Видове честотни преобразуватели - Училище за електротехник, всичко за електротехниката и електрониката
За преобразуване на мрежовото променливо напрежение с индустриална честота 50/60 Hz в променливо напрежение с различна честота се използват устройства, наречени честотни преобразуватели. Изходната честота на честотния преобразувател може да варира в широки граници, обикновено от 0,5 до 400 Hz. По-високите честоти са неприемливи за съвременните двигатели поради естеството на материалите, от които са направени статорните и роторните сърцевини.
Всеки честотен преобразувател включва две основни части: управление и мощност. Контролната част е схема на цифрова микросхема, която осигурява управление на клавишите на захранващия блок, а също така служи за управление, диагностика и защита на захранваното задвижване и самия преобразувател.
Силовата секция включва директно ключовете - мощни транзистори или тиристори. В този случай честотните преобразуватели са два вида: с подчертана секция на постоянен ток или с директна комуникация. Преобразувателите с директно свързване имат ефективност до 98% и са способни да работят със значителни напрежения и токове. Като цяло, всеки от двата посочени типа честотни чейнджъри се различава по индивидуални предимства и недостатъци и за различни приложения може да е рационално да се прилага единият или другият.
Директна комуникация
Честотните преобразуватели с директно галванично свързване са първите, които се появяват на пазара; тяхната силова секция е контролиран тиристорен токоизправител, в който определени групи заключващи се тиристори се отварят на свой ред, а намотките на статора са свързани на свой ред към мрежата. Това означава, че в резултат напрежението, подавано към статора, е оформено като части от синусоида на мрежата, които се подават последователно към намотките.
Синусоидалното напрежение се превръща в триъгълно напрежение на изхода. Честотата е по-ниска от мрежата - от 0,5 до около 40 Hz. Очевидно обхватът на този тип преобразуватели е ограничен. Незаключващите се тиристори изискват по-сложни управляващи вериги, което увеличава цената на тези устройства.
Части от синусоида на изхода генерират по-високи хармоници и това са допълнителни загуби и прегряване на двигателя с намаляване на въртящия момент на вала, освен това в мрежата няма слаби смущения. Ако се използват компенсационни устройства, тогава разходите отново се увеличават, размерите и теглото се увеличават, ефективността на преобразувателя намалява.
Предимствата на честотните преобразуватели с директна галванична връзка включват:
- възможността за непрекъсната работа със значителни напрежения и токове;
- устойчивост на импулсни претоварвания;
- Ефективност до 98%;
- приложимост във вериги с високо напрежение от 3 до 10 kV и дори по-висока.
В този случай честотните преобразуватели с високо напрежение, разбира се, излизат по-скъпи от тези с ниско напрежение. Преди това те се използваха навсякъде, където е необходимо - а именно тиристорни преобразуватели с директно свързване.
С ясно изразена DC връзка
За съвременните задвижвания, с цел регулиране на честотата, честотните преобразуватели с подчертан DC блок са по-широко използвани. Преобразуването се извършва в две стъпки тук. Първо, входното мрежово напрежение се коригира и филтрира, изглажда, след това се подава към инвертора, където се преобразува в променлив ток на необходимата честота и напрежение с необходимата амплитуда.