Частотные преобразователи на 380В и 220В

Частотный преобразователь – оборудование для управления двигателями переменного тока. Устройства позволяют регулировать скорость и момент электрических двигателей переменного тока.

Частотное управление позволяет реализовать плавный старт и разгон с постепенным нарастанием частоты напряжения питания и ограничением пускового тока, электродинамические торможение. ПЧ также значительно снижают потребляемую двигателем электроэнергию в режиме недозагрузки, обеспечивают защиту от аварий и аномальных режимов работы.

Современные преобразователи частоты позволяют реализовать схемы автоматизированного управления по любым законам регулирования и алгоритмам с обратной связью по скорости и моменту, технологическим параметрам.

Принцип работы преобразователей частоты

В электроприводах до 1000 В чаще всего применяют ПЧ на базе схемы двойного преобразования с промежуточным звеном постоянного тока. Несмотря на потери за счет двойного преобразования, преобразователи частоты такой конструкции обеспечивает синусоидальную форму напряжения на выходе, минимальный уровень помех в цепи питания двигателя. Реализация схемы не требует сложного микропроцессорного устройства для управления электронными ключами.

Такие преобразователи содержат несколько функциональных блоков:

• Выпрямителя. Устройство служит для преобразования переменного напряжения (тока) сети в постоянное.
• Емкостного элемента. Конденсатор подключается в параллель между выпрямителем и инвертором и служит для сглаживания пульсаций.
• Инвертора. Блок состоит из нескольких электронных ключей и предназначен для преобразования постоянного напряжения (тока) в переменное заданной частоты. Самая распространенная элементная база для инверторов – IGBT-транзисторы. Полупроводниковые устройства отличает высокое быстродействие, низкая мощность, небольшие потери при значительном токе и напряжении.
• Устройства управления на базе ШИМ и микроконтроллера. Блок генерирует импульсы, регулирующие открытие/ закрытие транзисторных ключей и предназначен для задания частоты напряжения (тока).

Преобразователь частоты работает таким образом. Выпрямитель преобразует напряжение в постоянное. Конденсатор сглаживает пульсации, после чего выпрямленное напряжение преобразуется в инверторе в переменное определенной частоты. Величина последней зависит от количества циклов переключения транзисторных ключей за единицу времени и задается с блока управления.

Особенности трехфазных ПЧ

Трехфазные двигатели переменного тока – самые распространенные электрические машины. Первые преобразователи частоты были разработаны именно для них. Существуют ПЧ для асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором, синхронных электродвигателей и силовых агрегатов с постоянными магнитами.

Схема подключения выглядит следующим образом:

При настройке устройства важно задать тип соединения обмоток «звезда» или «треугольник». Трехфазные преобразователи частоты:

• Значительно снижают потребление электроэнергии.
• Могут применяться для управления 3-фазными двигателями разных типов (зависит от модели).
• Увеличивают КПД электропривода.
• Обеспечивают управление скоростью и моментом в заданном режиме.
• Снижают нагрузки на механизмы, сокращают износ оборудования, удлиняют межремонтные промежутки электродвигателя.

Выпускают самые разнообразные преобразователи частоты на 3 фазы, устройства для вентиляционных систем, насосных агрегатов, лифтового и грузоподъемного оборудования и другие. Номинальное напряжение низковольтных ПЧ – 220, 380, 690 В.

Особенности однофазных ПЧ

Преобразователи частоты такого типа рассчитаны на напряжение питания 220 В. Оборудование позволяет управлять трехфазными двигателями с обмотками, соединенными в «треугольник».

Схема подключения выглядит следующим образом:

При этом важно учесть, что напряжение на выходе ПЧ составляет 220 В, обмотки электродвигателя обязательно должны быть соединены в «треугольник».

Однофазные преобразователи частоты:

• Осуществляют регулирование скорости и момента.
• Значительно снижают шум и нагрев. Преобразователи частоты существенно улучшают условия работы двигателя. Устройства снижают пульсации магнитного поля, вызывающие перегрев и повышенный шум.
• Выполняют функции защиты. ПЧ осуществляют отключение привода при перегрузках, скачках напряжения, коротких замыканий, других аварий и ненормальных режимов работы.
• Могут осуществлять автоматическое управление. При помощи преобразователя частоты можно реализовать скалярное управление по заданным программам.

Все модели преобразователей частоты также выводят сообщения с кодом ошибки при возникновении неисправностей приводов, поддерживают интерфейсы обмена данных с удаленным оборудованием.