к фазам питающей сети (заземление только к заземляющему контуру), а выходные клеммы — к питаемому электродвигателю. В компании «Веспер» разработаны наглядные схемы и даны подробные инструкции к каждой модели. Например, схема подключения частотного преобразователя «Веспер E4-8400»:

Сетевые технологии для управления

Настройка частотника и программирование режимов работы осуществляется непосредственно с панели управления, выносного пульта или, что наиболее удобно, с помощью компьютера. Операционное место может находиться за многие километры от ПЧ, для этого необходимо воспользоваться сетевыми технологиями.

Для совместной работы электродвигателя и системы автоматического управления используются различные протоколы передачи данных. Наибольшее распространение получил протокол связи Modbus с интерфейсом RS-485. Передача управляющего сигнала в линиях RS-485 осуществляется по проводу. Даже если сразу не требуется включать частотник в систему удаленного управления, на перспективу такой вариант подключения следует предусмотреть и заранее запланировать место, где удобнее проложить магистраль и подключиться к сети.

ПЧ — органы управления

Преобразователи «Веспер» оборудованы панелью с информационным ЖК-дисплеем и набором для управления и проведения пусконаладки. В зависимости от модели ПЧ, дисплеи могут отличаться количеством строчек. На дисплей прибора можно выводить данные о текущем состоянии параметров.

Для большего удобства и реализации более сложных систем управления через аналоговые и дискретные (релейные, транзисторные) выходы можно подключить выносной ДУ-пульт. А через линию интерфейсной связи — ПК (ноутбук или стационарный).

Ноутбук можно использовать в режиме осциллографа — для наблюдения за изменениями параметральных величин в реальном времени. В таком случае также необходимо заранее подготовить место с изолированной поверхностью и предусмотреть возможность работы ноутбука от батареи.

Настройка перед запуском

Частотные преобразователи — сложные компьютеризированные устройства со множеством функций и настроек. Чтобы облегчить и ускорить ввод прибора в эксплуатацию, на заводе уже проведены базовые настройки. При этом многие параметры «по умолчанию» могут быть оптимальными для решения поставленных задач.

В дополнение к базовым настройкам, преобразователи «Веспер» поддерживают функцию автонастройки — идентификационный пуск. В этом режиме ПЧ до запуска двигателя или уже у работающего двигателя автоматически определяет параметры обмоток.

Перед запуском также необходимо проверить и задать стартовый набор параметров:

• Характеристики управляемого двигателя — напряжение, мощность, рабочий диапазон частоты вращения (эти параметры можно посмотреть в технической документации или на шильдике двигателя).
• Канал задания — указать, из какого источника ПЧ следует брать задания (панель управления, дискретные/аналоговые выходы, удаленный интерфейс).
• Канал управления — указать, откуда будут поступать управляющие команды (запуск/остановка). В качестве управляющего канала можно выбрать: панель управления, дискретные/аналоговые выходы, удаленный интерфейс.
• Схема преобразования — если нет опыта, эту настройку лучше не менять, оставить по умолчанию.

Строго следуя инструкции и обладая базовыми знаниями, можно самостоятельно разобраться с тем, как подключить частотный преобразователь к электродвигателю. Но если нет желания или времени во все вникать — поручите это высококвалифицированным сотрудникам «Веспер». Они проведут пусконаладочные работы быстро и профессионально.

Видео

Вступительный фильм о типовых примерах применения преобразователей частоты Веспер. В видеоролике показаны преимущества использования частотно-регулируемого электропривода по отношению к другим типам приводов. Коротко представлена продукция нашей компании и география ее использования.

Подключение и настройка частотного преобразователя

Частотный преобразователь используется для изменения частоты напряжения, питающего трехфазный двигатель. Кроме того, частотник позволяет подключить трехфазный электрический двигатель к однофазной сети без потерь мощности. В случае, когда для этих целей применяются конденсаторы, последнее невыполнимо.

Подключение частотника предполагает размещение перед ним автоматического выключателя, работающего с током, равным номинальному (или ближайшему большему в ряду номинальных токов автоматов) потребляемому току двигателя. Если ПЧ адаптирован на работу от трехфазной сети, необходимо задействовать трехфазный автомат, имеющий общий рычаг. Такой подход позволяет в случае короткого замыкания одной из фаз оперативно обесточить и все остальные фазы. Характеристики тока срабатывания должны полностью соответствовать току одной фазы электрического двигателя. Если же частотник предназначен для однофазного питания, имеет смысл применить одинарный автомат, рассчитанный на утроенный ток одной фазы. В любом случае, установка частотника не должна осуществляется путем включения автоматов в разрыв нулевого или заземляющего провода. Здесь подключение выполняется только напрямую.

Далее настройка преобразователя частоты предусматривает присоединение его фазных проводов к соответствующим контактам электрического двигателя. Перед этим необходимо соединить в электродвигателе обмотки по схеме «треугольник» или «звезда». Конкретный тип соединения определяется характером напряжения, вырабатываемого непосредственно преобразователем частоты.

Как правило, на корпусе двигателя приведены два значения напряжения. В ситуации, когда вырабатываемому частотником напряжению соответствует меньшее из указанных, необходимо применить схему «треугольник». В противном случае обмотки соединяются по принципу «звезды».

Пульт управления, входящий в комплект поставки частотного преобразователя, располагают в удобном месте. Подключить его необходимо согласно схеме, приведенной в инструкции к ПЧ. Далее рукоятка устанавливается в нулевое положение и выполняется включение автомата. При этом на пульте загорается световой индикатор. Для работы  преобразователя необходимо нажать кнопку «RUN» (запрограммировано по умолчанию). Затем необходимо немного повернуть рукоятку, чтобы электродвигатель начал постепенное вращение. В случае, если двигатель вращается в противоположную сторону, нажимается кнопка реверса. Далее следует настроить рукояткой необходимую частоту вращения. Важно учесть, что на пультах многих частотников отображается не частота вращения электрического двигателя (об/мин), а частота питающего электродвигатель напряжения, выраженная в герцах.

Схема подключения частотного преобразователя

Если у Вас остались вопросы по подключению и настройке преобразователей, обращайтесь за помощью к нашим техническим специалистам. Также предлагаем ознакомиться с каталогом частотных преобразователей Siemens и Prostar.

Другие полезные материалы:
Как правильно подобрать электродвигатель
Редуктор от «А» до «Я»
Как выбрать мотор-редуктор
Общие сведения об устройствах плавного пуска
Схемы подключения УПП

РадиоКот :: Частотный преобразователь

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Защита и контроль >

Частотный преобразователь

Всем здравствуйте. Вот решил написать статейку про асинхронный привод и преобразователь частоты, который я изготавливал. Моему товарищу надо было крутить пилораму, и крутить хорошо. А сам я занимался импульсной электроникой и сразу предложил ему частотник. Да, можно было купить фирмовый преобразователь, и мне приходилось с ними сталкиваться, параметрировать, но захотелось своего, САМОДЕЛАШНОГО! Да и привод циркулярки к качеству регулирования скорости не критичен, только вот к ударным нагрузкам и к работе в перегрузе должен быть готов. Также максимально-простое управление с помощью пары кнопок и никаких там параметров.

 Основные достоинства частотнорегулируемого привода (может для кого-то повторюсь):

 Формируем из одной фазы 220В полноценные 3 фазы 220В со сдвигом 120 град., и имеем полный вращающий момент и мощность на валу.

 Увеличенный пусковой момент и плавный пуск без большого пускового тока

 Отсутствует замагничивание и лишний нагрев двигателя, как при использовании конденсаторов.

 Возможность легко регулировать скорость и направление, если необходимо.

 Вот какая схемка собралась:

 3-фазный мост на IGBT транзисторах c обратными диодами (использовал имеющиеся G4PH50UD) управляется через оптодрайвера HCPL 3120 (бутстрепная схема запитки) микроконтроллером PIC16F628A. На входе гасящий конденсатор для плавного заряда электролитов DC звена. Затем его шунтирует реле и на микроконтроллер одновременно приходит логический уровень готовности. Также имеется триггер токовой защиты от к.з. и сильной перегрузки двигателя. Управление осуществляют 2 кнопки и тумблер изменения направления вращения.

Силовая часть мною была собрана навесным монтажом. Плата контроллера отутюжина вот в таком виде: 

 

Параллельные резисторы по 270к на проходных затворных конденсаторах (забыл под них места нарисовать) припаял сзади платы, потом хотел заменить на смд но так и оставил.

 Есть внешний вид этой платы, когда уже спаивал:

 С другой стороны

 

Для питания управления был собран типовой импульсный обратноходовой (FLAYBACK) блок питания.

Его схема:

 Можно использовать любой блок питания на 24В, но стабилизированный и с запаздыванием пропадания выходного напряжения от момента пропажи сетевого на пару тройку секунд. Это необходимо чтобы привод успел отключиться по ошибке DC. Добивался установкой электролита С1 большей ёмкости. 

Теперь о самом главном…о програме микроконтроллера. Программирование простых моргалок для меня сложности не представляло, но тут надо было поднатужить мозги. Порыскав в нете, я не нашёл на то время подходящей информации. Мне предлагали поставить и специализированные контроллеры, например контроллер фирмы MOTOROLA MC3PHAC. Но хотелось, повторюсь, своего. Принялся детально разбираться с ШИМ модуляцией, как и когда нужно открыть какой транзистор… Открылись некие закономерности и вышел шаблон самой простой программы отработки задержек, с помощью которой можно выдать удовлетворительно синусовую ШИМ и регулировать напряжение. Считать ничего контроллер конечно не успевал, прерывания не давали что надо и поэтому я идею крутого обсчёта ШИМ на PIC16F628A сразу отбросил. В итоге получилась матрица констант, которую отрабатывал контроллер. Они задавали и частоту и напряжение. Возился честно скажу, долго. Пилорама уже во всю пилила конденсаторами, когда вышла первая версия прошивки. Проверял всю схему сначала на 180 ватном движке вентиляторе. Вот как выглядела «экспериментальная установка»:

 

 Первые эксперименты показали, что у этого проекта точно есть будущее.

 

Программа дорабатывалась и в итоге после раскрутки 4кВТ-ного движка её можно было собирать и идти на лесопилку.

Товарищ был приятно удивлён, хоть и с самого начала относился скептически. Я тоже был удивлён, т.к. проверилась защита от к.з. (случайно произошло в борно двигателя). Всё осталось живо. Двигатель на 1,5кВт 1440об/мин легко грыз брусы диском на 300мм. Шкивы один к одному. При ударах и сучках свет слегка пригасал, но двигатель не останавливался. Ещё пришлось сильно подтягивать ремень, т.к. скользил при сильной нагрузке. Потом поставили двойную передачу.

Сейчас ещё дорабатываю программу она станет еще лучше, алгоритм работы шим чуть сложнее, режимов больше, возможность раскручиваться выше номинала…а тут снизу та самая простая версия которая работает на пиле уже около года.

Её характеристики:

Выходная Частота: 2,5-50Гц, шаг 1,25Гц; Частота ШИМ синхронная, изменяющаяся. Диапазон примерно 1700-3300Гц.; Скалярный режим управления U/F, мощность двигателя до 4кВт.

Минимальная рабочая частота после однократного нажатия на кнопку ПУСК(RUN) — 10Гц.

При удержании кнопки RUN происходит разгон, при отпускании частота остаётся та, до которой успел разогнаться. Максимальная 50Гц- сигнализируется светодиодом. Время разгона около 2с.

Светодиод «готовность» сигнализирует о готовности к запуску привода. 

Реверс опрашивается в состоянии готовности.

Режимов торможения и регулирования частоты вниз нет, но они в данном случае и не нужны.

При нажатии Стоп или СБРОС происходит остановка выбегом.

На этом пока всё. Спасибо, кто дочитал до конца.

 

 

 

 

 

 

Файлы:
Программа ШИММ1.0r для PIC16F628(A)
Плата управления в SPLANe

Все вопросы в Форум.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Преобразователь частоты для асинхронного – схема

Асинхронный двигатель (машина) – это электрический двигатель, частота вращения которого не совпадает с частотой тока (ЭДС), прикладываемого к статору.

Рис. 1. Асинхронный двигатель

 

К преимуществам таких двигателей можно отнести их низкую стоимость, простоту изготовления и эксплуатации, а также возможность прямого включения (без регулирования или преобразования питающего тока). Есть у них и недостатки: высокие требования к пусковому току, сложная регулировка оборотов, низкий коэффициент мощности и др.

Здесь стоит отметить, что асинхронные двигатели рассчитаны на работу только с трехфазным напряжением, только в этом случае не требуются никакие преобразователи.

Однако, в быту часто требуется запитать асинхронный двигатель от обычной сети переменного тока с одной фазой, и именно здесь кроется основная проблема.

 

Необходимость использования частотного преобразователя

Есть несколько способов управления асинхронным двигателем, и один из них – регулировка частоты.

Изменяя частоту питающего тока, вы меняете частоту вращения двигателя, можете запустить его или наоборот – остановить.

В качестве преобразователя напряжения наибольшее распространение нашли инверторные схемы. Они обеспечивают широкий диапазон регулировки частот, обладают высоким КПД и другими отличными техническими характеристиками.

Схему работы инверторов можно изобразить следующим образом.

Рис. 2. Схема работы инверторов 

 

Однофазное переменное напряжение преобразуется в постоянное, подается в блок с импульсным инвертором, который формирует три независимых переменных напряжения (одинакового уровня, но со смещенной фазой) — ключа.

 

Схема инверторного преобразователя для асинхронного двигателя

Преобразователи можно приобрести в готовом виде, а можно изготовить своими руками.
Сложность проектирования и создания таких схем заключается в логике их работы. В настоящее время с приходом программируемых контроллеров Arduino и т.п. имеется возможность создавать сложные схемы с широким диапазоном регулировки частот всех трех питающих напряжений. Однако, для начала рассмотрим простые варианты.

Двигатель ДИД-0.5ТА (напряжение питания около 27 В, частота вращения – до 400 Гц) имеет небольшую мощность и широко применяется в системах автоматики. Чтобы привести его в движение и отрегулировать частоту вращения вала можно использовать следующую схему.

Рис. 3. Схема двигателя

 

По сути она представляет собой три разделенных генератора частоты (ключа) на базе логических элементов.

За регулировку отвечает резистор R2. Такая схема не подойдет для запуска асинхронных двигателей, работающих от трехфазного напряжения 380 В.

Для этих целей можно использовать адаптированную схему.

Рис. 4. Адаптированная схема

 

Здесь блоки выходных ключей A2 и А3 изображены схематично, так как полностью дублируют блок А1.

Программировать здесь ничего не нужно.

 

Более сложные реализации

Многие производители предлагают специальные контроллеры, на базе которых управление асинхронными двигателями существенно упрощается.

Один из таких вариантов – контроллер MC3PHAC.

Рекомендуемая производителем схема подключения.

Рис. 5. Схема подключения

 

Реализация платы частотного преобразователя может быть, например, такой.

Рис. 6. Реализация платы частотного преобразователя

 

Обмен данными по последовательному интерфейсу RS232 с персональным компьютером не обязателен. Схема может работать автономно.

Управляющие сигналы и процедуры инициализации можно уточнить в даташите производителя.

 

Еще один вариант с готовой прошивкой для микроконтроллера

Схема использовалась для питания трехфазного двигателя на пилораме (наверное, самый популярный способ использования трехфазных двигателей).

Рис. 7. Схема для питания трехфазного двигателя

 

Блок питания к ней.

Рис. 8. Схема блока питания

 

Вариант печатной платы.

Рис. 9. Печатная плата

 

Частота может регулироваться в диапазоне 2,5-50 Гц с шагом 1,25. ШИМ – 1700 – 3300 Гц. Мощность двигателя – не более 4 кВт.

После одиночного короткого нажатия на кнопку «пуск» подается пусковая частота – 10 Гц. А удерживание инициирует дальнейший разгон до 50 Гц (в течении приблизительно 2 секунд).

Прошивка для контроллера PIC16F628(A) здесь.

Автор: RadioRadar

Частотный преобразователь

27.05.2019

Частотный преобразователь напряжения — это электрический прибор, служащий для преобразования напряжения и частоты переменного тока в напряжение с заданной амплитудой и частотой. Он также способен преобразовывать постоянное напряжение в переменное с заданными характеристиками.

Частотные преобразователь Toshiba

Для чего нужен частотный преобразователь?

Этот вопрос задают множество людей, которым впервые понадобилось подключить трехфазный двигатель насоса или вентилятора. Конечно, любой электродвигатель можно напрямую подключить к сети переменного тока через соответствующую защитную аппаратуру (моторный автоматический выключатель или контактор с тепловым реле).

Насос водяной Канальный вентилятор

Рассмотрим процессы, происходящие в электродвигателе в момент прямого пуска с помощью автоматического выключателя или кнопки включения контактора на примере обычного трехфазного асинхронного двигателя.

На статорные обмотки электродвигателя подается переменное напряжение, которое генерирует соответствующее электромагнитное поле этих обмоток. Это поле, направленное в сторону ротора, в свою очередь заставляет генерироваться электрический ток в короткозамкнутых витках ротора. Затем ток в обмотках ротора генерирует ответное магнитное поле, которое и приводит к движению ротора относительно статора. Все эти процессы, возникающие в момент пуска, называются процессом намагничивания статора и ротора.

Асинхронный электрический двигатель

Трехфазный электродвигатель сам по себе не нужен: на его валу обязательно присутствует нагрузка (самая простая — в виде лопастей вентилятора). В ситуации с нагруженным конвейером всё сложнее.  Тем не менее, у этой нагрузки есть момент инерции – момент, который необходимо преодолеть двигателю для запуска вращения вала. Таким образом, все эти электромагнитные и механические силы в момент пуска напрямую соотносятся с обычным пусковым током двигателя. Как несложно догадаться, этот ток будет в несколько раз (2-7) больше номинального тока двигателя, который получится в установившемся режиме работы.

---

Скорость вращения электродвигателя или число оборотов в минуту

Скорость вращения вала как асинхронных, так и синхронных электродвигателей определяется частотой вращения магнитного поля статора. Магнитное поле вращается соответственно подаваемому на обмотки статора переменному току по трем фазам. Именно это «вращение» электрического тока в статоре приводит к вращающемуся магнитному полю и определяется по формуле:

n = (60 • f / p) • (1 — s)

где n – номинальное число оборотов вала асинхронного электродвигателя, p – число пар полюсов (см. на паспортной табличке), s – скольжение (разность скоростей поля ротора и поля статора), f – частота переменного тока (например, 50 Гц). Число пар полюсов статора зависит от конструкции катушек статора. Скольжение зависит от нагрузки на валу электродвигателя. Таким образом, подключив электродвигатель к сети переменного тока, мы получим вращение с постоянной скоростью.

Зачем нужно регулировать скорость и как это делается?

Заданное в паспортной табличке число оборотов двигателя на 1 минуту не всегда устраивает потребителя. Иногда скорость механизма хочется уменьшить, а давление в трубе наоборот поднять. Возникает потребность в изменении частоты вращения вала электродвигателя. Как видно из формулы выше, наиболее простой способ изменения частоты вращения вала электродвигателя –изменить частоту переменного тока f.

Шильдик электродвигателя EQPIII Toshiba

---

Принцип работы частотного преобразователя

Вот тут и приходит на помощь частотный преобразователь, иначе говоря ЧРП (частотно-регулируемый привод). Он, как говорилось в самом начале, позволяет задавать на своем выходе заданные в настройках амплитуду напряжения и частоту переменного тока.

Частота вы выходе может регулироваться в диапазоне 0.01 — 590 Гц если брать инверторы серии AS3 Toshiba. Для серии S15 Toshiba диапазон регулирования находится в пределах 0.01 — 500 Гц. Для серии nC3E Toshiba диапазон регулирования находится в пределах 0.01 — 400 Гц. Это объясняется функциональным назначением разных серий ПЧ.

Напряжение на выходе может изменяться в диапазоне от 0 В до напряжения питания ПЧ, т.е. текущего напряжения на входе частотного преобразователя. Это свойство можно использовать для получения нужного выходного напряжения и частоты, что ценно, например, для испытания стендового оборудования. Правда для этого придется использовать специальный выходной синусный фильтр, чтобы получить чистые синусоидальное напряжение и ток.

С частотой все понятно, но зачем нужно изменять напряжение?

Дело в том, что для поддержания определенного магнитного поля в обмотках статора требуется изменять не только частоту, но и напряжение. Получается, что частота должна соответствовать определенному напряжению. Этот называется законом скалярного управления U/f (V/f), где U или V — напряжение.

Также существует закон векторного регулирования. Векторное регулирование используется для оборудования, где требуется поддерживать необходимый крутящий момент на валу при низких скоростях электродвигателя, высокое быстродействие и точность регулирования частоты вращения. Векторное управление представляет собой математический аппарат в «мозге» частотного преобразователя, который позволяет точно определять угол поворота ротора по токам фаз двигателя.

Использование частотника позволяет убрать большой пусковой ток, достигая таким образом значительного экономического эффекта при частых пусках и остановках электродвигателя.

Схема частотного преобразователя

Ниже представлена типовая схема частотного преобразователя. Входное сетевое трехфазное или однофазное напряжение подается через опциональный входной фильтр на клеммы диодного моста. Неуправляемый диодный (или управляемый тиристорный) мост преобразует переменное напряжение сети в постоянное пульсирующее напряжение. Для фильтрации пульсаций служит звено постоянного тока из одного или нескольких конденсаторов C.

Схема преобразователя частоты

Напряжение в звене постоянного тока после выпрямления трехфазного напряжения будет равно согласно формуле: 380*1,35 = 513 В.

Дроссель DCL в звене постоянного тока позволяет дополнительно сгладить пульсации напряжения после диодного моста и выполняет функции снижения гармоник выпрямителя, инжектируемых в питающую сеть.

Транзисторы T1-T6 инвертора с помощью специального алгоритма системы управления генерируют на клеммы электродвигателя 3 пакета импульсов, разнесенных по трем фазам на 120 градусов во времени. Ни рисунке ниже показана только одна фаза: пачка выходных импульсов широтно-импульсной модуляции (ШИМ), проходя через обмотку электродвигателя, сгладится до формы, напоминающей синусоиду. Частота импульсов ШИМ (опорная частота) в промышленных преобразователях обычно составляет 3-4 кГц, но для ПЧ малой мощности может доходить до 16 кГц. Чем выше частоты ШИМ, тем будет меньше гармонических искажений «синусоиды» на выходе инвертора. Но при этом возрастают тепловые потери на силовых транзисторах, что уменьшает КПД. В ПЧ Toshiba величину частоты можно изменять, регулируя таким образом тепловые потери.

ШИМ инвертора

Выходное напряжение частотного преобразователя будет всегда ниже входного сетевого напряжения. Это связано с потерями в силовом модуле и алгоритме получения ШИМ импульсов.

Между частотным преобразователем и электродвигателем можно установить дополнительный фильтр, позволяющий значительно улучшить форму выходного напряжения после частотника. Это необходимо для того, чтобы импульсы ШИМ не разрушали изоляцию обмоток двигателя и не вызывали перенапряжения на конце длинного кабеля. Подробнее о выходных фильтрах.

Тормозной прерыватель (Brake Chopper)

На схеме частотного преобразователя можно заметить еще один транзисторный ключ T7. Его назначение — сброс энергии звена постоянного тока при значительном превышении напряжения на конденсаторах. Перенапряжение возникает в том случае, когда частота вращения вала электродвигателя превышает частоту тока на клеммах электродвигателя (например, при торможении). Это часто встречается на кранах или крупных вентиляторах, когда невозможно быстро затормозить вращение.

При наступления события превышения напряжения DC, этот транзисторный ключ T7 замыкается, передавая энергию звена постоянного тока на тормозной резистор. Конечно, резистор при этом может очень сильно нагреться и даже разрушится, но при этом не пострадает наиболее дорогое оборудование — частотный преобразователь.

Тормозной резистор является опциональным оборудованием и подключается к специальным клеммам преобразователя частоты.

КПД частотного преобразователя

Такие важные параметры как КПД частотника и производительность воздушного потока для его охлаждения можно посмотреть в соответствующем столбце следующей таблицы на примере серии VF-AS3 TOSHIBA.

Питающая сеть	Допустимая мощность двигателя (kW)	Типоразмер частотника	Размер корпуса	КПД	Мощность тепловыделения на радиаторе охлаждения (Вт) *1	Мощность тепловыделения передней части инвертора (Вт) *1	Требуемое значение потока воздушного охлаждения (м³/мин)	Площадь стенок закрытой стальной оболочки без вентиляции (м²)
3-фазы 380/480 В	0.75	VFAS3-4004PC	A1	0,89	56	26	0.32	1.13
	1.5	VFAS3-4007PC	A1	0,93	79	28	0.45	1.58
	2.2	VFAS3-4015PC	A1	0,94	100	30	0.57	2.00
	4.0	VFAS3-4022PC	A1	0,96	140	33	0.79	2.80
	5.5	VFAS3-4037PC	A1	0,96	192	37	1.09	3.83
	7.5	VFAS3-4055PC	A2	0,96	233	45	1.32	4.66
	11	VFAS3-4075PC	A2	0,97	323	53	1.84	6.47
	15	VFAS3-4110PC	A3	0,97	455	62	2.58	9.10
	18.5	VFAS3-4150PC	A3	0,97	557	70	3.16	11.14
	22	VFAS3-4185PC	A3	0,97	603	71	3.42	12.06
	30	VFAS3-4220PC	A4	0,97	770	94	4.37	15.40
	37	VFAS3-4300PC	A4	0,97	939	107	5.33	18.78
	45	VFAS3-4370PC	A4	0,97	1101	123	6.25	22.02
	55	VFAS3-4450PC	A5	0,98	1094	132	6.21	21.88
	75	VFAS3-4550PC	A5	0,98	1589	175	9.02	31.78
	90	VFAS3-4750PC	A5	0,98	1827	199	10.37	36.54
	110	VFAS3-4900PC	A6	0,97	2920	309	16.58	58.40
	132	VFAS3-4110KPC	A6	0,97	3457	358	19.62	69.13
	160	VFAS3-4132KPC	A6	0,97	4013	405	22.78	80.26
	220	VFAS3-4160KPC	A7	0,97	5404	452	30.68	108.08
	250	VFAS3-4220KPC	A8	0,97	6279	606	35.64	125.58
	280	VFAS3-4250KPC	A8	0,97	6743	769	38.28	134.86
	315	VFAS3-4280KPC	A8	0,97	7749	769	43.99	154.98

*1) В таблице приведены данные для нормального (не тяжелого) режима работы преобразователя частоты.

---

Области применения и экономический эффект использования частотных преобразователей

Сферы применения преобразователей частоты

• Краны и грузоподъемные машины
  Крановые двигатели работают в старт-стопном режиме и переменной нагрузке. Применение частотных преобразователей позволяет убрать рывки и раскачивание груза при пусках и стопах. Также обеспечивается остановка крана точно в требуемом месте. При этом снижается нагрев электродвигателей и максимальный пусковой момент.
• Привод нагнетательных вентиляторов в котельных и дымососах
  Общее управление с плавной регулировкой дутьевых и вытяжных вентиляторов позволяет автоматизировать процесс горения и обеспечить максимальный КПД котельных агрегатов.
• Транспортеры, прокатные станы, конвейеры, лифты
  Частотник позволяет регулировать скорость перемещения транспортного оборудования без рывков и ударов. Это увеличивает срок службы механических узлов и позволяет экономить электроэнергию на старт-стопных режимах по сравнению с прямым пуском.
• Насосные агрегаты и вентиляторы
  Благодаря встроенным ПИД-регуляторам, частотники позволяют обойтись без задвижек и вентилей, регулирующих давление и расход. Также значительно увеличивается общий КПД линии водо- или воздухоподачи.
• Перемоточные и намоточные станки
  Современные частотные приводы Toshiba содержат 2 встроенных ПИД-регулятора: контроля скорости намотки и контроля позиции в регуляторе натяжения. Таким образом можно обойтись без использования внешнего контроллера для управления скоростью и натяжением перемоточного станка.
• Электродвигатели станков с ЧПУ и поворотных механизмов
  Использование частотника вместо коробки передач позволяет плавно увеличивать или уменьшать частоту вращения рабочего органа станка, осуществлять реверс. Встроенное в серию AS3 Toshiba управление несколькими режимами точного позиционирования может быть использовано для построения системы управления без использования контроллера. Таким образом, ПЧ широко используются для станков с ЧПУ и высокоточного промышленного оборудования.
• Испытательные стенды
  В связи с тем, что ПЧ способен регулировать частоту и напряжение на своем выходе, то это можно использоваться для питания разного рода стендовой аппаратуры. Правда, для этого придется после ПЧ установить синусный фильтр для получения синусоидального выходного напряжения. Это позволит подавать на испытуемое оборудование широкий диапазон частот и напряжений.

Преимущества частотных преобразователей

• Экономия электроэнергии
  Использование ПЧ позволяет уменьшить пусковые токи и оптимизировать потребляемую мощность благодаря встроенным алгоритмам управления.
• Увеличение срока службы электрического оборудования и механизмов
  Плавный пуск и регулировка скорости вращения момента на валу позволяют увеличить межсервисный интервал механизма и увеличить срок эксплуатации электродвигателей.
  Появляется возможность отказаться от редукторов, дросселирующих задвижек для регулирования потока, электромагнитных тормозов и прочей регулирующей аппаратуры, снижающей надежность и увеличивающей энергопотребление оборудования.
• Отсутствие необходимости проводить техническое обслуживание
  Частотники не нуждающихся в регулярной чистке и смазке, как например, задвижки и редукторы.
• Возможность удаленного управления и контроля параметров частотного преобразователя и подключенных к нему датчиков
  В частотниках Toshiba реализована возможность подключения удаленных устройств телеметрии и телемеханики. Это позволяет ПЧ встраиваться в системы автоматизации.
• Широкий диапазон мощностей и типов двигателей
  Линейка ПЧ может применяться для двигателей мощностью от 100 Вт и до нескольких МВт, как на асинхронные, так и на синхронные электродвигатели.
• Защита электродвигателя от аварий и перегрузок
  Частотные преобразователи содержат в себе защиту от перегрузок, коротких замыканий, обрыва фаз. Функции перезапуска при возобновлении подачи электроэнергии позволяют автоматически запускать двигатель.
• Множество функциональных настроек приводов Toshiba
  Можно перечислить следующие востребованные функции ПЧ:
  • Автозапуск/перезапуск ПЧ при появлении напряжения питания
  • Возможность включения трехфазного частотника в однофазную сеть питания при определенном конфигурировании параметров
  • Множество тонких настроек для работы с подъемно-транспортным, насосным оборудованием, станками
  • Сохранение истории аварийных отключений
  • Встроенный функционал защиты двигателя от перегрева
  • Возможность работы с множеством протоколов связи
  • ПИД-регуляторы для различных областей применения
  • Работа на множестве предустановленных скоростях
  • Толчковая работа двигателя для сложного старта
  • Автоподхват вращающегося двигателя
  • Линейное, S-образное, 5-точечное задание разгона.
  • Пропуск проблемных частот (для насосного оборудования)
  • Широкий диапазон частот работы 0-400/500 Гц
  • Ручное задание диапазона частот работы электродвигателя
  • Легкий перенос настроек с одного частотника на другой
  • Работа с асинхронными и синхронными электродвигателями
  • Возможность трассировки работы преобразователя частоты для нахождения причины возникновения аварии или предупреждения
  • Траверс-контроль для текстильных машин
  • Защита от повышенного или пониженного момента (тока) двигателя
• Замена двигателей постоянного тока
  Ранее для регулирования момента и скорости вращения часто использовались двигатели постоянного тока, скорость вращения которых пропорциональна поданному напряжению. Их стоимость существенно дороже асинхронных двигателей и они подключаются с помощью дорогостоящих промышленных выпрямителей. Замена двигателей постоянного тока на асинхронные двигатели с частотным регулированием существенно уменьшает стоимость решения.

Внедрение частотных преобразователей дает значительный экономический эффект. Снижение затрат достигается за счет сокращения потребления электроэнергии, расходов на ремонт и техническое обслуживание электродвигателей и оборудования. Появляется возможность использования более дешевых асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, а также сокращения других производственных издержек. Средний срок окупаемости частотных преобразователей составляет от 3-х месяцев до 3-х лет.

---

Частотные преобразователи Toshiba

Компания СПИК СЗМА как единственный официальный дилер Toshiba в России и СНГ предлагает купить частотные преобразователи серии VF-AS3 для решения задач регулирования скорости электродвигателя. Вы получаете максимально качественную техническую поддержку и гарантию долгой работы преобразователя частоты. 

Высоковольтные преобразователи частоты ВПЧ

Выше рассмотрены низковольтные частотные преобразователи. Но также существует множество вариантов высоковольтных преобразователей частоты. Компания СПИК СЗМА является дистрибьютором ПЧ среднего напряжения TMEIC.

Высоковольтные преобразователи частоты MVe2

Преобразователи частоты: все типовые схемы существующих высоковольтных преобразователей

Двухтрансформаторная схема

Терристорные преобразователи частоты

Высоковольтные преобразователи частоты на IGB транзисторах

Преобразователи частоты — это устройства, которые предназначены для контроля оборотов асинхронных и синхронных электродвигателей. На сегодняшний день высоковольтные частотные преобразователи используются повсеместно, начиная от обычной бытовой техники, например кухонных комбайнов и заканчивая сложными промышленными роботами или портовыми кранами.

Огромное количество видов электродвигателей и необходимость их регулирования привело к появлению различных видов частотников, которые выполняя, в принципе одну и ту же задачу, могут очень сильно отличаться по внутреннему устройству, принципу работы и управления.

По состоянию на 2016 год рынок преобразователей частоты Украины считается насыщенным. Для решения практически любой задачи управления электродвигателем сейчас можно найти высоковольтные преобразователи частоты от именитых брендов, как например Scheneider Electric, Siemens или ABB, так и не дорогих, например от Азиатских брендов. При этом конкуренция здесь довольно высока. Европейские бренды постоянно пытаются снизить стоимость, сохранив при этом качество изделий, а китайские, корейские другие бренды с годами выпускают всё более и более надежные решения.

В нашей стране существует большая потребность в преобразователях частоты для электродвигателей среднего и высокого напряжения. Темой данной статьи являются высоковольтные частотные преобразователи для управления средне и высоковольтными электродвигателями. 

Высоковольтные преобразователи частоты: основные типы

Типовые схемы высоковольтных преобразователей частоты

Двухтрансформаторная схема.

Принцип работы заключается в том, что входящее напряжение в 6-10 кВ с помощью входного трансформатора снижается до 400-660В, далее с помощью обычного низковольтного частотника происходит модуляция выходного напряжения. После этого уже модулированное выходное напряжение повышается с помощью выходного трансформатора до необходимых 6-10 кВ.

Данная схема имеет огромное количество минусов и в основном не используется в качественных решениях. Хотя некоторые именитые бренды, например Schneider Electric пытается продвигать такие решения, как основные.

Практически единственный плюс от такого решения — цена, она в среднем в несколько раз ниже аналогов.

Из минусов можно отметить следующее:

• пиковые перенапряжения на выходе частотника могут доходить до 1кВ, это угрожает выходом из строя повышающего выходного трансформатора. Из-за этого требуется установка защитного синусоидального фильтра, который является дорогостоящим устройством.
• Высоковольтный преобразователь частоты, изготовленный по двухтрансформаторной схеме, из-за особенностей конструкции имеют существенное ограничение по диапазону регулирования оборотов. В основном она находится в диапазоне от 0,5 до 1nном
• Так же при снижении частоты значительно снижается КПД управляемого электродвигателя
• Размеры и вес устройства. Такой высоковольтный преобразователь частоты значительно больше и тяжелее частотников, построенных по другим схемам.
• Появление большой реактивной мощности. Из-за особенностей конструкции данные устройства обладают низким коэффициентом мощности, что значительно снижает качество напряжение в питающей сети, если не производить его коррекцию с помощью установок компенсации реактивной мощности.

Терристорные преобразователи частоты

За основу теристорных частотных преобразователей берется 3-5 уровневые преобразователи частоты на высоковольтных теристорных приборах.

Теристорные высоковольтные преобразователи частоты в основном состоят из понижающего трансформатора, который преобразует трехфазное напряжение в 6-10 кВ  в две-три группы по 1-3 киловольтного напряжения.

Далее напряжение выправляют диоды. Для снижения высших гармоник используются 18-ти, 24-х пульсные схемы преобразователей, Число вторичных обмоток трансформаторов в этих схемах равно 3 и 4 соответственно. 

В Украине существует несколько предприятий, изготавливающих по индивидуальному заказу теристорные преобразователи частоты. Например Запорожский завод «Преобразователь», но к сожалению, качество изделий от одной партии к другой может существенно отличаться.

Из минусов данной схемы можно отметить:

• огромную реактивную мощность, которую так же необходимо уменьшать с помощью устройств компенсации реактивной мощности.
• Необходимость в строгом согласовании работы электронных ключей, поскольку полупроводниковые элементы, изготовленные даже в одной партии, имеют разброс параметров, поэтому очень остро стоит задача согласования их работы по времени.
• Надежность. Использование высокоточных терристоров, которые должны открываться и закрываться с высокой синхронностью требует большого времени настройки системы и низкую ремонтнопригодность.
• Обязательное наличие синус-фильтра

Из плюсов стоит отметить:

• высокое КПД до 97%
• Широкий диапазон выходной частоты от 0 до 300 Гц
• малые габаритные размеры
• В Украине это наиболее распространенная схема построения высоковольтных преобразователей частоты

Высоковольтные преобразователи частоты на IGB транзисторах

Частотные преобразователи изготовленный по данной технологии на данный момент являются наиболее современными из производимых в промышленных маштабах. Концепция чистой синусоиды включает в себя ряд инновационных решений

Частотник состоит из сухого входного трансформатора и транзисторных инверторных ячеек объединеннных в единый блок. Эти 2 блока уже поставляются в виде единой сборки и не требуют дополнительного монтажа. Принцип построения преобразователей на данной схеме похож на терристорную схему, отличие только в IGB транзисторах вместо тирристоров.

Для управления работой трансзисторов используются современные микроконтроллеры.

Всё вместе позволяет значительно увеличить надежность систем и значительно уменьшить габариты установки. Из плюсов так же стоит отметить малое количество гармоник, это не требует установки дополнительного защитного оборудования. 

Следует отметить так же почти идеальную синусоиду на выходе, что позволяет отказаться от синусоидального фильтра и подключать практически любые виды электродвигателей.

Отказ от выходного трансформатора и синусного фильтра позволяет использовать частотник в векторном режиме с или без датчика обратной связи.

Еще одним плюсом является широкий диапазон регулирования выходной частоты до 1:50

К сожалению, не все компании имеют достаточную производственную и научную базу для изготовления высоковольных преобразователей частоты на IGB транзисторов. Из представленных в Украине брендов, наверное можно отметить Siemens и корейский концерн LS Industrial Systems.

Частотные преобразователи тока | INVT

Содержание:

• Классификация преобразователей частоты для асинхронного двигателя
• Как работает преобразователь частоты для асинхронного двигателя?
• Где применяются приборы?
• Схема подключения частотников

Мощные асинхронные двигатели активно используются во многих промышленных отраслях. Для обеспечения плавного запуска таких механизмов применяются частотные преобразователи тока. Эти приборы осуществляют контроль показателей пусковых токов и преобразуют входные сетевые параметры в выходные.

Классификация преобразователей частоты для асинхронного двигателя

Различают несколько разновидностей таких устройств.

1. По типу напряжения частотники подразделяются на:
   • однофазные;
   • трехфазные;
   • высоковольтные.
2. В зависимости от области использования устройства делятся на:
   • Механизмы, предназначенные для эксплуатации на промышленных предприятиях. Мощность частотников этого вида достигает 315 кВт.
   • Устройства с векторным управлением. Их мощность может составлять до 500 кВт.
   • Частотные преобразователи тока, предназначенные для управления приборами, которые имеют насосно-вентиляторный тип нагрузки.
   • Устройства, используемые на подъемных кранах и прочих механизмах такого типа.
   • Преобразователи частоты, эксплуатируемые в условиях взрывоопасности.
   • Устройства, которые устанавливаются непосредственно на двигатель.

Как работает преобразователь частоты для асинхронного двигателя?

В основе устройства — инвертор с двойным преобразованием. Он функционирует следующим образом:

• Вначале осуществляется прохождение входного переменного тока с 380 или 220 Вольт через диодный мост, после чего происходит его выпрямление.
• Затем производится его подача на группу конденсаторов. Там он сглаживается и фильтруется.
• После этого ток переходит на управляющие микросхемы и мостовые ключи. Там формируется трехфазная широтно-импульсная последовательность с определенными параметрами.
• На заключительном этапе под воздействием индуктивности обмоток осуществляется преобразование созданных импульсов прямоугольной формы в синусоидальное напряжение.

Схематично принцип работы устройства представлен на картинке:

Где применяются приборы?

Область использования частотных преобразователей весьма обширна. Они применяются в промышленных приборах, для корректной работы которых требуется менять скорость вращения однофазного и трехфазного двигателя, предпринимать меры по борьбе с амплитудными токами и т. д. Среди таких механизмов можно выделить насосы (снижается энергопотребление до 60%, уменьшаются теплопотери до 10%, минимизируется количество аварийных ситуаций на трубопроводах), вентиляторы (уменьшаются энерготраты), транспортеры (обеспечивается плавный запуск устройств, что увеличивать их эксплуатационный ресурс) и т. д. Использование частотников оправдано в работе лифтового оборудования и подъемной техники. В данном случае преобразователи позволяют снизить пусковые и остановочные перегрузки.

Схема подключения частотников

Настройка прибора в данном случае означает подведение кабелей к видимым контактам электродвигателя. Соединение определяется характером напряжения, которое вырабатывается преобразователем частоты. Если сеть трехфазная, осуществляется параллельное подсоединение или схема «звезда». В однофазных сетях используется схема «треугольник».

Пульт управления устройством размещается в наиболее удобном пользователю месте. Перед выполнением подключения рычаг необходимо перевести в положение «выключено». Затем загорается лампочка-индикатор. Для запуска устройства необходимо нажать на пусковую кнопку. Чтобы обороты набирались плавно, нужно аккуратно повернуть рукоятку пульта.

Пример подключения устройства вы можете увидеть на этом видео:

В нашей компании вы можете купить преобразователь частоты для асинхронного двигателя по стоимости, не включающей наценок посредников. Мы открыты для сотрудничества с оптовыми покупателями и предоставляем крупным заказчикам индивидуальные скидки и бесплатную доставку.

Чтобы уточнить цену частотного преобразователя тока малой мощности для однофазного двигателя, обращайтесь по телефонам: +7 (495) 799-8200 (многоканальный для Москвы и МО), +7 (800) 600-4909 (бесплатный для всех регионов РФ).

Преобразователи частоты

| Power Systems International

Aviation

Преобразователи частоты

Marine

Преобразователи частоты

От берега до корабля

Промышленные

Преобразователи частоты

От 50 Гц до 60 Гц / от 60 Гц до 50 Гц

Преобразователи частоты

Что такое преобразователь частоты?

Проще говоря, преобразователи частоты — это устройство преобразования энергии. Преобразователь частоты преобразует базовую синусоидальную мощность с фиксированной частотой и фиксированным напряжением (сетевое питание) в выходной сигнал переменной частоты и переменного напряжения, используемый для управления скоростью асинхронных двигателей.

Зачем нужен преобразователь частоты?

Основная функция преобразователя частоты в водной среде — экономия энергии. За счет управления скоростью насоса вместо регулирования потока с помощью дроссельных клапанов можно значительно сэкономить энергию.

Например, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии на 50%. Ниже описывается снижение скорости и соответствующая экономия энергии. Помимо экономии энергии, значительно увеличивается срок службы крыльчатки, подшипников и уплотнений.

Доступно множество различных типов преобразователей частоты, которые предлагают оптимальный метод согласования производительности насоса и вентилятора с требованиями системы. Он преобразует стандартную мощность предприятия (220 В или 380 В, 50 Гц) в регулируемое напряжение и частоту для питания двигателя переменного тока. Частота, применяемая к двигателю переменного тока, определяет скорость двигателя.

Двигатели переменного тока обычно представляют собой такие же стандартные двигатели, которые можно подключать через линию питания переменного тока. За счет включения байпасных пускателей работа может поддерживаться даже в случае выхода инвертора из строя.

Преобразователи частоты также обладают дополнительным преимуществом — увеличенным сроком службы подшипников и уплотнений насоса. Поддерживая в насосе только давление, необходимое для удовлетворения требований системы, насос не подвергается воздействию более высоких давлений, чем необходимо. Следовательно, компоненты служат дольше.

Те же преимущества, но в меньшей степени, применимы и к вентиляторам, работающим от преобразователей частоты.

Для достижения оптимальной эффективности и надежности многие специалисты получают подробную информацию от производителей.Это может включать эффективность преобразователя частоты, необходимое техническое обслуживание, диагностические возможности преобразователя частоты и общие рабочие характеристики.

Затем они проводят подробный анализ, чтобы определить, какая система даст наилучшую окупаемость инвестиций.

Дополнительные преимущества преобразователей частоты

Помимо экономии энергии и лучшего управления технологическим процессом преобразователи частоты могут обеспечить другие преимущества:

• Преобразователь частоты может использоваться для управления технологической температурой, давлением или расходом без использования отдельного контроллера. .Соответствующие датчики и электроника используются для сопряжения управляемого оборудования с преобразователем частоты.
• Расходы на техническое обслуживание можно снизить, поскольку более низкие рабочие скорости приводят к увеличению срока службы подшипников и двигателей.
• Устранение дроссельных клапанов и заслонок также устраняет необходимость технического обслуживания этих устройств и всех связанных с ними органов управления.
• Устройство плавного пуска для двигателя больше не требуется.
• Контролируемая скорость разгона в жидкостной системе может устранить проблемы гидравлического удара.
• Способность преобразователя частоты ограничивать крутящий момент до уровня, выбранного пользователем, может защитить приводимое оборудование, которое не может выдерживать чрезмерный крутящий момент.

Анализировать систему в целом

Поскольку процесс преобразования входящей мощности с одной частоты на другую приведет к некоторым потерям, экономия энергии всегда должна происходить за счет оптимизации производительности всей системы.

Первым шагом в определении потенциала энергосбережения системы является тщательный анализ работы всей системы.Чтобы обеспечить экономию энергии, необходимы подробные знания о работе оборудования и технологических требованиях. Кроме того, следует учитывать тип преобразователя частоты, предлагаемые функции и общую пригодность для применения.

Преобразователи частоты | Внутренняя конфигурация

Преобразователи частоты содержат три первичные секции:

• Схема выпрямителя — состоит из диодов, тиристоров или биполярных транзисторов с изолированным затвором. Эти устройства преобразуют мощность сети переменного тока в постоянный ток.
• Шина постоянного тока — состоит из конденсаторов, которые фильтруют и накапливают заряд постоянного тока.
• Инвертор — состоит из высоковольтных мощных транзисторов, которые преобразуют мощность постоянного тока в выход переменного тока с переменной частотой и напряжением, подаваемый на нагрузку.

Преобразователи частоты также содержат мощный микропроцессор, который управляет схемой инвертора для создания почти чистого синусоидального напряжения переменной частоты, подаваемого на нагрузку. Микропроцессор также управляет конфигурациями ввода / вывода, настройками преобразователя частоты, состояниями неисправности и протоколами связи.

Или для получения дополнительной информации о преобразователях частоты используйте форму ниже

2 Объяснение простых схем преобразователя напряжения в частоту

Схема преобразователя напряжения в частоту преобразует пропорционально изменяющееся входное напряжение в пропорционально изменяющуюся выходную частоту.

В первой конструкции используется микросхема IC VFC32, которая представляет собой усовершенствованное устройство преобразования напряжения в частоту от BURR-BROWN, специально разработанное для получения чрезвычайно пропорциональной частотной характеристики подаваемому входному напряжению для заданного применения схемы преобразователя напряжения в частоту.

Как работает устройство

Если входное напряжение изменяется, выходная частота следует этому и изменяется пропорционально с большой степенью точности.

Выход IC представляет собой транзистор с открытым коллектором, которому просто требуется внешний подтягивающий резистор, подключенный к источнику 5 В, чтобы выход был совместим со всеми стандартными устройствами CMOS, TTL и MCU.

Можно ожидать, что выходной сигнал этой ИС будет устойчивым к шумам и с превосходной линейностью.

Полный диапазон преобразования выходного сигнала определяется включением внешнего резистора и конденсатора, размеры которых могут быть выбраны для получения достаточно широкого диапазона отклика.

Основные характеристики VFC32

Устройство VFC32 также имеет функцию работы противоположным образом, то есть его можно настроить для работы как преобразователь частоты в напряжение, с аналогичной точностью и эффективностью. Об этом мы подробно поговорим в следующей статье.

ИС может поставляться в различных упаковках, которые могут удовлетворить потребности вашего приложения.

На первом рисунке ниже показана стандартная конфигурация схемы преобразователя напряжения в частоту, где R1 используется для настройки диапазона обнаружения входного напряжения.

Включение обнаружения полной шкалы

Резистор 40 кОм может быть выбран для получения обнаружения входа полной шкалы от 0 до 10 В, другие диапазоны могут быть достигнуты простым решением следующей формулы:

R1 = Vfs / 0.25 мА

Предпочтительно R1 должен быть типа MFR для обеспечения повышенной стабильности. Регулируя значение R1, можно уменьшить доступный диапазон входного напряжения.

Для достижения регулируемого выходного диапазона FSD вводится диапазон C1, значение которого может быть соответствующим образом выбрано для назначения любого желаемого диапазона преобразования выходной частоты, здесь, на рисунке, он выбран, чтобы дать шкалу от 0 до 10 кГц для входного диапазона от 0 до 10 В. .

Однако следует отметить, что качество C1 может напрямую влиять на линейность или точность выходного сигнала, поэтому рекомендуется использовать конденсатор высокого качества.Тантал, возможно, станет хорошим кандидатом для этого типа области применения.

Для более высоких диапазонов порядка 200 кГц и выше можно выбрать конденсатор большего размера для C1, а для R1 можно установить фиксированное значение 20 кОм.

Соответствующий конденсатор C2 не обязательно влияет на работу C1, однако значение C2 не должно выходить за заданный предел. Значение для C2, как показано на рисунке ниже, не следует уменьшать, хотя увеличение его значения выше этого может быть нормальным. что выходной каскад, подключенный к этому выводу, будет испытывать только понижающуюся характеристику напряжения / тока (низкий логический уровень) для предлагаемого преобразования напряжения в частоту.

Чтобы получить переменную логическую реакцию вместо только ответа «понижающийся ток» (низкий логический уровень) от этой распиновки, нам необходимо подключить внешний подтягивающий резистор с питанием 5 В, как показано на второй диаграмме выше.

Это обеспечивает поочередно изменяющийся логический высокий / низкий отклик в этой распиновке для подключенного каскада внешней схемы.

Возможные приложения

Описанная схема преобразователя напряжения в частоту может использоваться для многих конкретных приложений пользователя и может быть настроена для любых соответствующих требований.Одним из таких приложений может быть создание цифрового измерителя мощности для записи потребления электроэнергии для данной нагрузки.

Идея состоит в том, чтобы подключить резистор, чувствительный к току, последовательно с рассматриваемой нагрузкой, а затем интегрировать развивающееся нарастание тока на этом резисторе с описанной выше схемой преобразователя напряжения в частоту.

Поскольку ток, нарастающий на чувствительном резисторе, будет пропорционален потребляемой нагрузке, эти данные будут точно и пропорционально преобразованы в частоту с помощью описанной схемы.

Преобразование частоты может быть дополнительно интегрировано со схемой частотомера IC 4033 для получения цифровых калиброванных показаний потребления нагрузки, и это может быть сохранено для будущей оценки.

Предоставлено: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/vfc32.pdf

2) Использование IC 4151

Следующая высокопроизводительная схема преобразователя частоты в напряжение построена на основе нескольких компонентов и ИС. на основе коммутационной схемы. При значениях деталей, указанных на схеме, коэффициент преобразования достигается с линейной характеристикой прибл.1%. При подаче входного напряжения от 0 до 10 В оно преобразуется в пропорциональную величину выходного напряжения прямоугольной формы от 0 до 10 кГц.

С помощью потенциометра P1 можно настроить схему так, чтобы входное напряжение 0 В генерировало выходную частоту 0 Гц. Компонентами, отвечающими за фиксацию частотного диапазона, являются резисторы R2, R3, R5, P1 вместе с конденсатором C2.

Применяя формулы, показанные ниже, можно преобразовать отношение напряжения к частоте, чтобы схема работала очень хорошо для нескольких уникальных приложений.

При определении произведения T = 1.1.R3.C2 вы должны убедиться, что оно всегда меньше половины минимального периода вывода, то есть положительный выходной импульс всегда должен быть минимальным, как и отрицательный импульс.

f0 / Uin = [0,486. (R5 + P1) / R2. R3. C2]. [кГц / В]

T = 1,1. R3. C2

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 котором мощность колеблется, положительно и отрицательно, вокруг нейтральной точки отсчета. В мире существует два стандарта: 50 и 60 герц. 50 Гц преобладает 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 нагрузка, на которую подается питание, чувствительна к входной частоте сети. 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 на самом деле 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, включающие нагрузки двигателей, часто нуждаются в преобразователе промышленной частоты, поскольку характеристики вращения, в частности число оборотов в минуту (об / мин), являются прямой функцией 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.

Техническое описание LM331, информация о продукте и поддержка

Преобразователи напряжения в частоту семейства LMx31 идеально подходят для использования в простых недорогие схемы для аналого-цифрового преобразования, прецизионного преобразования частоты в напряжение, долговременное интегрирование, линейная частотная модуляция или демодуляция и многие другие функции. В при использовании в качестве преобразователя напряжения в частоту выходным сигналом является последовательность импульсов с точно определенной частотой. пропорционально приложенному входному напряжению.Таким образом, он обеспечивает все неотъемлемые преимущества методы преобразования напряжения в частоту, и их легко применять во всех стандартных применения преобразователей напряжения в частоту.

Кроме того, LMx31A достигает нового высокого уровня точности в зависимости от температуры, которая может может быть достигнуто только с помощью дорогих модулей преобразования напряжения в частоту. Кроме того, LMx31 идеально подходят подходит для использования в цифровых системах с низким напряжением питания и может обеспечить низкую стоимость аналого-цифровое преобразование в системах с микропроцессорным управлением.И частота от преобразователь напряжения в частоту с батарейным питанием можно легко настроить с помощью простой фотографии изолятор для обеспечения изоляции от высоких уровней синфазного сигнала.

LMx31 использует новую опорную схему с температурной компенсацией ширины запрещенной зоны, чтобы обеспечить отличная точность во всем диапазоне рабочих температур при напряжении питания от 4 В. Схема точного таймера имеет низкие токи смещения без ухудшения быстрого отклика, необходимого для Преобразование напряжения в частоту 100 кГц.И выход способен управлять 3 нагрузками TTL или высоковольтный выход до 40 В, но устойчивый к коротким замыканиям V _CC .

Преобразователи напряжения в частоту семейства LMx31 идеально подходят для использования в простых недорогие схемы для аналого-цифрового преобразования, прецизионного преобразования частоты в напряжение, долговременное интегрирование, линейная частотная модуляция или демодуляция и многие другие функции. В при использовании в качестве преобразователя напряжения в частоту выходным сигналом является последовательность импульсов с точно определенной частотой. пропорционально приложенному входному напряжению.Таким образом, он обеспечивает все неотъемлемые преимущества методы преобразования напряжения в частоту, и их легко применять во всех стандартных применения преобразователей напряжения в частоту.

Кроме того, LMx31A достигает нового высокого уровня точности в зависимости от температуры, которая может может быть достигнуто только с помощью дорогих модулей преобразования напряжения в частоту. Кроме того, LMx31 идеально подходят подходит для использования в цифровых системах с низким напряжением питания и может обеспечить низкую стоимость аналого-цифровое преобразование в системах с микропроцессорным управлением.И частота от преобразователь напряжения в частоту с батарейным питанием можно легко настроить с помощью простой фотографии изолятор для обеспечения изоляции от высоких уровней синфазного сигнала.

LMx31 использует новую опорную схему с температурной компенсацией ширины запрещенной зоны, чтобы обеспечить отличная точность во всем диапазоне рабочих температур при напряжении питания от 4 В. Схема точного таймера имеет низкие токи смещения без ухудшения быстрого отклика, необходимого для Преобразование напряжения в частоту 100 кГц.И выход способен управлять 3 нагрузками TTL или высоковольтный выход до 40 В, но устойчивый к коротким замыканиям V _CC .

Схема преобразователя напряжения в частоту с использованием AD654

Преобразователь напряжения в частоту (VFC) — это генератор, который выдает прямоугольный сигнал, частота которого линейно пропорциональна его входному напряжению. Выходной прямоугольный сигнал можно напрямую подать на цифровой вывод микроконтроллера для точного измерения входного постоянного напряжения, что означает, что входное напряжение можно измерить с помощью 8051 или любого другого микроконтроллера, не имеющего встроенного АЦП.

VFC часто ошибочно принимают за генератор, управляемый напряжением (VCO), но VFC имеют много преимуществ и улучшенных характеристик производительности, которых нет у (VCO), таких как динамический диапазон, низкая погрешность линейности, стабильность температуры и напряжения питания и многие другие. более. Обратное преобразование VFC также возможно означает преобразование частоты в напряжение, которое мы уже продемонстрировали в предыдущем уроке.

Здесь IC AD654 используется в этой схеме для демонстрации работы, которая представляет собой монолитное напряжение для преобразователя частоты.Осциллограф также используется для отображения выходной прямоугольной волны.

IC AD654

AD654 — это микросхема преобразователя напряжения в частоту , выполненная в 8-выводном корпусе DIP. Он состоит из входного усилителя, очень точного встроенного генератора и сильноточного выходного драйвера с открытым коллектором, который позволяет ИС управлять до 12 нагрузок TTL, оптопарами, длинными кабелями или аналогичными нагрузками и может работать в между (5-30) вольт. Следует также отметить, что, в отличие от других микросхем, микросхема AD654 выдает прямоугольный сигнал, поэтому микроконтроллер может легко измерить показания.Некоторые из наиболее интересных функций этого чипа перечислены ниже.

Характеристики:

• Широкое входное напряжение ± 30 В
• Полная частота до 500 кГц
• Высокое входное сопротивление 125 МОм,
• Низкий дрейф (4 мкВ / ° C)
• 2,0 ​​мА Ток покоя
• Низкое смещение 1 мВ
• Минимальные требования к внешним компонентам

Необходимые компоненты

Sl.№	Детали	Тип	Кол-во
1	AD654	IC	1
2	LM7805	Регулятор напряжения IC	1
3	1000 пФ	Конденсатор	1
4	0,1 мкФ	Конденсатор	1
5	470 мкФ, 25 В	Конденсатор	1
6	10 К, 1%	Резистор	4
7	Потенциометр, 10К	Переменный резистор	1
8	Блок питания	12 В постоянного тока	1
9	Проволока одного калибра	Общий	6
10	Макетная плата	Общий	1

Принципиальная схема

Схема для этой схемы преобразователя напряжения в частоту взята из таблицы данных , и некоторые внешние компоненты были добавлены для модификации схемы для этой демонстрации

Эта схема построена на беспаечной макетной плате с компонентами, показанными на схеме. В демонстрационных целях во входной части усилителя добавлен потенциометр для изменения входного напряжения, и с его помощью мы можем наблюдать изменение выходного сигнала.

Примечание! Все компоненты расположены как можно ближе, чтобы уменьшить индуктивность и сопротивление паразитной емкости.

Как работает устройство?

В качестве входа используется внутренний операционный усилитель, который преобразует входное напряжение в ток возбуждения для повторителя NPN, когда ток возбуждения 1 мА подается на ток преобразователя частоты. Он заряжает внешний синхронизирующий конденсатор, и эта схема позволяет генератору обеспечивать нелинейность во всем диапазоне напряжений от 100 нА до 2 мА.Этот выход также поступает на выходной драйвер, который представляет собой просто силовой транзистор NPN с открытым коллектором, из которого мы можем получить выход

.

Расчеты

Для теоретического расчета выходной частоты цепи можно использовать следующую формулу

  Fout  = Vin / 10 * Rt * Ct 

Где,

• Fout — выходная частота
• Vin — входное напряжение схемы,
• Rt — резистор для RC-генератора
• Ct — конденсатор для генератора Rc

Например,

• Vin до 0.1В или 100 мВ
• Rt — 10000K или 10K
• Ct быть 0,001 мкФ или 1000 пФ

  Fout  = 0,1 / (10 * 10 * 0,001)

  Fout  =  1 кГц  

Итак, если на вход схемы подается 0,1 В , мы получим 1 кГц на выходе

Испытания преобразователя напряжения в частоту

Для проверки схемы используются следующие инструменты

1. Импульсный источник питания 12 В (SMPS)
2. Meco 108B + мультиметр
3. Hantech 600BE USB-осциллограф для ПК

Для построения схемы используются 1% металлопленочные резисторы, допуск конденсаторов не принимается во внимание.Во время тестирования

температура в помещении составляла 22 градуса Цельсия.

Тестовая установка

Как видите, входное напряжение постоянного тока составляет 11,73 В

А напряжение на входе микросхемы 104,8 мВ

Здесь вы можете увидеть, что выходной сигнал моего DSO составляет 1.045 кГц.

Подробное видео рабочей схемы приведено ниже, где было дано несколько входов, а частота изменилась в соотношении входного напряжения.

Дальнейшее улучшение

Сделав схему на печатной плате, можно улучшить стабильность, также можно использовать резисторы и конденсаторы с допуском 0,5% для повышения точности. Наиболее важной частью этой схемы является секция RC-генератора, поэтому RC-генератор необходимо разместить как можно ближе к входным контактам, в противном случае пусковая емкость и сопротивление дорожек печатной платы или компонента могут снизить точность схемы.

Приложения

Это очень полезная ИС, которую можно использовать во многих приложениях, некоторые из которых перечислены ниже

• AD654 VFC как АЦП
• Удвоитель частоты
• Датчик температуры с термопарой
• Тензодатчик
• Генератор функций
• Прецизионные часы с автоподстройкой

Надеюсь, вам понравилась эта статья и вы узнали из нее что-то новое.Если у вас есть какие-либо сомнения, вы можете задать вопрос в комментариях ниже или воспользоваться нашим форумом для подробного обсуждения.

Принципиальная схема преобразователя частоты и выходного фильтра.

Контекст 1

… Напряжение CM может вызвать резонанс фильтра CM. В этой статье эффекты методов модуляции сравниваются с использованием моделирования и экспериментов. Используется фильтр, аналогичный предложенному в [2]. Кроме того, исследуется проблема запуска, возникающая из насыщенного синфазного индуктора [3], и предлагается алгоритм запуска.На рис. 1 показана принципиальная схема выходного фильтра инвертора. LC-фильтр, состоящий из трехфазной катушки индуктивности L f и трех конденсаторов C f, ослабляет высокие частоты дифференциального напряжения. Точка звезды конденсаторов LC-фильтра подключена к отрицательной шине постоянного тока через последовательно соединенные конденсатор C c и резистор R …

Контекст 2

… конденсатор C c и резистор R c. Дополнительная катушка индуктивности CM L c увеличивает индуктивность CM, не влияя на цепь DM.Эта топология обеспечивает путь для тока CM и снижает напряжение CM на клеммах двигателя. В этой статье все синфазные напряжения измеряются относительно средней точки конденсаторов звена постоянного тока, отмеченных цифрой n на рис. 1, методы непрерывной ШИМ с инжекцией нулевой последовательности. Метод DPWM, предложенный в [9], представляет методы двухфазной модуляции. Третий метод модуляции — ШИМ понижения напряжения CM, предложенный в [14]. Эти три метода кратко описаны ниже. Инжир.2 иллюстрирует технику пересечения треугольников с нулем — …

Контекст 3

… На рис. 8 (b) показано напряжение CM двигателя и ток утечки двигателя в качестве LC-фильтра дифференциального режима. использовал. LC-фильтр изменяет контур CM: резонансная частота контура CM уменьшается, а демпфирование понижается. Напряжение CM выше, чем без фильтра. На рис. 8 (c) показаны величины CM в виде фильтра, показанного на рис. 1. Метод двухфазной модуляции (DPWM) вызвал отключение по перегрузке по току, как и ожидалось на основе моделирования.Резонанс фильтра CM был вызван резким изменением среднего напряжения CM и вызвал насыщение катушки индуктивности CM. Максимальный пик тока CM был около 25 А, что сработало срабатыванием максимальной токовой защиты. …

Контекст 4

… Метод NSVM3 не был реализован, поскольку интерфейс модулятора экспериментальной установки не поддерживал шаблоны переключения, необходимые для метода NSVM3. На рис. 10 показаны экспериментальные результаты для метода SVPWM при изменении индекса модуляции от 0 до 0.95. Наибольший ток CM получается при нулевом индексе модуляции. Когда индекс модуляции увеличивается, составляющие частоты переключения напряжения CM и тока CM уменьшаются. Низкочастотная составляющая напряжения CM …

Контекст 5

… синфазная фильтрация представляет собой проблему: привод может отключиться из-за перегрузки по току при запуске модуляции. О проблеме сообщалось в [3] для немного другой топологии фильтра. На рис. 11 (а) показано начало модуляции привода, оснащенного выходным фильтром, показанным на рис.1. SVPWM запускается, индекс модуляции M = 0, а начальное значение тока CM фильтра равно нулю. Начальное напряжение на конденсаторе CM составляет половину напряжения звена постоянного тока, потому что звено постоянного тока является плавающим, а все переключатели питания …

Контекст 6

… Фильтрация синфазного сигнала представляет проблему: привод может отключиться от перегрузки по току при запуске модуляции. О проблеме сообщалось в [3] для немного другой топологии фильтра. Инжир.11 (a) показано начало модуляции привода, оборудованного выходным фильтром, показанным на фиг. 1. SVPWM запускается, индекс модуляции равен M = 0, а начальное значение тока CM фильтра равно нулю. Начальное напряжение на конденсаторе CM составляет половину напряжения звена постоянного тока, потому что звено постоянного тока является плавающим и все переключатели питания разомкнуты до того, как в [3] было предложено аппаратное решение проблемы запуска: a …

Контекст 7

… сильных колебаний можно избежать, предотвратив обратную и прямую сильную зарядку конденсатора CM.Это улучшение достигается путем начала с короткой продолжительности включения нулевого вектора 111, а затем его медленного удлинения, т. Е. Dz Если опорное напряжение равно нулю, (6) уменьшается до s 0 = 2d z — 1. Рис. 11 ( б) показывает начало модуляции при использовании предложенного алгоритма запуска. Остается только первый пик тока CM (-13 А). Таким образом, достигается значительное улучшение …

Обзор преобразователей напряжения в частоту

Обзор преобразователей напряжения в частоту

База данных по электронике, КИПиА
Датчики и преобразователи Меню поставщиков
Напряжение поставщику преобразователя частоты

Обзор преобразователей напряжения в частоту

Напряжение до частоты преобразователи (также называемые широкодиапазонными, управляемыми напряжением осциллятор) может быть компонентом или электронной схемой, которая преобразует входное напряжение в линейную или нелинейную частоту выход.Схема преобразователя напряжения в частоту обычно состоят из аналогового усилителя напряжения, схема генератора, требуемые резисторы и конденсаторы, и источник питания привода. Напряжение к преобразователям частоты выпускаются в виде интегральной схемы также. Интегральные схемы, объедините все, если необходимо электронные системы в компактном корпусе, который можно легко установлен на плате ПК.

Типовые характеристики для преобразователей напряжения в частоту включают следующее:

• Необходимое количество аналоговые каналы
• Необходимое количество дифференциальные каналы.
• Дифференциал каналы
• Максимальный вход и выходное напряжение
• Пропускная способность
• Изоляция сигнала
• Точность (в процентах от диапазон)
• Операционная температура
• Рабочая полоса пропускания (обычно указывается в дБ)

Напряжение к частоте приложения включают автомобильный тахометр или тахометр двигателя, где частота преобразуется из переменного тока.