Принцип работы преобразователя частоты

Aпреобразователь частоты— это устройство регулирования мощности, основной принцип которого основан на пропорциональной зависимости между скоростью двигателя и частотой источника питания (для асинхронных двигателей переменного тока: n=60f/p, где n — скорость, f — частота, а p — количество пар полюсов).

Основная задача

Преобразование постоянной мощности переменного тока, подаваемой из электросети, в мощность переменного тока с регулируемой частотой и напряжением, требуемыми двигателем, тем самым точно контролируя скорость и крутящий момент двигателя.

Основной принцип работы преобразователя частоты: Основной процесс: преобразование переменного-постоянного-переменного тока.
1. Выпрямление (переменный ток в постоянный ток)
Вход: Преобразователь частоты получает питание переменного тока с фиксированным напряжением и частотой (50 Гц или 60 Гц) из электросети.
Процесс: Внутренняя схема выпрямителя преобразует входную мощность переменного тока в пульсирующую мощность постоянного тока.
Ключевой компонент: модуль выпрямителя.

2. DC (фильтрация и хранение энергии)
Процесс: Пульсирующая мощность постоянного тока сглаживается конденсаторами фильтра (и реакторами) на шине постоянного тока, превращаясь в стабильную мощность постоянного тока с меньшими пульсациями.

Функция: Устранение колебаний напряжения и сохранение энергии.

3. Инверсия (постоянный ток в регулируемый переменный ток)
Через инвертор (с использованием устройств переключения мощности, таких как IGBT) под управлением схемы управления эти IGBT регулярно включаются и выключаются на чрезвычайно высоких частотах (например, от тысяч до десятков тысяч герц).

Ключевая технология: управление ШИМ (широтно-импульсной модуляцией), имитирующее выходной синусоидальный сигнал путем регулировки частоты переключения.

4. Контроль
Основное управление: управление V/F
Поддерживает постоянное соотношение напряжения-к-частоте, обеспечивая стабильный поток двигателя. Подходит для применений с низкими требованиями к точности, таких как вентиляторы и насосы.
Векторное управление
Разлагает компоненты крутящего момента и магнитного поля тока двигателя с помощью алгоритмов, обеспечивая точное управление крутящим моментом, аналогично двигателю постоянного тока. Подходит для высокоточного-регулирования скорости, например, в подъемном оборудовании и станках.
Прямое управление крутящим моментом
Непосредственно управляет крутящим моментом и потокосцеплением двигателя, обеспечивает быстрый динамический отклик и подходит для высокоскоростных ударных нагрузок.

Основные компоненты
Выпрямительный блок:Преобразует переменный ток в постоянный.
Автобус постоянного тока:Фильтрует и сохраняет энергию.
Инверторный блок:Преобразует постоянный ток в переменный ток переменной частоты.
Блок управления (ЦП):Обрабатывает сигналы и генерирует сигналы ШИМ.
Схема обнаружения:Контролирует напряжение, ток, температуру и т. д.