Apakah penukar frekuensi, jenis utama dan apakah prinsip operasi

Dalam pelbagai situasi, ia mungkin perlu untuk menukar frekuensi arus awal kepada arus dengan voltan frekuensi terkawal. Ini diperlukan, sebagai contoh, apabila mengendalikan motor tak segerak untuk menukar kelajuan putarannya. Artikel ini akan membincangkan tujuan dan prinsip operasi penukar frekuensi.

Apakah itu penukar frekuensi

Penukar frekuensi (FC) ialah peranti elektrik yang menukar dan mengawal selia arus ulang alik fasa tunggal atau tiga fasa dengan frekuensi 50 Hz kepada jenis arus yang serupa dengan frekuensi 1 hingga 800 Hz. Peranti sedemikian digunakan secara meluas untuk mengawal operasi pelbagai mesin elektrik tak segerak, sebagai contoh, untuk menukar kekerapan putaran mereka. Terdapat juga peranti untuk digunakan dalam rangkaian voltan tinggi industri.

Penukar mudah mengawal frekuensi dan voltan mengikut ciri V/f, peranti kompleks menggunakan kawalan vektor.

Penukar frekuensi ialah peranti teknikal yang kompleks dan bukan sahaja terdiri daripada penukar frekuensi, tetapi juga mempunyai perlindungan terhadap arus lebih, voltan lampau dan litar pintas. Selain itu, peralatan tersebut mungkin mempunyai pencekik untuk memperbaiki bentuk gelombang dan penapis untuk mengurangkan pelbagai gangguan elektromagnet. Terdapat penukar elektronik, serta peranti mesin elektrik.

Prinsip operasi penukar frekuensi

Penukar elektronik terdiri daripada beberapa komponen utama: penerus, penapis, mikropemproses dan penyongsang.

Penerus mempunyai sekumpulan diod atau thyristor yang membetulkan arus awal pada input kepada penukar. Penyongsang diod dicirikan oleh ketiadaan riak yang lengkap, ia adalah murah, tetapi pada masa yang sama peranti yang boleh dipercayai. Penukar berasaskan thyristor mewujudkan kemungkinan arus mengalir dalam kedua-dua arah dan membenarkan tenaga elektrik kembali ke rangkaian apabila motor dibrek.

Penapis digunakan dalam peranti thyristor untuk mengurangkan atau menghapuskan riak voltan. Melicinkan dilakukan menggunakan penapis kapasitif atau induktif-kapasitif.

Mikropemproses – ialah pautan kawalan dan analisis penukar. Ia menerima dan memproses isyarat daripada penderia, yang membolehkan anda melaraskan isyarat keluaran daripada penukar frekuensi dengan pengawal PID terbina dalam.Selain itu, komponen sistem ini merekod dan menyimpan data acara, mendaftar dan melindungi peranti daripada beban lampau, litar pintas, menganalisis mod pengendalian dan mematikan peranti sekiranya berlaku operasi kecemasan.

penyongsang voltan dan arus digunakan untuk mengawal mesin elektrik, iaitu untuk mengawal frekuensi arus dengan lancar. Peranti sedemikian menghasilkan output "sinus tulen", yang membolehkan ia digunakan dalam banyak industri.

Prinsip operasi penukar frekuensi elektronik (inverter) terdiri daripada peringkat kerja berikut:

1. Arus masukan sinusoidal bergantian fasa tunggal atau tiga fasa dibetulkan oleh jambatan diod atau thyristor;
2. Dengan bantuan penapis khas (kapasitor), isyarat ditapis untuk mengurangkan atau menghapuskan riak voltan;
3. Voltan ditukar kepada gelombang tiga fasa dengan parameter tertentu menggunakan litar mikro dan jambatan transistor;
4. Pada output penyongsang, denyutan segi empat tepat ditukar kepada voltan sinusoidal dengan parameter tertentu.

Jenis penukar frekuensi

Terdapat beberapa jenis penukar frekuensi, yang pada masa ini adalah yang paling biasa untuk pengeluaran dan penggunaan:

Penukar elektromasin (elektroinduksi): digunakan dalam kes di mana adalah mustahil atau tidak sesuai untuk menggunakan FC elektronik. Secara struktur, peranti sedemikian adalah motor tak segerak dengan pemutar fasa, yang beroperasi dalam mod penukar penjana.

Peranti ini ialah penukar terkawal skalar. Pada output peranti ini, voltan amplitud dan frekuensi tertentu dicipta untuk mengekalkan fluks magnet tertentu dalam belitan stator.Ia digunakan dalam kes di mana ia tidak perlu untuk mengekalkan kelajuan rotor bergantung pada beban (pam, kipas dan peralatan lain).

Penukar elektronik: digunakan secara meluas dalam semua keadaan kerja untuk pelbagai peralatan. Peranti sedemikian adalah vektor, mereka secara automatik mengira interaksi medan magnet stator dan pemutar dan memberikan nilai malar kelajuan pemutar tanpa mengira beban.

1. Penukar siklo;
2. Penukar siklon;
3. Penyongsang dengan pautan DC perantaraan:

• Penukar frekuensi sumber semasa;
• Penukar frekuensi sumber voltan (dengan amplitud atau modulasi lebar nadi).

Mengikut skop, peralatan boleh:

• untuk peralatan dengan kuasa sehingga 315 kW;
• penukar vektor untuk kuasa sehingga 500 kW;
• peranti kalis letupan untuk digunakan dalam persekitaran yang mudah meletup dan berdebu;
• penukar frekuensi yang dipasang pada motor elektrik;

Setiap jenis penukar frekuensi mempunyai kelebihan dan kekurangan tertentu, dan boleh digunakan untuk peralatan dan beban yang berbeza, serta keadaan kerja.

Penukar frekuensi boleh dikawal secara manual atau luaran. Kawalan manual dijalankan dari panel kawalan penyongsang, yang boleh melaraskan kelajuan atau menghentikan operasi. Kawalan luaran dijalankan menggunakan sistem kawalan automatik (APCS), yang boleh mengawal semua parameter peranti dan membolehkan anda menukar skema atau mod operasi (melalui FC atau pintasan).Juga, kawalan luaran membolehkan anda memprogramkan operasi penukar bergantung pada keadaan operasi, beban, masa, yang membolehkan anda bekerja dalam mod automatik.

Mengapakah motor elektrik memerlukan penukar frekuensi?

Penggunaan penukar frekuensi memungkinkan untuk mengurangkan kos elektrik, kos susut nilai motor dan peralatan. Ia boleh digunakan untuk motor sangkar tupai yang murah, yang mengurangkan kos pengeluaran.

Banyak motor elektrik beroperasi dalam keadaan perubahan mod operasi yang kerap (kerap mula dan berhenti, menukar beban). Penukar frekuensi membolehkan anda memulakan motor dengan lancar dan mengurangkan tork permulaan maksimum dan pemanasan peralatan. Ini penting, sebagai contoh, dalam mesin angkat dan membolehkan anda mengurangkan kesan negatif daripada permulaan secara tiba-tiba, serta untuk menghapuskan hayunan beban dan sentakan apabila berhenti.

Dengan bantuan penyongsang, anda boleh mengawal operasi blower, pam dengan lancar dan membolehkan anda mengautomasikan proses teknologi (digunakan dalam rumah dandang, dalam perlombongan, dalam sektor penapisan minyak dan minyak, di kerja air dan perusahaan lain).

Penggunaan penukar frekuensi dalam penghantar, penghantar, lif membolehkan anda meningkatkan hayat perkhidmatan komponennya, kerana ia mengurangkan sentakan, kejutan dan faktor negatif lain apabila memulakan dan menghentikan peralatan. Mereka boleh meningkatkan dan mengurangkan kelajuan enjin dengan lancar, melakukan pergerakan terbalik, yang penting untuk sejumlah besar peralatan industri berketepatan tinggi.

Kelebihan penukar frekuensi:

1. Mengurangkan kos tenaga: dengan mengurangkan arus permulaan dan melaraskan kuasa enjin berdasarkan beban;
2. Meningkatkan kebolehpercayaan dan ketahanan peralatan: membolehkan anda memanjangkan hayat perkhidmatan dan meningkatkan tempoh dari satu perkhidmatan teknikal kepada yang lain;
3. Membolehkan anda melaksanakan kawalan luaran dan pengurusan peralatan daripada peranti komputer jauh dan keupayaan untuk disepadukan ke dalam sistem automasi;
4. Penukar frekuensi boleh beroperasi dengan sebarang kuasa beban (dari satu kilowatt hingga berpuluh-puluh megawatt);
5. Kehadiran komponen khas dalam komposisi penukar frekuensi membolehkan anda melindungi daripada beban lampau, kegagalan fasa dan litar pintas, serta memastikan operasi selamat dan penutupan peralatan sekiranya berlaku kecemasan.

Sudah tentu, melihat senarai kelebihan sedemikian, seseorang mungkin tertanya-tanya mengapa tidak menggunakannya untuk semua enjin dalam perusahaan? Jawapannya di sini adalah jelas, sayangnya, tetapi ini adalah kos tinggi chastotnikov, pemasangan dan pelarasan mereka. Tidak semua perniagaan mampu menanggung kos ini.

Artikel yang serupa: