Структура
Любой преобразователь состоит из двух основных компонентов – управляющего и силового. Управляющая часть – это микросхема, которая отвечает за работу составляющих силового компонента. В него входят ключи – транзисторы и тиристоры высокой мощности. Они работают в режиме электронных ключей. Микропроцессор управляет силовыми ключами, а также решает дополнительные задачи – гарантирует защищенность и проводит диагностику системы.
По конструкции и принципу эксплуатации принято различать две разновидности частотников:
- Индукционного типа. Они используются с асинхронными электродвигателями с невысоким КПД, и не получили широкого распространения.
- Электронного типа. Они способны плавно регулировать количество оборотов синхронных и асинхронных электромоторов, поэтому активно применяются при сборке электрических цепей.
Классификация частотных преобразователей
Выбор преобразующего устройства зависит от особенностей электропривода, в котором его предполагается использовать. Различают два основных типа частотников:
- С непосредственной связью. В таких устройствах электрический модуль играет роль управляемого выпрямителя: система поочередно открывает группы тиристоров и подсоединяет обмотки электродвигателя к питающей электросети. Частота выходного напряжения колеблется в пределах от 0 до 50 Гц. Это ограничивает возможности применения преобразующих устройств с непосредственной связью.
- С промежуточным звеном постоянного тока. Это более новый и технологичный вариант, где преобразование выполняется в 2 этапа. Первоначально напряжение электросети сглаживается и фильтруется, после этого передается на инвертор, где преобразуется в переменный ток требуемой частоты. В роли силовых ключей в таких устройствах применяются запираемые тиристоры или IGBT-транзисторы.
Принцип эксплуатации
Сегодня самыми распространенными стали частотные преобразователи, разработанные по схеме автономного инвертора напряжения. Это стало возможным благодаря изобретению IGB-транзисторов и запираемых тиристоров – такие силовые полупроводники полностью управляемы. Преобразователь с широтно-импульсным управлением (ШИМ) уменьшает пусковой ток в 4-5 раз. Благодаря этому, асинхронный двигатель запускается плавно, преобразователь обеспечивает оптимальное соотношение частоты и напряжения.
Преобразователь с ШИМ работает по двойной схеме. Первоначально стандартное напряжение сети 220 или 380 Вольт выпрямляется с помощью входного диодного моста, после этого фильтруется и сглаживается конденсаторами.
В ходе второго этапа выправляющие микросхемы и IGBT ключи формируют ШИМ последовательность заданной частоты. На выходе подаются пачки прямоугольных импульсов, индуктивность статора асинхронного электромотора превращает их в напряжение, приближенное к синусоиде.
Как настраивать и подключать устройство
Преобразователь подбирается по нескольким параметрам. Он должен соответствовать требованиям по типу исполнения, мощности, способности к перегрузке. В продаже можно встретить преобразователи с векторным и скалярным управлением – первый тип стоит дороже, однако обладает более выгодными эксплуатационными характеристиками. Векторное управление является более точным, в результате снижается статическая ошибка. Работа в скалярном режиме обеспечивает постоянное соотношение выходного напряжения и частоты – этого достаточно для простых приборов, например, вентиляторов.
Перед частотником подключается автоматический выключатель. При подключении в трехфазную сеть должен использоваться трехфазный автомат с общим рычагом, его задача – при коротком замыкании одновременно обесточить все фазы. При подключении в однофазную сеть применяется однофазный автомат.
В процессе настройки фазные провода преобразователя присоединяются к соответствующим контактам электродвигателя. Обмотки могут подсоединяться по схеме «звезда» или «треугольник». Конфигурация соединения определяется типом напряжения, которое вырабатывается преобразующим устройством. На корпусе мотора прописываются два значения напряжения. Конфигурация подключения «треугольник» используется, если частотник вырабатывает меньшее из написанных значений. Если большее, то применяется схема «звезда».
Вместе с преобразователем в комплекте поставляется пульт управления – его подключают в соответствии с инструкцией производителя. Рукоятка должна быть установлена в нулевое положение, после этого запускается автомат. Включение пульта подтверждается горением лампочки индикатора. Чтобы запустить преобразователь, нажмите кнопку «RUN», и он начнет работу в режиме по умолчанию. Рукоятка поворачивается, чтобы запустить вращение двигателя. Далее с применением рукоятки устанавливается оптимальное значение напряжения, выраженное в Гц.
