Преобразователи частотыУстройство плавного пускаЧастотный приводРегулятор напряженияПриводная техника

Принцип работы частотного преобразователя


Частотные преобразователи служат для регулирования скорости асинхронного двигателя созданием на выходе преобразователя трехфазного напряжения переменной частоты. Как правило используются скалярный метод управления, с заданной характеристикой V/f=const, и в более совершенных преобразователях так называемый векторный метод.

Принцип работы частотного преобразователя: переменное напряжение промышленной сети преобразуется после трехфазной мостовой диодной схемы в постоянное и фильтруется батареей конденсаторов большой емкости для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Это напряжение подается на мостовую схему инвертора, включающую шесть управляемых IGBT или MOSFET транзисторов с диодами, включенными обратно-параллельно для предотвращения пробоя транзисторов напряжением обратной полярности, возникающем при работе с обмотками двигателя. В схему иногда включают транзистор с резистором большой мощности для рассеивания энергии генерируемой двигателем в режиме торможения, а так же для предотвращения перезарядки и выхода из строй конденсаторов фильтра. Блок-схема преобразователя частоты показана ниже:

Управляя инвертором можно получить ШИМ напряжение в фазах двигателя, а значит необходимую величину и частоту тока в обмотках.

Применение частотных преобразователей

Области применения частотных преобразователей

В альтернативу частотно-регулируемого привода могут использоваться тиристорные преобразователи для управления двигателем постоянного тока. Использование обратной связи в таких приводах позволяет обеспечить точное поддержание скорости при переменной нагрузке, что желательно или необходимо для получения требуемого качества технологических процессов. Однако двигатели постоянного тока сложны в эксплуатации и обслуживании, из-за наличия коллектора их затруднительно применять в запыленных помещениях и взрыво-небезопасной среде. В отличии двигателей постоянного тока асинхронные двигатели более просты в изготовлении, а отсюда имеют сравнительно меньшую стоимость, более надежны ввиду отсутствия коллекторного узла (для двигателей с коротко-замкнутым ротором), просты в обслуживании и универсальны в плане использовании их при различных условиях работы. Кроме того, привода с асинхронными двигателями, позволяют снизить эксплуатационные затраты, повысить перегрузочную способность, надежность и снизить требования к среде эксплуатации.

На сегодняшний день большинство механизмов используемых в водо- и теплоснабжении, системах вентиляции и кондиционирования воздуха, компрессорных установках и др., приводятся в движение асинхронными двигателями запитываемых напрямую от промышленной сети. Применение частотных преобразователей для тех же механизмов в большинстве случаев позволяет отказаться от использования редукторов, вариаторов, дросселей и другой регулирующей аппаратуры, в виду возможности плавной регулировки частоты вращения. Это значительно упрощает механическую систему, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные расходы. Пуск двигателя происходит плавно, без бросков тока, а значит и момента, что снижает нагрузку на двигатель, механизмы, и тем самым увеличивает срок их службы.

Применение регулируемого электропривода позволяет получить экономию энергии до 80% путем устранения непроизводительных затрат в заслонах, дросселях и других регулирующих устройствах. Замена нерегулируемого привода, работающего в режиме периодических включений, исключает потери на пусковые токи и снижает требуемую мощность двигателя. Регулирование в системе водоснабжения в соответствии с графиком потребления воды позволяет получить значительную экономию как электроэнергии, так и воды, уменьшить количество аварий из-за разрывов трубопроводов.

Примеры применения регулируемых электроприводов на базе частотных преобразователей

Применение частотных преобразователей в одой из эффективных для них областей применения, системах водо- и теплоснабжения делает возможным регулирование подачи воды в соответствии с заранее составленным графиком(без обратной связи) и в соответствии с реальным расходом (с датчиком давления или расхода воды). Иначе решить проблему неравномерного потребления воды в зависимости от времени суток, дня, недели, времени года, без применения частотно-регулируемого привода возможно только увеличением давления в магистрали, а это увеличивает опасность взрывов трубопровода. И к тому же, поддержание постоянной производительности насосов в часы повышенного разбора воды приводит к заметному ослаблению напора. Таким образом регулирование подачи воды позволяет получить экономию электроэнергии до 50 %, значительную экономию воды и тепла. Плавный пуск позволяет исключить чрезмерные пусковые токи, возможность появления гидравлических ударов и избыточного давления в магистрали, а значит увеличить срок службы двигателя и трубопроводов.

В производственных процессах требующих точное регулирование скорости вращения управления по моменту и согласование движения нескольких двигателей: изготовления и намотка полимерных нитей и пленок, проволоки, бумаги, стекловолокна и стеклоткани, применение частотных преобразователей позволяет получить высокое качество продукции, повысить производительность и исключить обрывы, а так же получать одинаковое натяжение материала при намотке на любой толщине рулона.

Возможно так же согласование работы нескольких преобразователей частоты для бесступенчатого изменения скорости, плавного пуска и остановки обоих механизмов при необходимости их синхронной работы.

Для процессов требующих точное позиционирование механизма применим частотный преобразователь с векторным управлением и обратной связью от угла поворота вала двигателя. Привода такого типа управления имеют возможность работы с полным моментом в области скоростей близких к нулю, а значит, могут заменить регулируемые привода постоянного тока.


Вверх

©2008-2014 Научно-производственное объединение "СТРОЙТЕХАВТОМАТИКА"

Rambler's Top100

Частотные преобразователи |Заказ преобразователей частоты