Частотный преобразователь – Что это и для чего он служит

В всевозможных обстановках имеет возможность появиться надобность переустройства частоты начального тока в ток с напряжением регулируемой частоты. Это потребуется, к примеру, при работе асинхронных движков для конфигурации их скорости вращения. В данной заметке станет рассмотрены предназначение и принцип работы частотного преобразователя.

Что такое частотный преобразователь

Частотный преобразователь (ПЧ) – это электротехнический прибор, который преобразовывает и плавненько регулирует однофазовый или же трехфазный переменный ток с частотой 50 Гц в подобный по типу ток с частотой от 1 до 800 Гц. Эти приборы обширно используются для управления работой всевозможных электро машин асинхронного на подобии, к примеру, для конфигурации частоты их вращения. Еще есть аппараты для применения в промышленных высоковольтных сетях.

Обычные преобразователи регулируют частоту и усилие в согласовании с чертой V/f, трудные приборы пользуют векторное управление.

Частотный преобразователь считается на техническом уровне трудным устройством и произведено не лишь только из преобразователя частоты, но и содержит защиту от перегрузок по току, от перенапряжения и недлинного замыкания. Еще это оснащение имеет возможность владеть дроссель для совершенствования формы сигнала и фильтры для сокращения всевозможных электрических помех. Различают электрические преобразователи, а еще электромашинные прибора.

Принцип работы частотного преобразователя

Электрический преобразователь произведен из нескольких ведущих компонентов: выпрямителя, фильтра, процессора и инвертора.

Выпрямитель содержит связку из диодов или же тиристоров, которые выпрямляют отправной ток на входе в преобразователь. Диодные ПЧ характеризуются абсолютным отсутствием вибраций, считаются дешевыми, но при данном надежными устройствами. Преобразователи на базе тиристоров делают вероятность для протекания тока в обоих инструкциях и дают возможность отдавать электронную энергию в сеть при торможении мотора.

Фильтр применяется в тиристорных устройствах для понижения или же исключения вибраций напряжения. Сглаживание выполняется с поддержкой ёмкостных или же индуктивно-ёмкостных фильтров.

Процессор – считается управляющим и анализирующим звеном преобразователя. Он воспринимает и обрабатывает сигналы с датчиков, собственно что разрешает регулировать выходной знак с преобразователя частоты интегрированным ПИД-регулятором. Еще этот составляющую системы записывает и сберегает данные о мероприятиях, регистрирует и отстаивает установка от перегрузок, недлинного замыкания, подвергает анализу режим работы и отключает прибор при аварийной работе.

Инвертор напряжения и тока применяется для управления электронными машинами, то есть для плавного регулировки частоты тока. Это прибор выдает на выходе «чистый синус», собственно что разрешает применить его во множества сферах индустрии.

Принцип работы электрического частотного преобразователя (инвертора) заключается в надлежащих шагах работы:

Входной синусоидальный переменный однофазовый или же трехфазный ток выпрямляется диодным мостом или же тиристорами;
При поддержке особых фильтров (конденсаторов) случается фильтрация сигнала для понижения или же исключения вибраций напряжения;
Усилие преобразуется в трехфазную волну с определенными параметрами с поддержкой микросхемы и транзисторного моста;
На выходе из инвертора прямоугольные импульсы преобразовываются в синусоидальное усилие с данными параметрами.

Облики преобразователей частоты

Есть некоторое количество типов частотников, которые на этот момент считаются наиболее всераспространенными для изготовления и применения:

Электромашинные (электроиндукционные) преобразователи: применяются в тех случаях, когда нельзя или же бессмысленно использование электрических ПЧ. Конструктивно эти прибора считаются асинхронными движками с фазным ротором, которые трудятся в режиме генератора-преобразователя.

Данные прибора считаются преобразователями со скалярным управлением. На выходе из предоставленного аппарата формируется усилие данной амплитуды и частоты для поддержания конкретного магнитного струи в обмотках статора. Они используются в тех случаях, когда не потребуется поддерживать скорость вращения ротора в зависимости от нагрузки (насосы, вентиляторы и многое другое оборудование).

Электрические преобразователи: обширно используется в каждых критериях работы для разного оснащения. Эти прибора считаются векторными, они механически вычисляют взаимодействие магнитных полей статора и ротора и обеспечивают систематическое смысл частоты вращения ротора за пределами зависимости от нагрузки.

Циклоконверторы;
Циклоинверторы;
ПЧ с промежным звеном неизменного тока:
Частотный преобразователь источника тока;
Частотный преобразователь источника напряжения (с амплитудно- или же широтно- импульсной модуляцией).

По сфере использования оснащение имеет возможность быть:

для оснащения мощностью до 315 кВт;
векторные преобразователи для мощности до 500 кВт;
взрывозащищённые прибора для использования во взрывоопасных и запыленных условиях;
частотные преобразователи, монтируемые на электродвигатели;

Любой образ частотного преобразователя содержит конкретные выдающиеся качества и дефекты и применим для разного оснащения и нагрузок, а еще критерий работы.

Управление частотным преобразователем имеет возможность быть ручным или же наружным. Ручное управление исполняется с пульта управления ПЧ, коим возможно отрегулировать частоту вращения или жеили приостановить работу. Наружное управление производится при поддержке самодействующих систем управления (АСУТП), которые имеют все шансы держать под контролем все характеристики прибора и дают возможность переключать схему или же режим работы (через ПЧ или же байпас). Еще наружное управление разрешает программировать работу преобразователя в зависимости от критерий работы, нагрузки, времени, собственно что разрешает трудиться в автоматическом режиме.

Необходимость частотного преобразователя для электродвигателя

Использование частотных преобразователей разрешает понизить издержки на электричество, затраты на амортизацию движков и оснащения. Их вполне вероятно применить для недорогих движков с короткозамкнутым ротором, собственно что понижает потери изготовления.

Почти все электродвигатели трудятся в критериях нередкой замены режимов работы (частые запуски и остановки, изменяющуюся нагрузку). Частотные преобразователи дают возможность плавненько запускать электродвигатель и понижают наибольший пусковой момент и нагрев оснащения. Это принципиально, к примеру, в грузоподъемных машинах и разрешает понизить плохое воздействие резких пусков, а еще ликвидировать раскачивание груза и рывки при остановке.

При поддержке ПЧ возможно плавненько регулировать работу нагнетательных вентиляторов, насосов и разрешает заавтоматизировать технологические процессы (применяются в котельных, на горнодобывающих производствах, в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей сферах, на водопроводных станциях и иных предприятиях).

Внедрение частотных преобразователей в транспортерах, конвейерах, лифтах разрешает прирастить срок службы их узлов, например как понижает рывки, удары и иные отрицательные моменты при запусках и остановке оснащения. Они имеют все шансы плавненько наращивать и сокращать частоту вращения мотора, воплотить в жизнь реверсивное перемещение, собственно что принципиально для большущего числа высокоточного промышленного оснащения.

Выдающиеся качества частотных преобразователей:

Понижение расходов на электричество: за счет понижения пусковых токов и регулировки мощности мотора исходя из нагрузки;
Наращивание надежности и долговечности оснащения: разрешает продлить срок эксплуатации и прирастить срок от 1-го технического облуживания до другого;
Разрешает ввести наружный контроль и управление оборудованием с удаленных компьютерных приборов и дееспособность встраивания в системы автоматизации;
Частотные преобразователи имеют все шансы трудиться с всякий мощностью нагрузки (от 1-го кв до 10-ов мегаватт);
Присутствие особых компонент в составе частотных преобразователей разрешает отстоять от перегрузок, обрыва фазы и недлинного замыкания, а еще гарантировать неопасную работу и отключение оснащения при появлении аварийной истории.

Естественно, смотря на подобный перечень плюсов возможно задаться вопросом, отчего бы их не применить для всех движков на предприятии? Ответ здесь очевиден, увы, но это высочайшая цена частотников, их установка и наладка. Не любое предприятие имеет возможность разрешить для себя эти затраты.