Как работает частотный преобразователь для электродвигателя?

При работе электрического двигателя обороты вала на выходе определяются частотой тока. Варьируя этой характеристикой, можно изменять скорость вращения для управления приводом оборудования. Частотный преобразователь – устройство, обеспечивающее такую возможность.

Стоит подробнее рассмотреть конструкцию, принцип действия и особенности этого прибора, чтобы оценить целесообразность и условия применения в определенной ситуации.

Как устроен частотник?

Обычно частотный преобразователь состоит из таких компонентов:

• неуправляемого звена, работающего на постоянном токе – выпрямляющий диодный мост с фильтром;
• силового инвертора импульсного типа – включает шесть транзисторных ключей, чтобы подключить обмотки мотора к контактам на выпрямителе, соответственно к отрицательной и положительной клемме;
• блока управления;
• модуля автоматического регулирования;
• конденсатора на фильтре;
• дросселя.

Конструкция может отличаться, в зависимости от функционала, характеристик определенной модели.

Принцип действия

Частотник регулирует напряжение на выходе в режиме реального времени широтно-импульсным управлением на высоких частотах, с учетом модуляционного периода. При этом статорная обмотка электродвигателя попеременно подключается к разным полюсам на выпрямителе. Таким методом формируется П-образный график импульсов напряжения двухполярной последовательности с высокой частотой. Для регулирования параметров тока применяют разные способы:

• амплитудный – изменяют напряжение от источника питания на входе в прибор;
• широтно-импульсный – вносят коррективы в режим работы вентилей, сохраняя напряжение неизменным.

Вторая методика более распространена, учитывая широкие возможности современных микропроцессорных технологий. Широтно-импульсная модуляция в совокупности с непосредственными свойствами статорных обмоток электродвигателя преобразует график частоты в кривую, приближенную к синусоиде для плавного регулирования характеристик.

Это обеспечивает высокий КПД, точность задания параметров амплитуды и частоты. Дополнительные преимущества достигнуты тем, что в схему включены запираемые транзисторы или биполярные транзисторные элементы с изолированным затвором.

В схеме, реализованной частотным преобразователем, поочередным переключением в заданном порядке протекают активные компоненты переменного тока, с выпрямлением диодами реактивных составляющих.

Особенности работы электродвигателя с частотным преобразователем и дополнительными устройствами регулирования параметров

Частотник, как указывалось выше, плавно регулирует частоту и напряжение электрического тока при работе двигателя, для увеличения или уменьшения оборотов. Это обеспечивает удобство, надежность управления приводным механизмом. Выпускают модели ЧП, адаптированных к применению на различных промышленных агрегатах, включая вентиляторы обдува или воздухообменных установок, холодильные агрегаты, грузоподъемные краны и пр. В каждом из этих приводов основу составляет роторно-статорное устройство – электродвигатель.

В перечисленном оборудовании разница определяется изменением технологических характеристик, что требует применения инверторов с различными возможностями. Возможности частотных преобразователей Веспер допускают работу в условиях значительных эксплуатационных нагрузок, при разном диапазоне вращающего момента – от мощных подъемных механизмов до бытовых насосных установок или станций ограниченной производительности.

В зависимости от назначения, предусмотрен выпуск следующих частотников:

• общепроизводственных;
• лифтовых или крановых;
• вентиляторных либо насосных.

В аппаратах всех типов применяют системы плавного запуска. Отличия состоят в величине тока, на который рассчитано устройство, возможности частичного исполнения роли генератора, с торможением двигателя.

Чтобы преобразователи работали эффективнее, для оптимизации управления этими приборами, в схему включают разное оборудование, исходя из типа протокола, принципа изменения параметров, других особенностей.

Частотник – удобное и функциональное устройство для плавного регулирования частоты вращения вала электродвигателя. Разнообразие моделей позволяет подобрать исполнение, которое подойдет для работы в конкретной ситуации, с учетом технических параметров соответствующего приводного механизма.