În diferite situații, poate fi necesară convertirea frecvenței curentului inițial într-un curent cu o tensiune de frecvență reglată. Acest lucru este necesar, de exemplu, atunci când funcționează motoare asincrone pentru a-și schimba viteza de rotație. Acest articol va discuta despre scopul și principiul funcționării convertizorului de frecvență.
Conţinut
Ce este un convertor de frecvență
Un convertor de frecvență (FC) este un dispozitiv electric care transformă și reglează fără probleme curentul alternativ monofazat sau trifazat cu o frecvență de 50 Hz într-un tip similar de curent cu o frecvență de la 1 la 800 Hz. Astfel de dispozitive sunt utilizate pe scară largă pentru a controla funcționarea diferitelor mașini electrice asincrone, de exemplu, pentru a schimba frecvența de rotație a acestora. Există și dispozitive pentru utilizare în rețele industriale de înaltă tensiune.
Convertoarele simple reglează frecvența și tensiunea în funcție de caracteristica V/f, dispozitivele complexe folosesc control vectorial.
Convertorul de frecvență este un dispozitiv complex din punct de vedere tehnic și constă nu numai dintr-un convertor de frecvență, ci are și protecție împotriva supracurentului, supratensiunii și scurtcircuitului. De asemenea, un astfel de echipament poate avea o sufocare pentru a îmbunătăți forma de undă și filtre pentru a reduce diferitele interferențe electromagnetice. Există convertoare electronice, precum și dispozitive de mașini electrice.
Principiul de funcționare al convertizorului de frecvență
Un convertor electronic este format din mai multe componente principale: un redresor, un filtru, un microprocesor și un invertor.
Redresor are o grămadă de diode sau tiristoare care redresează curentul inițial la intrarea în convertor. Invertoarele cu diodă se caracterizează printr-o absență completă a ondulațiilor, sunt dispozitive ieftine, dar în același timp fiabile. Convertoarele bazate pe tiristoare creează posibilitatea ca curentul să circule în ambele direcții și permit întoarcerea energiei electrice în rețea atunci când motorul este frânat.
Filtru utilizat în dispozitivele cu tiristoare pentru a reduce sau a elimina ondulația de tensiune. Netezirea se realizează cu ajutorul filtrelor capacitive sau inductiv-capacitive.
Microprocesor – este o legătură de control și analiză a convertorului. Acesta primește și procesează semnale de la senzori, ceea ce vă permite să reglați semnalul de ieșire de la convertizorul de frecvență cu un controler PID încorporat.De asemenea, această componentă a sistemului înregistrează și stochează datele despre evenimente, înregistrează și protejează dispozitivul de suprasarcini, scurtcircuite, analizează modul de funcționare și oprește dispozitivul în caz de funcționare de urgență.
invertor tensiunea și curentul sunt folosite pentru a controla mașinile electrice, adică pentru a controla fără probleme frecvența curentului. Un astfel de dispozitiv produce o ieșire „sinus pur”, ceea ce îi permite să fie utilizat în multe industrii.
Principiul de funcționare al convertorului electronic de frecvență (invertor) constă în următoarele etape de lucru:
- Curentul alternativ sinusoidal monofazat sau trifazat de intrare este redresat printr-o punte de diode sau tiristoare;
- Cu ajutorul unor filtre speciale (condensatori), semnalul este filtrat pentru a reduce sau elimina ondulațiile de tensiune;
- Tensiunea este convertită într-o undă trifazată cu anumiți parametri folosind un microcircuit și o punte de tranzistor;
- La ieșirea invertorului, impulsurile dreptunghiulare sunt convertite într-o tensiune sinusoidală cu parametri specificați.
Tipuri de convertoare de frecvență
Există mai multe tipuri de convertoare de frecvență, care sunt în prezent cele mai comune pentru producție și utilizare:
Convertoare electromașini (electroinductie): sunt utilizate în cazurile în care este imposibilă sau inadecvată utilizarea FC-urilor electronice. Din punct de vedere structural, astfel de dispozitive sunt motoare asincrone cu un rotor de fază, care funcționează în modul generator-convertor.
Aceste dispozitive sunt convertoare controlate scalar. La ieșirea acestui dispozitiv, se creează o tensiune de o amplitudine și o frecvență date pentru a menține un anumit flux magnetic în înfășurările statorului.Se folosesc in cazurile in care nu este necesara mentinerea turatiei rotorului in functie de sarcina (pompe, ventilatoare si alte echipamente).
Convertoare electronice: utilizat pe scară largă în toate condițiile de lucru pentru diverse echipamente. Astfel de dispozitive sunt vectoriale, calculează automat interacțiunea câmpurilor magnetice ale statorului și rotorului și oferă o valoare constantă a vitezei rotorului, indiferent de sarcină.
- Cicloconvertoare;
- Cicloinvertoare;
- Invertor cu circuit DC intermediar:
- Convertor de frecvență al sursei de curent;
- Convertor de frecvență al sursei de tensiune (cu modulație în amplitudine sau în lățime a impulsului).
După sfera de aplicare, echipamentul poate fi:
- pentru echipamente cu putere de până la 315 kW;
- convertoare vectoriale pentru putere de până la 500 kW;
- dispozitive antiexplozive pentru utilizare în medii explozive și praf;
- convertoare de frecvență montate pe motoare electrice;
Fiecare tip de convertor de frecvență are anumite avantaje și dezavantaje și este aplicabil diferitelor echipamente și sarcini, precum și condițiilor de lucru.
Convertorul de frecvență poate fi controlat manual sau extern. Controlul manual se efectuează de la panoul de control al invertorului, care poate regla viteza sau poate opri funcționarea. Controlul extern se realizează folosind sisteme de control automat (APCS), care pot controla toți parametrii dispozitivului și vă permit să comutați schema sau modul de funcționare (prin FC sau bypass).De asemenea, controlul extern vă permite să programați funcționarea convertorului în funcție de condițiile de funcționare, sarcină, timp, ceea ce vă permite să lucrați în modul automat.
De ce ar putea un motor electric să aibă nevoie de un convertor de frecvență?
Utilizarea convertoarelor de frecvență face posibilă reducerea costului energiei electrice, costului deprecierii motoarelor și echipamentelor. Pot fi folosite pentru motoare ieftine cu colivie, ceea ce reduce costurile de producție.
Multe motoare electrice funcționează în condiții de schimbare frecventă a modurilor de funcționare (porniri și opriri frecvente, schimbarea sarcinii). Convertizoarele de frecvență vă permit să porniți fără probleme motorul și să reduceți cuplul maxim de pornire și încălzirea echipamentului. Acest lucru este important, de exemplu, la mașinile de ridicat și vă permite să reduceți impactul negativ al pornirilor bruște, precum și să eliminați balansarea sarcinii și smuciturile la oprire.
Cu ajutorul invertorului, puteți regla fără probleme funcționarea suflantelor, pompelor și vă permite să automatizați procesele tehnologice (utilizate în cazane, în minerit, în sectoarele de petrol și rafinare a petrolului, la instalații de apă și alte întreprinderi).
Utilizarea convertoarelor de frecvență în transportoare, transportoare, ascensoare vă permite să creșteți durata de viață a componentelor acestora, deoarece reduce șocurile, șocurile și alți factori negativi la pornirea și oprirea echipamentului. Pot crește și scădea fără probleme turația motorului, pot efectua mișcare inversă, ceea ce este important pentru un număr mare de echipamente industriale de înaltă precizie.
Avantajele convertoarelor de frecvență:
- Reducerea costurilor cu energia: prin reducerea curenților de pornire și ajustarea puterii motorului în funcție de sarcină;
- Creșterea fiabilității și durabilității echipamentelor: vă permite să prelungiți durata de viață și să măriți perioada de la un serviciu tehnic la altul;
- Vă permite să implementați controlul extern și managementul echipamentelor de la dispozitive computerizate la distanță și capacitatea de integrare în sisteme de automatizare;
- Convertizoarele de frecvență pot funcționa cu orice putere de sarcină (de la un kilowatt la zeci de megawați);
- Prezența componentelor speciale în compoziția convertoarelor de frecvență vă permite să vă protejați împotriva supraîncărcărilor, defecțiunii de fază și scurtcircuitului, precum și să asigurați funcționarea și oprirea în siguranță a echipamentelor în caz de urgență.
Desigur, privind o astfel de listă de avantaje, s-ar putea întreba de ce să nu le folosiți pentru toate motoarele din întreprindere? Răspunsul aici este evident, din păcate, dar acesta este costul ridicat al chastotnikov, instalarea și reglarea lor. Nu orice afacere își poate permite aceste costuri.
Articole similare:
