Що таке частотні перетворювачі і навіщо вони потрібні?

Частотні перетворювачі використовуються для перетворення електричного змінного струму однієї частоти на іншу. Перетворення відбувається струму фіксованої частоти і напруги змінні значення цих параметрів. Отримана енергія використовується управління роботою асинхронних електродвигунів. Перетворення вхідних електричних параметрів у вихідні оптимізує швидкість обертання асинхронного двигуна, що дозволяє знизити енерговитрати та збільшити термін корисної експлуатації підключеного обладнання.

Особливості конструкції

Частотники складаються з 3 функціональних розділів:

• ланцюг випрямляча;

• шина постійного струму;
• інвертор.

Випрямляч вміщує у собі діоди та біполярні транзистори із затвором ізольованого типу. Ця функціональна частина перетворювача частоти відповідає за перетворення потужності лінії електричного струму змінного типу на постійний струм. До складу шини постійного струму входять конденсатори, що фільтрують та зберігають заряди постійного електричного струму.
Інвертор складається із високовольтних транзисторів великої потужності. Вони відповідають за перетворення енергії постійного електроструму в змінну вихідну напругу, яка подається на навантаження. За роботу цих розділів відповідає мікропроцесорна система.

Принцип дії

Перетворювачі частоти працюють за електричною схемою, що складається з силової та керуючої частини. Силова частина організована за допомогою тиристорів чи транзисторів. Керівна частина побудована на роботі мікропроцесорних систем. Вона керує вхідним електричним струмом, перетворюючи його параметри. Перетворення складається з двох етапів.
На першому етапі задіюється діодний міст, який випрямляє вхідну напругу 220 або 380V. Виключені частини вхідного сигналу вирівнюються, проходячи через конденсаторний фільтр.
На другому етапі з випрямлених частин енергії відбувається формування сигналу потрібної послідовності з бажаними значеннями частоти та амплітуди. Для цього застосовуються вбудований набір мікросхем, здатних керувати вхідною електричною енергією. Далі сформовані прямокутні імпульси із заданими технічними параметрами передаються електродвигуну. Імпульси інтегруються обмоткою статора, яка перетворює вигляд їхнього сигналу в синусоїду.

Різновиди перетворювачів частоти

Інвертори діляться за типом та величиною електроживлення. На ринку існують такі типи цих пристроїв:

• однофазні;

• трифазні;
• високовольтні.

Також частотні перетворювачі поділяються на класи відповідно до принципу функціонування. Представлене обладнання буває з проміжною ланкою постійного струму та безперервним зв'язком живильної електромережі та електричної установки.
У першому випадку перетворювач може бути виконаний на тиристорах чи транзисторах. Для його роботи потрібна додаткова ланка напруги постійного типу. Це робить роботи підключеного електродвигуна безпечним. Перетворювачі частоти з безперервним зв'язком живильної електромережі та електромашини є тиристорними реверсивними пристроями, здатними працювати без використання додаткового обладнання.

Переваги частотних перетворювачів

Крім енергозберігаючої функції, а також стабілізації роботи підключеного електроустаткування перетворювач частоти має наступний ряд істотних переваг:

• контроль температури під час роботи електроустановок;

• зниження витрат обслуговування устаткування;
• усунення утворення демпферів та дросельних клапанів;
• немає необхідності використовувати пристрій плавного запуску;
• обмеження крутного моменту в рухомих частинах електродвигуна.

Правильно встановлений перетворювач частоти в системі пристроїв, що працюють від електроживлення, допомагає вирішити такі проблеми:

• суттєве зниження ймовірності замикання у системі;
• згладжування перепадів частоти роботи двигуна, що також знижує можливість його згоряння;
• збільшення ресурсу роботи електроустановок;
• зниження витрати електроенергії загалом;
• підвищення рівня безпеки роботи підключеного обладнання.

Завдяки цьому частотні перетворювачі знайшли застосування в промисловості.

Як вибрати частотний перетворювач

Вибір представленого обладнання має спиратися на коло поставлених завдань. Це пов'язано з широкою сферою застосування частотних перетворювачів. Такі прилади використовуються у складі побутового та промислового обладнання. Насамперед потрібно визначити клас пристрою, який підходить під завдання.

Далі необхідно звернути увагу на такі технічні параметри

• потужність;
• рівень безпеки;
• кількість входів та виходів.