Выпрямители в частотных преобразователях

По мере развития микропроцессоров и полупроводников, технологические возможности частотных преобразователей значительно расширились. Функционал этих устройств не ограничивается прямым назначением – преобразованием частоты электрического тока для изменения оборотов мотора.

Планируя купить частотный преобразователь, важно учитывать, какая схема выпрямителя задействована в соответствующей модели. От этого зависит, насколько адаптирован инвертор к выполнению определенных задач.

В статье рассматриваются особенности современных частотников, с учетом доступных функций и принципа действия этого оборудования.

Конструкция частотного преобразователя

Частотник состоит из таких элементов:

• выпрямителя;
• промежуточной цепи;
• инвертора;
• блока управления.

Расположение выпрямителя первым в этой схеме обусловлено спецификой работы устройства. Этот модуль формирует напряжение заданной частоты при подключении к одной или трем фазам переменного тока.

Виды выпрямителей

Учитывая характеристики и особенности соответствующей модели частотного преобразователя, в составе этого устройства предусмотрено применение следующих видов выпрямителей:

• управляемых – этот блок составлен на основе тиристоров, с односторонней проводимостью электрического тока; указанный элемент выполнен из трех электродов, первый из которых становится затвором, включающимся при приеме сигнала управления;
• неуправляемых – смоделирован из диодов, пропускающих ток в одну сторону; применяют полупроводники, не допускающие возможность регулирования нагрузки; при включении в трехфазную цепь эти устройства преобразуют переменное напряжение в постоянное без изменения заданных параметров;
• полууправляемых – включают оба перечисленных типа полупроводников (диоды и тиристоры).

При подаче нагрузки на управляемый выпрямитель, на выходе сигнал преобразуется в постоянный ток определенной величины, учитывая характеристики управляющего сигнала. Это зависит от того, как настроен блок управления. Затем инвертор проводит обратное преобразование, с выдачей переменного напряжения необходимой частоты. Это также определяется параметрами блока управления. Вариативность функционирования управляемых выпрямителей объясняется тем, что опции регулирования доступны для входного выпрямляющего блока и выходного инвертора.

При использовании устройства неуправляемого типа возможности изменения характеристик ограничены. У полууправляемых приборов сохраняются определенные опции регулирования, но также в более узком диапазоне, по сравнению с управляемыми выпрямителями.

Как выбрать схему выпрямителя?

При выборе разновидности выпрямляющего блока частотного преобразователя важно учитывать такие условия:

• нужно ли регулировать, насколько потребуется изменять выходное напряжение, в зависимости от режима работы, особенностей эксплуатации соответствующего привода;
• наличие влияния на источник питания, подающий переменное напряжение на частотный преобразователь;
• ограничения по допустимому уровню пульсаций в синусоиде преобразованного напряжения.

Важны и другие сопутствующие факторы.

К примеру, при управлении двигателем насосной установки важно точно варьировать оборотами. От частоты вращения двигателя зависит давление, развиваемое агрегатом. При работе конвейера на постоянной скорости, изменять параметры не требуется. Эти особенности определяют, какая модель ЧП актуальна в конкретной ситуации.

При подключении электродвигателей приводом промышленного оборудования целесообразно использование частотных преобразователей, схема которых включает трехфазные выпрямители с диодной мостовой схемой. Для значительного уменьшения напряжения высшей гармоники, которое возникает в случае ослабления основного импульса, можно воспользоваться дополнительными емкостными или индуктивными фильтрами. Выбор дополнительных комплектующих зависит от условий эксплуатации конкретного оборудования.

Если корректно подобрать модель преобразователя частоты по типу выпрямителя и другим параметрам, можно обеспечить надежную работу электродвигателя и в целом приводного механизма. При отсутствии должного уровня знаний, заказчик может минимизировать риск ошибки, обратившись за консультацией к профессионалам.