Что такое частотные преобразователи и для чего они нужны?

Частотные преобразователи используются для преобразования электрического переменного тока одной частоты в другую. Преобразование происходит тока фиксированной частоты и напряжения в переменные значения этих параметров. Полученная энергия используется для управления работой асинхронных электродвигателей. Преобразования входные электрических параметров в выходные оптимизирует скорость вращения асинхронного двигателя, что позволяет снизить энергозатраты и увеличить срок полезной эксплуатации подключенного оборудования.

Особенности конструкции

Частотники состоят из 3 функциональных разделов:

• цепь выпрямителя;
• шина постоянного тока;
• инвертор.

Выпрямитель вмещает в себя диоды и биполярные транзисторы с затвором изолированного типа. Эта функциональная часть преобразователя частоты отвечает за преобразования мощности линии электрического тока переменного типа в постоянный ток. В состав шины постоянного тока входят конденсаторы, фильтрующих и хранящих заряды постоянного электрического тока.
Инвертор состоит из высоковольтных транзисторов большой мощности. Они отвечают за преобразование энергии постоянного электротока в переменное выходное напряжение, которое подается на нагрузку. За работу этих разделов отвечает микропроцессорная система.

Принцип действия

Преобразователи частоты работают по электрической схеме, состоящей из силовой и управляющей части. Силовая часть организована с помощью тиристоров или транзисторов. Управляющая часть построена на работе микропроцессорных систем. Она управляет входным электрическим током, преобразуя его параметры. Преобразование состоит из 2 этапов.
На первом этапе задействуется диодный мост, который выпрямляет входное напряжение в 220 или 380V. Исключенные части входного сигнала сглаживаются, проходя через конденсаторный фильтр.
На втором этапе из выпрямленных частей энергии происходит формирование сигнала нужной последовательности с желаемыми значениями частоты и амплитуды. Для этого применяются встроенный набор микросхем, способных управлять входящей электрической энергией. Далее сформированные прямоугольные импульсы с заданными техническими параметрами передаются электродвигателю. Импульсы интегрируются обмоткой статора, которая преобразует вид их сигнала в синусоиду.

Разновидности преобразователей частоты

Инверторы делятся по типу и величине электропитания. На рынке существуют следующие типы этих устройств:

• однофазные;
• трехфазные;
• высоковольтные.

Также частотные преобразователи делятся на классы в соответствии с принципом функционирования. Представленное оборудование бывает с промежуточным звеном постоянного тока и непрерывной связью питающей электросети и электрической установки.
В первом случае преобразователь может быть выполнен на тиристорах или транзисторах. Для его работы необходимо дополнительное звено напряжения постоянного типа. Это делает работы подключенного электродвигателя безопасной. Преобразователи частоты с непрерывной связью питающей электросети и электромашины представляют собой тиристорные реверсивные устройства, способные работать без использования дополнительного оборудования.

Преимущества частотных преобразователей

Кроме энергосберегающей функции, а также стабилизации работы подключенного электрооборудования преобразователь частоты имеет следующий ряд существенных преимуществ:

• контроль температуры во время работы электроустановок;
• снижение расходов на обслуживание оборудования;
• устранение образования демпферов и дроссельных клапанов;
• нет необходимости использовать устройство плавного пуска;
• ограничение крутящего момента в движущихся частях электродвигателя.

Правильно установленный преобразователь частоты в системе устройств, работающих от электропитания, помогает также решить следующие проблемы:

• существенное снижение вероятности замыкания в системе;
• сглаживание перепадов частоты работы двигателя, что также снижает вероятность его сгорания;
• увеличение ресурса работы электроустановок;
• снижение расхода электроэнергии в целом;
• повышение степени безопасности работы подключенного оборудования.

Благодаря этому, частотные преобразователи нашли применение в промышленности.

Как выбрать частотный преобразователь

Выбор представленного оборудования должен опираться на круг поставленных задач. Это обусловлено широкой сферой применения частотных преобразователей. Такие приборы используются в составе бытового и промышленного оборудования. В первую очередь нужно определить класс устройства, которое подходит под задачу.

Далее необходимо обратить внимание на следующие технические параметры

• мощность;
• уровень безопасности;
• количество входов и выходов.