Как работает частотный преобразователь?

112

Частотные преобразователи – электронные устройства, которые осуществляют преобразование переменного напряжения с одной частоты в другую. Выходная частота в приборах может меняться в широких границах и становится выше или ниже частоты сети. Чтобы понять важность данного оборудования необходимо знать, как работает частотный преобразователь.

Устройство и принцип работы частотного преобразователя

Асинхронное оборудование активно используется за счет простоте конструкции, надежности и небольшим размерам. Частотники выполняют трансформацию однофазного/трехфазного напряжения 50-60 Гц в аналогичный ток. Допускается регулировка частоты в пределах 1-800 Гц. ПЧ индукционного типа конструктивно повторяют асинхронное электрическое устройство и фазный ротор, которые работают по аналогии с преобразователем генератором.

Устройства статического преобразования включают в себя:

  • Выпрямитель. С помощью полупроводниковых диодов происходит конвертирование переменного тока в постоянный.
  • Фильтр напряжения. Обеспечивает сглаживание постоянного напряжения, которое исходит из выпрямителя. Отличается сильными пульсациями, полученными от переменного тока. За счет фильтрующего элемента происходит удаление несущей частоты. В результате остается рабочая выходная частота. Форма выходного напряжения приближена к синусоидальной. Это позволяет ликвидировать любые перенапряжения, возникающие на обмотках двигателя.
  • Система с микропроцессором. Осуществляет управление входным выпрямителем. Также обеспечивает прием и обработку сигнала с датчиков. Она совместно функционирует с автоматизированной системой, относящейся к высшему уровню. Выполняется запись и сохранение данных о конкретных событиях, происходит генерация выходного напряжения определенной частоты. Система на основе микропроцессора гарантирует защиту от перегрузок, обрывов фазы и прочих режимов работы, которые активируются в аварийных ситуациях.

Особенности работы оборудования

Принцип работы частотных преобразователей для двигателей состоит из последовательных этапов:

  • Выпрямление сетевого напряжения происходит за счет действия входных диодных блоков.
  • Процесс сглаживания и фильтрации напряжение выполняется через специальный конденсатор фильтр-LC.
  • Применение микросхемы и транзисторов осуществляется изменение напряжения и преобразование его в трехфазную волну с конкретными характеристиками.
  • Прямоугольные импульсы на выходе объединяются и превращаются практически в синусоидальное напряжение.

Во время частотного регулирования вначале напряжение становится постоянным, а затем переходит в переменное с нужной частотой.

Принцип действия частотного преобразователя заключается в двойной трансформации формы сетевого сигнала. На выпрямительные диоды попадает напряжение. Устраняются гармоники синусоиды, при этом сохраняется пульсация сигнала. За счет этого достигается стабильная форма напряжения. После того как выпрямительный блок осуществляет прохождение, сигнал поступает на вход мостовой фазы (3 фазы). Она включает в себя 6 транзисторов, которые защищены с помощью диодов от пробоя напряжения. При рассмотрении схемы работы частотного преобразователя следует отметить дополнительный мощный транзистор с резистором. Он необходим для выполнения рассеивания энергии. В результате срабатывает режим замедления в схеме электродвигателя благодаря упразднению напряжения силового агрегата.

Детально изучив описание работы частотного преобразователя, удастся более эффективно использовать устройство. Оно включает в себя схему с транзистором, который функционирует по принципу электронных ключей. Основная функция отводится микропроцессору, который координирует работу ключей, обеспечивает защитную и контрольную функции, а также осуществляет диагностические операции. Преобразователи частоты базируются на схемах двойного преобразования. Это позволяет менять частоту как в большую, так и в меньшую сторону. Выходное напряжение получается чистой синусоидальной формы с исключением высших гармоник.

Назначение частотного преобразователя

При потребности стабилизировать напряжение тока при работе оборудования используется частотник. Устройство используется на производственных объектах, где функционируют агрегаты с электрическими моторами повышенной мощности. С помощью частотных преобразователей удается решать следующие задачи: нивелирование короткого замыкания в сети, минимизировать риск сгорания двигателя из-за скачков частоты тока, снижение расхода электричества, повышение ресурса силового агрегата промышленного оборудования.