Асинхронні двигуни сьогодні використовуються в багатьох виробничих галузях, як то: металообробка, деревообробка, вантажопідйомні роботи. Своєю популярністю асинхронні установки зобов'язані конструктивній простоті і надійності, однак для досягнення високого ККД цих агрегатів потрібні помічники, якими є частотні перетворювачі (ПЧ). Якщо розглядати їх в зв'язці з мотором, то стане зрозуміло, що частотний перетворювач це прилад, призначений для регулювання швидкості обертання електродвигуна. Завдяки частотнику вдається швидко перемикатися між режимами, ефективно витрачаючи енергоресурси.

Процес регулювання здійснюється за рахунок зміни частоти змінного струму. Як ми знаємо стандартна частота для побутових мереж становить 50 Гц. У свою чергу, ПЧ здатний виводити частоту в діапазоні від 0 до 50 Гц. Чим нижче частоти, тим менше обертів ротора, і навпаки.

Що ж, ми згадали про те, що таке перетворювачі частоти, а значить, саме час переходити до теми, озаглавившей даний огляд.

Види перетворювачів частоти

Якщо вас запитають: «Частотники що це, і як працює?» сміливо відповідайте, що перетворювач, який визначає і контролює обертів електродвигуна. Тим же, кому така відповідь здасться недостатньо повним, рекомендуємо зануритися у подальше вивчення теми частотних перетворювачів.

Почнемо з різновидів ПЧ. У цій категорії багато нюансів, так як види інверторів поділяються за кількома ознаками: конструкції, способу управління і принципом дії. Є три основних групи:

• Запрограмовані пристрою;

• Частотники, аналізують стан входів;

• ПЧ запам'ятовуючі стану входів.

По природі роботи шукані прилади діляться на електромашинні, вони ж індукційні та електронні. Так звані індукційні перетворювачі сьогодні найменш поширені. До них звертаються лише у тому разі, коли використання електронних варіантів утруднено робочими умовами.

Ми намітили основні види перетворювачів частоти, і тепер саме час перейти до їх детального огляду.

Електронні перетворювачі

Ці пристрої функціонують на тиристорної або транзисторної частини, посиленою мікроконтролером. Електронні перетворювачі поділяються на прилади з безпосереднім зв'язком та пристрої, в схемотехніці яких застосовується проміжне ланка, конвертирующее змінний струм в постійний.

Безпосередні ПЧ трансформують сигнал за допомогою синусоїди мережі. За процес відповідають тиристори, підключаються в залежності від схемотехніки по бруківці, перехресного, нульовий або зустрічно-паралельною схемою. Комплект тиристорів підбирається в залежності від кількості вихідних фаз. У свою чергу, комплекти діляться на катодні і анодні групи. Частота на виході формується завдяки послідовній роботі груп.

Плюси і мінуси безпосередніх ПЧ

Відразу хочемо підкреслити той факт, що частотні перетворювачі переваги яких будуть розглянуті в цьому блоці, повинні підбиратися з розрахунку вартість/функціонал. Немає ніякого практичного сенсу в покупці наддорогого пристрою, функціонал якого не затребуваним на 100%.

Переваги безпосередніх ПЧ.

• Прийнятний цінник. Проста конструкція, позбавлена дорогих деталей, робить покупку такого пристрою раціональним вкладенням коштів.

• ККД. Високі показники коефіцієнта корисної дії є результатом елементарного принципу побудови ланцюга, в якій струм перетвориться тільки один раз.

• Потужність і рекуперація. Схемотехніка дозволяє реалізувати гальмування рекуперативної природи. Потужність нарощується за допомогою підключення додаткових комплектів ПЧ.

• Стабільна робота на низьких частотах.

• Зручність блочно-модульної системи, монтаж і апгрейд якої займає менше часу.

До мінусів слід віднести роботу тільки на зниження частоти, перешкоди, викликані субгармониками напруги, орієнтованість на роботу з великими потужностями. Виходячи з інформації, наведеної у цьому блоці огляду, на запитання, який частотники потрібен для електродвигуна великої і середньої потужності, можна точно відповісти, що це безпосередній частотники.

Перетворювачі з проміжним ланкою

У порівнянні з попереднім типом цей ПЧ вважається більш масовим. У схемотехніці частотников з проміжним ланкою задіює випрямляч, який перетворює змінний струм в постійний. Після цього сигнал знову трансформується в змінний струм потрібної частоти за допомогою інвертора. Дане технічне рішення дозволяє отримувати на виході струм у будь-якому частотному діапазоні, як підвищений, так і знижений.

Продовжуючи розкривати тему – що таке частотний перетворювач, варто розповісти про сильних і слабких сторонах ПЧ з інвертором на борту.

Сильні сторони:

1. Двоступеневе перетворення, що дозволяють знижувати і підвищувати частоту.

2. Чисте напруга без перешкод.

3. Гнучкість у налаштуванні під виконання поставлених завдань.

4. Висока точність, що дозволяє застосовувати ПЧ з інвертором в двигунах з тонкою регулюванням частоти.

З числа недоліків слід зазначити два моменти: великі габарити, маса, втрата потужності через двоступінчастого перетворення.

Ось ми і дізналися які бувають частотні перетворювачі, що відрізняються. Завершити огляд хотілося б оперативним розбором теми управління частотниками. Є два типи керування: скалярний і векторний.

Скалярний управління підходить для схем, у яких навантаження не змінюється. Векторне управління підійде для ланцюгів, в яких управління швидкістю і моментом відбувається незалежно один від одного.

Переваги скалярного управління: дешевизна, простота, підтримання постійного магнітного потоку. Недоліки: регулювання або швидкості, або моменту, вузький діапазон малих швидкостей, неможливість застосування динамічного навантаження.

Векторне управління може похвалитися плавністю і точністю регулювань, широким діапазоном частот, мінімальними втратами. Серед недоліків векторного керування: складна схемотехніка, що вимагає ретельної налаштування і обслуговування, висока вартість, коливання швидкості.

Сподіваємося, цей матеріал був корисним. Статті додаються регулярно, тому не забувайте заглядати до нас для поповнення власної бази знань про електродвигунах і пов'язаних з ними вузлами.