Частотные преобразователи — структура, принцип работы
Внимание! Приведенная ниже информация носит теоретический характер. Если Вам необходимо решить конкретную задачу или разобраться как и какое оборудование следует применить в Вашем случае, воспользуйтесь бесплатной консультацией связавшись с нами одним из указанных вверху данной страницы или на странице «Контакты» способов, либо заполните опросный лист. Инженер службы технической поддержки направит Вам рекомендации на указанный Вами адрес электронной почты.
Частотные преобразователи – это устройства, предназначенные для преобразования переменного тока (напряжения) одной частоты в переменный ток (напряжение) другой частоты.
Выходная частота в современных преобразователях может изменяться в широком диапазоне и быть как выше, так и ниже частоты питающей сети.
Схема любого преобразователя частоты состоит из силовой и управляющей частей. Силовая часть обычно выполнена на тиристорах или транзисторах, которые работают в режиме электронных ключей. Управляющая часть выполняется на цифровых микропроцессорах и обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).
Частотные преобразователи, применяемые в регулируемом электроприводе, в зависимости от структуры и принципа работы силовой части разделяются на два класса:
- С явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока.
- С с непосредственной связью (без промежуточного звена постоянного тока).
- Практически самый высокий КПД относительно других преобразователей (98,5% и выше).
- Способность работать с большими напряжениями и токами, что делает возможным их использование в мощных высоковольтных приводах, относительная дешевизна, несмотря на увеличение абсолютной стоимости за счет схем управления и дополнительного оборудования.
Каждый из существующих классов имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют область рационального применения каждого из них.
Исторически первыми появились преобразователи с непосредственной связью (рис. 4.), в которых силовая часть представляет собой управляемый выпрямитель и выполнена на не запираемых тиристорах. Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети.
Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. На рис.5. показан пример формирования выходного напряжения для одной из фаз нагрузки. На входе выигрывают у тиристорных действует трехфазное синусоидальное напряжение uа, uв, uс. Выходное напряжение uвых имеет несинусоидальную «пилообразную» форму, которую условно можно аппроксимировать синусоидой (утолщенная линия). Из рисунка видно, что частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие малый диапазон управления частоты вращения двигателя (не более 1: 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.
Использование не запираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя.
«Резаная» синусоида на выходе преобразователя является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению к.п.д. системы в целом.
Наряду с перечисленными недостатками преобразователей с непосредственной связью, они имеют определенные достоинства. К ним относятся:
Подобные схемы преобразователей используются в старых приводах и новые конструкции их практически не разрабатываются.
Наиболее широкое применение в современных частотно регулируемых приводах находят частотники с явно выраженным звеном постоянного тока (рис. 6.)
В частотных преобразователях этого класса используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе (В), фильтруется фильтром (Ф), сглаживается, а затем вновь преобразуется инвертором (И) в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды. Двойное преобразование энергии приводит к снижению к.п.д. и к некоторому ухудшению массогабаритных показателей по отношению к преобразователям с непосредственной связью.
Для формирования синусоидального переменного напряжения используются автономные инверторы напряжения и автономные инверторы тока.
В качестве электронных ключей в инверторах применяются запираемые тиристоры GTO и их усовершенствованные модификации GCT, IGCT, SGCT, и биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT.
Главным достоинством тиристорных преобразователей частоты, как и в схеме с непосредственной связью, является способность работать с большими токами и напряжениями, выдерживая при этом продолжительную нагрузку и импульсные воздействия.
Они имеют более высокий КПД (до 98%) по отношению к преобразователям на IGBT транзисторах (95 – 98%).
Преобразователи частоты на тиристорах в настоящее время занимают доминирующее положение в высоковольтном приводе в диапазоне мощностей от сотен киловатт и до десятков мегаватт с выходным напряжением 3 — 10 кВ и выше. Однако их цена на один кВт выходной мощности самая большая в классе высоковольтных преобразователей.
До недавнего прошлого преобразователи частоты на GTO составляли основную долю и в низковольтном частотно регулируемом приводе. Но с появлением IGBT транзисторов произошел «естественный отбор» и сегодня преобразователи на их базе общепризнанные лидеры в области низковольтного частотно регулируемого привода.
Тиристор является полууправляемым приборам: для его включения достаточно подать короткий импульс на управляющий вывод, но для выключения необходимо либо приложить к нему обратное напряжение, либо снизить коммутируемый ток до нуля. Для этого в тиристорном преобразователе частоты требуется сложная и громоздкая система управления.
Биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT отличают от тиристоров полная управляемость, простая не энергоемкая система управления, самая высокая рабочая частота.
Вследствие этого преобразователи частоты на IGBT позволяют расширить диапазон управления скорости вращения двигателя, повысить быстродействие привода в целом.
Для асинхронного электропривода с векторным управлением преобразователи на IGBT позволяют работать на низких скоростях без датчика обратной связи.
Применение IGBT с более высокой частотой переключения в совокупности с микропроцессорной системой управления в частотных преобразователях снижает уровень высших гармоник, характерных для тиристорных преобразователей. Как следствие меньшие добавочные потери в обмотках и магнитопроводе электродвигателя, уменьшение нагрева электрической машины, снижение пульсаций момента и исключение так называемого «шагания» ротора в области малых частот. Снижаются потери в трансформаторах, конденсаторных батареях, увеличивается их срок службы и изоляции проводов, уменьшаются количество ложных срабатываний устройств защиты и погрешности индукционных измерительных приборов.
Частотные преобразователи на транзисторах IGBT по сравнению с тиристорными преобразователями при одинаковой выходной мощности отличаются меньшими габаритами, массой, повышенной надежностью в силу модульного исполнения электронных ключей, лучшего теплоотвода с поверхности модуля и меньшего количества конструктивных элементов.
Они позволяют реализовать более полную защиту от бросков тока и от перенапряжения, что существенно снижает вероятность отказов и повреждений электропривода.
На настоящий момент низковольтные преобразователи на IGBT имеют более высокую цену на единицу выходной мощности, вследствие относительной сложности производства транзисторных модулей. Однако по соотношению цена/качество, исходя из перечисленных достоинств, они явно выигрывают у тиристорных, кроме того, на протяжении последних лет наблюдается неуклонное снижение цен на IGBT модули.
Главным препятствием на пути их использования в высоковольтном приводе с прямым преобразованием частоты и при мощностях выше 1 – 2 МВт на настоящий момент являются технологические ограничения. Увеличение коммутируемого напряжения и рабочего тока приводит к увеличению размеров транзисторного модуля, а также требует более эффективного отвода тепла от кремниевого кристалла.
Новые технологии производства биполярных транзисторов направлены на преодоление этих ограничений, и перспективность применения IGBT очень высока также и в высоковольтном приводе. В настоящее время IGBT транзисторы применяются в высоковольтных преобразователях в виде последовательно соединенных нескольких единичных модулей.
Структура и принцип работы низковольтного преобразователя частоты на IGBT транзисторах
Типовая схема низковольтного преобразователя частоты представлена на рис. 7. В нижней части рисунка изображены графики напряжений и токов на выходе каждого элемента инвертора.
Переменное напряжение питающей сети (uвх.)с постоянной амплитудой и частотой (U вх = const, f вх = const) поступает на управляемый или неуправляемый выпрямитель (1).
Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения (uвыпр.) используется фильтр (2). Выпрямитель и емкостный фильтр (2) образуют звено постоянного тока.
С выхода фильтра постоянное напряжение u d поступает на вход автономного импульсного инвертора (3).
Автономный инвертор современных низковольтных преобразователей, как было отмечено, выполняется на основе силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT. На рассматриваемом рисунке изображена схема преобразователя частоты с автономным инвертором напряжения как получившая наибольшее распространение.
В инверторе осуществляется преобразование постоянного напряжения ud в трехфазное (или однофазное) импульсное напряжение u и изменяемой амплитуды и частоты. По сигналам системы управления каждая обмотка электрического двигателя подсоединяется через соответствующие силовые транзисторы инвертора к положительному и отрицательному полюсам звена постоянного тока. Длительность подключения каждой обмотки в пределах периода следования импульсов модулируется по синусоидальному закону. Наибольшая ширина импульсов обеспечивается в середине полупериода, а к началу и концу полупериода уменьшается. Таким образом, система управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) напряжения, прикладываемого к обмоткам двигателя.Амплитуда и частота напряжения определяются параметрами модулирующей синусоидальной функции.
При высокой несущей частоте ШИМ (2 … 15 кГц) обмотки двигателя вследствие их высокой индуктивности работают как фильтр. Поэтому в них протекают практически синусоидальные токи.
В схемах преобразователей с управляемым выпрямителем (1) изменение амплитуды напряжения uи может достигаться регулированием величины постоянного напряжения ud, а изменение частоты – режимом работы инвертора.
При необходимости на выходе автономного инвертора устанавливается фильтр (4) для сглаживания пульсаций тока. (В схемах преобразователей на IGBT в силу низкого уровня высших гармоник в выходном напряжении потребность в фильтре практически отсутствует.)
Таким образом, на выходе преобразователя частоты формируется трехфазное (или однофазное) переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды (вых = var, f вых = var).
Сделать заказ на частотный преобразователь
Принцип работы преобразователя частоты — Как работает частотный преобразователь?
Частотный преобразователь — сложное электронное устройство, принцип работы которого основан на множестве взаимосвязанных механизмов. Попробуем разобрать всё по полочкам.
Каждый преобразователь — уникальный механизм с определённым расположением механизмов и предназначением. Но некоторынее части основные части остаются неизменными.
Входной неуправляемый выпрямитель.
Благодаря ему напряжение сети (220 или 380 V) выпрямляется диодным мостом.
Конденсаторы.
Совершают второй шаг после выпрямителя — фильтруют и сглаживают напряжение.
СУИ ШИМ.
Функция ШИМ состоит в формировании заданной последовательности импульсов определённой частоты (заданной пользователем или производителем). Это происходит за счёт управляемых микросхем и IGBT ключей.
Заданная цель каждого частотного преобразователя — интеграция и преобразование напряжения в график, близкий к синусоиде, достигается в самом конце. Прямоугольные пачки импульсов, выходящие из частотного преобразователя, превращаются в синусоидальное напряжение за счёт самого асинхронного двигателя — механизма, к которому он подключается, а именно способности его обмоток к индуктивности.
На схеме вы можете увидеть правильное подключение преобразователя по требованиям ЭМС. Не забывайте об основных требованиях эксплуатации: влажности менее 90%, недопустимости проникновения воды, воздействия электромагнитных импульсов вблизи устройства. Важно обеспечить хорошую вентиляцию в помещении с установленным преобразователем.
Таким образом, частотный преобразователь даёт массу преимуществ пользователям асинхронных двигателей. Особенно полезны они станут владельцам заводов и фабрик, которые уже давно используют преобразователи и получают массу плюсов, окупающих приобретение.
При правильном подключении и использовании, пусковые токи можно уменьшить в 4-5 раз. Экономия электроэнергии даже для трёхфазных и более систем может составлять 50% и более. Самостоятельная настройка оборудования становится намного легче, появляется возможность установки обратных связей между смежными проводами.
Преобразователи частоты для ваших приводов
Являясь одним из ведущих изготовителей приводной техники, к нашим механическим компонентам мы, конечно же, предлагаем и подходящую преобразовательную технику. Мы разрабатываем и производим приводные преобразователи и преобразователи частоты для управления и регулирования приводов в машинах и установках. И это не только для централизованного монтажа в электрошкафу или для настенного монтажа, но и для децентрализованного монтажа.
Что такое преобразователь частоты?
Преобразователи частоты – это электронные устройства, которые позволяют регулировать частоту вращения асинхронного двигателя. Обоснование: Если электрические машины или асинхронные двигатели работают непосредственно от сети переменного напряжения, у них есть только одна фиксированная частота вращения – в зависимости от числа полюсов и частоты местной электросети. Однако если приводной системе или производственному процессу требуется изменяемое переменное напряжение, т. е. регулируемая скорость, то применяются преобразователи частоты. Из фиксированного переменного напряжения они могут вырабатывать переменное напряжение с изменяемой амплитудой (величиной выходного напряжения) и частотой.
Как работает преобразователь частоты?
>Преобразователь частоты подключается перед двигателем, чтобы создавать соответствующее потребностям, изменяемое переменное напряжение. Таким образом, уже не электросеть создает частоту и величину напряжения, с которыми работает двигатель, а преобразователь частоты берет на себя эту задачу и регулирует выходную частоту и выходное напряжение.
Большое преимущество преобразователя частоты? С его помощью вы плавно изменяете частоту вращения двигателя почти от нуля до нужного номинального уровня и заметно расширяете ее диапазон. При этом вращающий момент двигателя остается неизменным. Таким образом пользователи оборудования всегда могут адаптировать свою приводную технику к текущим условиям. Кроме того, преобразователь частоты позволяет быстро менять направление вращения. Чтобы изменить порядок следования фаз, достаточно простого управляющего сигнала. После этого подключенный асинхронный двигатель будет работать в противоположном направлении.
Какие типы преобразователей существуют?
Бывают преобразователи с управлением по току и с управлением по напряжению. В работе они различаются следующим образом:
- Преобразователи частоты с управлением по току поддерживают отношение тока к частоте (I/f) всегда постоянным и применяются в верхнем мегаваттном диапазоне.
- А в нижнем мегаваттном и в киловаттном диапазонах последним словом техники являются преобразователи частоты с управлением по напряжению. Они поддерживают на постоянном уровне отношение напряжения к частоте: То есть если двигатель, рассчитанный на напряжение 230 В и частоту 50 Гц, должен работать с частотой 25 Гц, то и напряжение уменьшается вдвое до 115 В.
Проще говоря, в преобразователе частоты с управлением по напряжению происходит следующее: На входе имеется выпрямитель, который преобразует переменное напряжение электросети в постоянное напряжение. Затем это постоянное напряжение сглаживается и стабилизируется звеном постоянного тока. Далее действующий со стороны двигателя инвертор генерирует переменное напряжение с выходной частотой, необходимой для приводной системы. Получаемое при этом отношение „напряжение/частота“ определяет необходимую частоту вращения двигателя. Задание или расчет необходимой частоты вращения выполняет встроенный блок управления, который соединяет друг с другом все компоненты.
Где применяются преобразователи?
Преобразователи частоты используются в самых разных отраслях и задачах промышленности. Будь то приводы насосов и вентиляторов, обрабатывающих станков, конвейеров и сборочных линий, кранов или роботизированных систем: представить себе промышленное производство без преобразователей частоты уже невозможно. Ведь там адаптированная или непрерывно регулируемая частота вращения обеспечивает оптимизированные технологические процессы – с тем дополнительным преимуществом, что приводы с регулированием частоты вращения способствуют экономии энергии при работе
Преобразователи для любых установок и машин
В зависимости от спроса и требований наши преобразователи частоты доступны в различных исполнениях и с множеством дополнительных функций. К тому же очень важно, где нужно разместить преобразователь частоты – на стене, в центральном и защищенном месте в электрошкафу или прямо в цеху, то есть децентрализованно. И в зависимости от того, насколько проста или сложна та или иная приводная система, применяются либо простые преобразователи частоты, либо так называемые специальные преобразователи с большим объемом функций или многоосевые сервоусилители
SEW-EURODRIVE был первой компанией, которая разработала децентрализованную технику и вывела на рынок соответствующие преобразователи частоты и мехатронные приводы. С их помощью пользователи оборудования значительно сокращают затраты на монтаж и создают себе много возможностей для модульного построения своих систем, независимых от электрошкафа. Кроме того, в нашем ассортименте в области преобразовательной техники есть устройства рекуперации энергии в сеть, которые комбинируются с одним или несколькими преобразователями частоты и приводными преобразователями. Также мы предлагаем простые пускатели двигателя для встраивания в
Преобразователи частоты для монтажа в электрошкафу
От простого преобразователя до стандартного или специального преобразователя и далее до модульного сервопреобразователя – мы предлагаем вам широкий ассортимент приводной электроники для централизованного размещения в электрошкафу или распределительном щите:
Преобразователи частоты для настенного монтажа
Еще одна и при этом менее затратная возможность централизованного размещения преобразователей частоты – это настенный монтаж. Он всегда используется в тех случаях, когда приобретать дорогой электрошкаф нерационально. Наши преобразователи частоты, которые подходят для такого способа монтажа, имеют соответствующую степень защиты от IP 54 до IP 66 (для пыльных и влажных условий окружающей среды).
Пускатели двигателя для децентрализованного монтажа
Достаточно ли для вашей приводной системы функции именно преобразователя? Или вам нужно простое включение/выключение двигателя или переключение направления вращения двигателя с левого на правое? Подходящие продукты в ассортименте SEW-EURODRIVE найдутся и для этого случая:
Преобразователи частоты для децентрализованного монтажа
Для размещения вашей приводной электроники рядом с двигателем или мотор-редуктором мы предлагаем широкий выбор преобразователей частоты: от простого преобразователя с настройкой темпа для надежного применения в простых системах до стандартного преобразователя с расширенными функциями регулирования и далее до свободно программируемого специального преобразователя для систем сложной архитектуры. А если вам нужно децентрализованным образом реализовать многоосевые перемещения, а также системы с цепочкой рабочих модулей, то лучшим выбором будут многоосевые сервоусилители. Децентрализованные преобразователи в нашем ассортименте:
Как работает преобразователь частоты | Русэлт
Преобразователь частоты имеет два значения:
- Изменение частоты сигнала;
- Источник питания, частота, количество фаз и напряжение которого отличаются от питающего напряжения.
Преобразователи, которые изменяют частоту сигнала, применяются в радиотехнике. Радиоприем, телевидение, телефония это те направления, где преобразование частоты играет главнуюроль.
Преобразователи частоты в источниках питания получили широкое распространение благодаря появлению мощных и быстродействующих силовых транзисторов.
Источники питания
В источниках питания преобразователь частоты обычно называют частотным преобразователем. Такой преобразователь состоит в основном из трех блоков:
- Выпрямитель;
- Схема управления;
- Инвертор – преобразователь постоянного напряжения в переменное.
Выпрямитель
Выпрямитель состоит из собственно выпрямляющего устройства – диодный мост и конденсаторов фильтра. Назначение фильтра – сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения до допустимых значений при максимальной нагрузке
Схема управления
Схема управления формируетуправляющие сигналызаданной частоты длительности и амплитуды на ключевые элементы инвертора. Кроме этого, схема управления контролирует параметры выходного напряжения (частоты и амплитуду) за счет обратной связи и, приотклоненииот нормы, корректирует параметры управляющих импульсов.
Инвертор
Инвертор является выходным каскадом преобразователя частоты. Как правило, выполняется на транзисторах или тиристорах, порядок включения которых определяет схема управления. Тиристоры или транзисторы в ключевом режиме имеют два рабочих состояния – включены или выключены, поэтому простейшие инверторы позволяют получить на выходе не синусоидальное, а ступенчатое напряжение. В результате на выходе получается сигнал с очень большими искажениями, что неприемлемо для многих областей применения. Данный недостаток устраняется тремя способами:
- Установка выходного фильтра;
- Включение транзисторов не в ключевом, а аналоговом режиме;
- Введение широтно-импульсной модуляции для коммутации ключевых элементов.
Первый вариант пригоден только для преобразователей с фиксированной выходной частотой и сильно увеличивает габариты и массу устройства.
Аналоговый режим требует применения элементов с большим запасом по рассеиваемой мощности, поскольку в моменты между полным открытием и закрытием выходного транзистора на нем рассеивается очень большая мощность.
Широтно-импульсная модуляция требует усложнения схемы управления, но за счет того, что выходные ключевые элементы открываются управляющими импульсами с различной шириной в разныемоментывремени, форма выходного сигнала близка к синусоидальной и требует более простого и малогабаритного фильтра. Схемы с ШИМ модуляцией получили наибольшее распространение, поскольку стоимость, возможности и габариты современных микроконтроллеров позволяют реализовывать различныеалгоритмы управления.
Частотные преобразователи тока | INVT
Содержание:
- Классификация преобразователей частоты для асинхронного двигателя
- Как работает преобразователь частоты для асинхронного двигателя?
- Где применяются приборы?
- Схема подключения частотников
Мощные асинхронные двигатели активно используются во многих промышленных отраслях. Для обеспечения плавного запуска таких механизмов применяются частотные преобразователи тока. Эти приборы осуществляют контроль показателей пусковых токов и преобразуют входные сетевые параметры в выходные.
Классификация преобразователей частоты для асинхронного двигателя
Различают несколько разновидностей таких устройств.
- По типу напряжения частотники подразделяются на:
- однофазные;
- трехфазные;
- высоковольтные.
- В зависимости от области использования устройства делятся на:
- Механизмы, предназначенные для эксплуатации на промышленных предприятиях. Мощность частотников этого вида достигает 315 кВт.
- Устройства с векторным управлением. Их мощность может составлять до 500 кВт.
- Частотные преобразователи тока, предназначенные для управления приборами, которые имеют насосно-вентиляторный тип нагрузки.
- Устройства, используемые на подъемных кранах и прочих механизмах такого типа.
- Преобразователи частоты, эксплуатируемые в условиях взрывоопасности.
- Устройства, которые устанавливаются непосредственно на двигатель.
Как работает преобразователь частоты для асинхронного двигателя?
В основе устройства — инвертор с двойным преобразованием. Он функционирует следующим образом:
- Вначале осуществляется прохождение входного переменного тока с 380 или 220 Вольт через диодный мост, после чего происходит его выпрямление.
- Затем производится его подача на группу конденсаторов. Там он сглаживается и фильтруется.
- После этого ток переходит на управляющие микросхемы и мостовые ключи. Там формируется трехфазная широтно-импульсная последовательность с определенными параметрами.
- На заключительном этапе под воздействием индуктивности обмоток осуществляется преобразование созданных импульсов прямоугольной формы в синусоидальное напряжение.
Схематично принцип работы устройства представлен на картинке:
Где применяются приборы?
Область использования частотных преобразователей весьма обширна. Они применяются в промышленных приборах, для корректной работы которых требуется менять скорость вращения однофазного и трехфазного двигателя, предпринимать меры по борьбе с амплитудными токами и т. д. Среди таких механизмов можно выделить насосы (снижается энергопотребление до 60%, уменьшаются теплопотери до 10%, минимизируется количество аварийных ситуаций на трубопроводах), вентиляторы (уменьшаются энерготраты), транспортеры (обеспечивается плавный запуск устройств, что увеличивать их эксплуатационный ресурс) и т. д. Использование частотников оправдано в работе лифтового оборудования и подъемной техники. В данном случае преобразователи позволяют снизить пусковые и остановочные перегрузки.
Схема подключения частотников
Настройка прибора в данном случае означает подведение кабелей к видимым контактам электродвигателя. Соединение определяется характером напряжения, которое вырабатывается преобразователем частоты. Если сеть трехфазная, осуществляется параллельное подсоединение или схема «звезда». В однофазных сетях используется схема «треугольник».
Пульт управления устройством размещается в наиболее удобном пользователю месте. Перед выполнением подключения рычаг необходимо перевести в положение «выключено». Затем загорается лампочка-индикатор. Для запуска устройства необходимо нажать на пусковую кнопку. Чтобы обороты набирались плавно, нужно аккуратно повернуть рукоятку пульта.
Пример подключения устройства вы можете увидеть на этом видео:
В нашей компании вы можете купить преобразователь частоты для асинхронного двигателя по стоимости, не включающей наценок посредников. Мы открыты для сотрудничества с оптовыми покупателями и предоставляем крупным заказчикам индивидуальные скидки и бесплатную доставку.
Чтобы уточнить цену частотного преобразователя тока малой мощности для однофазного двигателя, обращайтесь по телефонам: +7 (495) 799-8200 (многоканальный для Москвы и МО), +7 (800) 600-4909 (бесплатный для всех регионов РФ).
Принцип работы частотного преобразователя и критерии выбора
Неотъемлемой частью конструкций современных электродвигателей являются частотные преобразователи. Эти устройства позволяют получать «на выходе» частоту переменного тока, соответствующую заданному диапазону.
Преобразователи востребованы во всех сферах жизнедеятельности, связанных с электрической энергией. Результатом их действия становится стабильная работа сложных приводных механизмов без задействования традиционной регулирующей аппаратуры с минимизацией энергопотребления. При использовании таких устройств значительно повышается КПД используемого оборудования.
Сферы применения и преимущества использования
Рассматриваемые устройства обеспечивают плавное регулирование скорости электродвигателей. Этим и определяются области их использования, а именно:
- Вентиляционные системы.
- Приводные механизмы.
- Компрессоры.
- Дымососы.
- Конвейеры.
- Грузоподъемное оборудование.
- Деревообрабатывающее оборудование.
Современные модели отличаются расширенным перечнем функциональных возможностей. Это сохранение работоспособного состояния при нестабильном питании, исключение резонансных частот (продление срока эксплуатации), оптимальная работа в системе автоматического управления и возможность проведения идентификационного пуска, позволяющего настроить устройство под параметры обмоток вращающегося двигателя.
Подключение и настройка преобразователя частоты позволяет не только сгладить работу электродвигателя при его запуске и торможении, но и управлять целой группой двигателей (создание систем). Они значительно упрощают управление с повышением его надежности. Еще одно преимущество преобразователей — это возможность корректировки настроек в процессе работы.
Типы управления – особенности, достоинства
Существует два основных принципа управления частотных преобразователей для электродвигателей применимые во всех областях их использования, это:
- Скалярное. Оптимальный вариант для реализации управления более простыми механизмами. Выходное напряжение и выходная частота поддерживаются в постоянном соотношении (неизменно отношение максимального момента двигателя к текущему моменту нагрузки) – перегрузочная способность электродвигателя. Диапазон регулирования 1 : 40.
- Векторное. Осуществление контроля над тремя параметрами: выходное напряжение, выходная частота, фаза. Регулирование скорости и момента на валу электродвигателя производится независимо на основе данных величины и угла пространственного вектора. Работа при частотах близких к нулю. Диапазон регулирования 1 : 1000 (гарантированная высокая точность).
Многофункциональность таких устройств значительно облегчает многие процессы. Лучше всего выбрать частотный преобразователь со встроенным логическим контроллером и возможностью подключения дополнительной платы для расширения входов/выходов.
Принцип работы устройства
В основе работы данного устройства лежит принцип двойного преобразования напряжения, подающегося на вход. Конструкция представлена силовым механизмом на базе тиристоров/транзисторов и управляющего механизма (микропроцессор).
Обязательно последовательное исполнение 3 этапов:
- Выпрямление с помощью диодного блока.
- Фильтрация через конденсаторы.
- Инвертирование. Изменение характеристик тока с целью его преобразования из постоянного в переменный, и последующей возможности регулирования скорости вращения ротора двигателя.
В процессе преобразования принимает участие и сам двигатель, его индуктивность также влияет на кривую (сглаживание).
Схема подключения частотного преобразователя
Как сделать правильный выбор?
Современный рынок электротехнических устройств отличается широким ассортиментом, что значительно усложняет процесс подбора необходимого оборудования. В процессе приобретения обязательно учитываются следующие критерии:
- Мощность. При расчете учитывается мощность двигателя и его перегрузочная способность. Предпочтение отдается моделям с наиболее широким диапазоном мощностей.
- Функциональность.
- Напряжение питающей сети. Два варианта: однофазная сеть 220-240 В и промышленная сеть 380 В.
- Система охлаждения. Воздушное (радиаторы на поверхности задней стенки) или жидкостное охлаждение.
- Тип двигателя (синхронный/асинхронный, низковольтный/высоковольтный).
- Способ управления (пульт, входы управления, контроллер, ПК).
- Безопасность и защита (система ограничения тока при пуске, продолжительной работе/остановке, защита от перепадов напряжения и перегрева).
Каждый параметр определяется в индивидуальном порядке. Внимание обращается и на габаритные размеры устройства, а также материал его изготовления и герметичность корпуса. Частотные преобразователи в каталоге нашей компании представлены по максимально выгодным ценам.
Мы предлагаем своим клиентам качественную продукцию от ведущих производителей. Для того чтобы получить профессиональную консультацию и заказать промышленную технику звоните по телефонам: +375 (17) 513-99-91 или +375 (17) 513-99-93. Наши специалисты ответят на все вопросы и помогут сделать правильный выбор!
Как работает частотник? Принцип работы преобразователя.
Частотник служит для изменения характеристик энергии, поступающей от электросети к производственному оборудованию. Речь идёт о требуемом выборе частоты тока, вида напряжения. Технические возможности изменения этих понятий лежат в определённом диапазоне. Их показатели могут отличаться и быть выше данных, получаемых от первичного энергоисточника, так и гораздо ниже его.
Состав, конструкция схема
Оборудование преобразования частоты (ПЧ) компонуют из двух секций. Первая — с управляющими функциями, состоит из микропроцессоров. Их задача: регулировать коммутацию ключей, контролировать работу, выполнять диагностику и защиту. Вторая — силовая секция. Её комплектуют на транзисторах (тиристорах), выполняющих функцию переключателей.
Характеристика
Большинство распространённых электрорегулируемых приводов используют преобразователей частоты ПЧ двух классов. Основными признаками их разделения являются структурное отличие и принцип работы силовой части устройства. Свои функции ПЧ выполняет с промежуточным узлом, действующим с постоянным током, или осуществляется прямая связь с источником.
Положительной особенностью является высокая эффективность. Отдача достигает 98,5% и более. Используется для управления мощными высоковольтными приводами. Частотник значится относительно дешёвым, несмотря на дополнительную комплектацию схем регулирования. Эффективный способ его применения оценивают, рассматривая класс, преимущества или недостатки. Сначала использовались преобразователи с прямым, непосредственным подсоединением к сети. (рисунок 1).
То есть, источник питания подключается к статорным обмоткам двигателя через открытые вентили. Конструкция силовой части состояла из выпрямителей, выполненных на полупроводниковых приборах — тиристорах.
Обладающих свойствами электровентиля. И системы управления (СУ). Которая, попеременно их открывая, подключала к сети обмотки электродвигателя. Напряжение поступает на тиристоры, имея трёхфазный вид синусоиды Ua, Uв, Uс. На выходе преобразователя сформировано напряжение U вых.
Это показано на одной фазе с вырезанной полосой (рисунок 1). Увеличенный, он имеет зазубренный вид, который аппроксимирует линия синего цвета. Выходная частота устройства значится в границах 0—30 Гц.
Этот короткий диапазон лимитирует возможность привода регулировать скорость асинхронного электродвигателя. Такое подключение на практике даёт результат один к десяти. Хотя технологические процессы диктуют значительного увеличения этого соотношения.
Применение неуправляемых тиристоров считается недостатком конструкции, так как их использование требует усовершенствовать систему регулирования. Она становится более сложной. Кроме того, «зазубренная» форма напряжения на выходе (рис. 2), приводит к появлению высших гармоник. Их наличие сопровождается дополнительными потерями. Которые наблюдаются, в увеличении перегрева электродвигателя, уменьшение крутящего усилия (момент) на валу и появление помех в сети. Поэтому дополнительный монтаж деталей и узлов для устранения этих недостатков, повышает стоимость устройства. Увеличивают его габариты, вес и уменьшают эффективность привода.
В настоящее время преобразователи с прямой (непосредственной) связью не применяют. Сейчас в системах дополнительно включён узел с функцией постоянного тока. При этом задействовано удвоенное трансформирование электроэнергии. Напряжение на входе, с неизменной амплитудой, частотой и формой синусоиды, поступает на клеммы выпрямительного блока (B). Дальше проходит фильтр (Ф), уменьшающий пульсацию высших гармоник. Назначение (И) инвертора — преобразовать постоянное напряжение в переменное варьируемой частоты и амплитуды. При этом используются отдельные внутренние блоки.
Функции электронных ключей, в составе инверторов, выполняют запираемые GTO тиристоры. Или заменяемые его типы: GCT, IGCT, SGCT, а также трёхэлектродным полупроводниковым элементом с изолированным затвором IGBT.
Преимуществом частотника на тиристорах обоих классов является возможность использовать их при повышенных показателях напряжения и тока. Они выдерживают длительную работу, электроимпульсные скачки. Устойчивое функционирование преобразователи частоты поддерживают в широком диапазоне мощностей. С вилкой от сотни кВт до десятка мВт. На выходе ПЧ напряжение составляет от 3 до 10 кв. Однако, сравнивая цену по отношению к мощности, она остаётся завышенной.
Устройства регулируемого привода, в состав которого входили запираемые тиристоры, занимали преобладающее место. Но, потом их сменил транзистор IGBT с изолированным затвором.
Применение тиристора усложняет средство управления. Являясь полупроводниковым элементом, он подключается подачей импульса на регулируемый контакт, достаточно сменить полярность напряжение или понизить величину тока близкую к нулю. Сложность процесса и дополнительные элементы делают систему регулировки более громоздкой.
Транзисторы IGBT отличаются простым способом управления с незначительной затратой расхода энергии. Большой рабочий диапазон частот расширяет границы выбора оборотов электромотора и увеличивает скоростную характеристику. Совместное действие транзистора с микропроцессорным управлением влияет на степень высших гармоник. Кроме того, отмечаются следующие особенности.
- В обмотках и магнитопроводе электродвигателя уменьшаются потери.
- Снижается тепло подогрев.
- Минимум проявлений пульсаций момента.
- Исключаются рывки ротора в зоне небольших частот.
- Сокращаются потери в конденсаторах, трансформаторах, проводах тем самым увеличиваются сроки их эксплуатационной пригодности.
- Приборы измерений и защиты (особенно индукционные) допускают меньшее неточностей, искажённых срабатываний.
Сравнивая ПЧ одинаковой выходной мощности с другими схемами, устройства на транзисторах IGBT отличаются надёжностью, меньшими габаритами, массой. Достигается это за счёт модульной конструкции аппаратных средств. Минимальным набора элементов, составляющих устройство. Защитой от резких колебаний тока и напряжения. Снижением количества отказов и остановок электропривода. Лучшим теплоотводом
Высокая цена низковольтных преобразователей (IGBT) на единицу выходной мощности объясняется трудностью изготовления транзисторных модулей. Рассматривая цену и качество, они предпочтительнее тиристорных. И также надо учитывать постоянную динамику сокращения стоимости производства устройств. Тенденцию к её снижению.
Затруднение в применении высоковольтного привода с прямым изменением частоты является ограничение по мощности свыше двух мВт. Так как увеличение напряжения и рабочего тока укрупняют габариты транзисторного модуля, необходим более высокоэффективный теплоотвод от полупроводника. И как выход, до появления новейших биполярных элементов, модули в преобразователях соединяют последовательно по несколько штук.
Низковольтный ПЧ на IGB транзисторах. Устройство, особенности
Рисунок 3 показывает блочную схему и функции основных узлов. После каждого из них, отображены линии выходных параметров электроэнергии. Подаваемая энергия (Uвх.), в форме синусоиды, неизменной амплитуды, частоты. Дальше — узел постоянного тока, состоящий из неуправляемого или регулируемого выпрямителя 1. Емкостного фильтра 2, с функциями сглаживания пульсации (U выпр.). Потом, сигнал Ud поступает на независимый, автономный инвертор 3, работающий с нагрузкой, которая потребляет ту же частоту.
Он преобразует одно или 3-фазный ток постоянной величины в переменный, имеет приемлемый уровень гармоник, добавленных к выходному напряжению. Собранный на полностью регулируемых полупроводниковых приборах IGBT. Сигналы СУ подсоединяют обмотку электродвигателя к соответствующим полюсам, используя силовые транзисторы. Подключение происходит в период импульсов, моделируемых по синусоиде амплитудой и частотой. Управляемые выпрямители (1) регулируют величину Ud. Функцию сглаживания выполняет электрофильтр (4).
Вывод
В результате работы частотника получают переменное напряжение с варьируемыми показателями. Подавая энергию с такими параметрами на обмотки электродвигателя, выбирают требуемую скорость вращения вала. Статические ПЧ являются наиболее применяемыми в регулировке исполнительных механизмов. Установка управляемого электропривода экономически обоснована в энергосберегающих технологиях.
Преобразователи частоты| Power Systems International
Aviation
Преобразователи частоты
Marine
Преобразователи частоты
От берега до корабля
Промышленные
Преобразователи частоты
От 50 Гц до 60 Гц / от 60 Гц до 50 Гц
Преобразователи частоты
Что такое преобразователь частоты?
Проще говоря, преобразователи частоты — это устройство преобразования энергии. Преобразователь частоты преобразует базовую синусоидальную мощность с фиксированной частотой и фиксированным напряжением (сетевое питание) в выходной сигнал переменной частоты и переменного напряжения, используемый для управления скоростью асинхронных двигателей.
Зачем нужен преобразователь частоты?
Основная функция преобразователя частоты в водной среде — экономия энергии. За счет управления скоростью насоса вместо регулирования потока с помощью дроссельных клапанов можно значительно сэкономить энергию.
Например, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии на 50%. Ниже описывается снижение скорости и соответствующая экономия энергии. Помимо экономии энергии, значительно увеличивается срок службы крыльчатки, подшипников и уплотнений.
Доступно множество различных типов преобразователей частоты, которые предлагают оптимальный метод согласования производительности насоса и вентилятора с требованиями системы. Он преобразует стандартную мощность предприятия (220 В или 380 В, 50 Гц) в регулируемое напряжение и частоту для питания двигателя переменного тока. Частота, применяемая к двигателю переменного тока, определяет скорость двигателя.
Двигатели переменного тока обычно представляют собой такие же стандартные двигатели, которые можно подключать через линию питания переменного тока. За счет включения байпасных пускателей работа может поддерживаться даже в случае выхода инвертора из строя.
Преобразователи частоты также обладают дополнительным преимуществом — увеличенным сроком службы подшипников и уплотнений насоса. Благодаря поддержанию в насосе только давления, необходимого для удовлетворения требований системы, насос не подвергается воздействию более высоких давлений, чем необходимо. Следовательно, компоненты служат дольше.
Те же преимущества, но в меньшей степени, применимы и к вентиляторам, работающим от преобразователей частоты.
Для достижения оптимальной эффективности и надежности многие специалисты получают подробную информацию от производителей.Это может включать эффективность преобразователя частоты, необходимое техническое обслуживание, диагностические возможности преобразователя частоты и общие рабочие характеристики.
Затем они проводят подробный анализ, чтобы определить, какая система даст наилучшую окупаемость инвестиций.
Дополнительные преимущества преобразователей частоты
Помимо экономии энергии и лучшего управления технологическим процессом преобразователи частоты могут обеспечить другие преимущества:
- Преобразователь частоты может использоваться для управления технологической температурой, давлением или расходом без использования отдельного контроллера. .Соответствующие датчики и электроника используются для сопряжения управляемого оборудования с преобразователем частоты.
- Расходы на техническое обслуживание можно снизить, поскольку более низкие рабочие скорости приводят к увеличению срока службы подшипников и двигателей.
- Устранение дроссельных клапанов и заслонок также устраняет необходимость технического обслуживания этих устройств и всех связанных с ними органов управления.
- Устройство плавного пуска для двигателя больше не требуется.
- Контролируемая скорость разгона в жидкостной системе может устранить проблемы гидравлического удара.
- Способность преобразователя частоты ограничивать крутящий момент до уровня, выбранного пользователем, может защитить приводимое оборудование, которое не может выдерживать чрезмерный крутящий момент.
Анализировать систему в целом
Поскольку процесс преобразования входящей мощности с одной частоты на другую приведет к некоторым потерям, экономия энергии всегда должна происходить за счет оптимизации производительности всей системы.
Первым шагом в определении потенциала энергосбережения системы является тщательный анализ работы всей системы.Для обеспечения экономии энергии требуется детальное знание работы оборудования и требований к технологическим процессам. Кроме того, следует учитывать тип преобразователя частоты, предлагаемые функции и общую пригодность для применения.
Преобразователи частоты | Внутренняя конфигурация
Преобразователи частоты содержат три первичные секции:
- Схема выпрямителя — состоит из диодов, тиристоров или биполярных транзисторов с изолированным затвором. Эти устройства преобразуют мощность сети переменного тока в постоянный ток.
- Шина постоянного тока — состоит из конденсаторов, которые фильтруют и накапливают заряд постоянного тока.
- Инвертор — состоит из высоковольтных мощных транзисторов, которые преобразуют мощность постоянного тока в выход переменного тока с переменной частотой и напряжением, подаваемый на нагрузку.
Преобразователи частоты также содержат мощный микропроцессор, который управляет схемой инвертора для создания почти чистого синусоидального напряжения переменной частоты, подаваемого на нагрузку. Микропроцессор также управляет конфигурациями ввода / вывода, настройками преобразователя частоты, состояниями неисправности и протоколами связи.
Или для получения дополнительной информации о преобразователях частоты используйте форму ниже
Преобразователь частоты и приложение
Преобразователь частоты и его применение
База данных электроники, КИПиА
Поставщик оборудования для преобразователя частоты
50 Гц 60 Гц 400 Гц Поставщик преобразователя частоты
Преобразователь частоты и приложение
Частота Преобразователь — это электронное или электромеханическое управляемое устройство, которое преобразует переменный ток (AC) одной частоты в переменный ток другой частоты.
Электромеханический преобразователь частоты используется в мотор-генераторных установках или вращающихся преобразователях. Преобразователь частоты также может быть твердотельной электроникой. В полупроводниковых электронных устройствах обычно используется выпрямитель (вырабатывающий постоянный ток), который инвертируется для получения переменного тока желаемой частоты. Инвертор может использовать тиристоры или IGBT. Батарея также может быть встроена в цепь постоянного тока для улучшения рабочих характеристик преобразователя во время кратковременных перебоев в подаче электроэнергии. Преобразователи частоты доступны во многих диапазонах мощности от нескольких ватт до мегаватт, а также в различных частотных диапазонах.
Применение:
Преобразователи частоты используются для преобразования энергии из одного стандарта распределения в другой, преобразователи частоты также используются для управления скоростью и крутящим моментом двигателей переменного тока. В этом приложении типичный преобразователь частоты представляет собой трехфазный двухуровневый инвертор с источником напряжения. Фазовые напряжения контролируются с помощью силовых полупроводниковых переключателей и широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Полупроводниковые переключающие устройства и встречно-параллельные диоды свободного хода объединены в мост, который используется для подключения всех фаз двигателя к положительному или отрицательному напряжению промежуточного звена.ШИМ изменяет соединения фаз между положительным и отрицательным напряжением промежуточного контура так, чтобы волновое напряжение имело желаемую частоту. Преобразователи частоты обычно используются для управления скоростью насосов и вентиляторов. Во многих приложениях достигается значительная экономия энергии и мощности.
Стандартные промышленные, авиационные и европейские преобразователи частоты работают с частотой 50 Гц, 60 Гц и 400 Гц (для самолетов и судов).
Статический преобразователь частоты — JEMA Energy
Принцип действия
Статические преобразователи частоты используются для питания нагрузок, которым требуется питание переменного тока с фиксированной частотой, отличной от частоты сети.Используя промежуточное преобразование постоянного тока, устройство может выдавать эту мощность в требуемых условиях.
Далее один блок состоит из 2 подсистем:
- Выпрямитель: преобразует входящее напряжение переменного тока в постоянный ток
- Инвертор: преобразует постоянное напряжение в переменное на выходе с необходимой частотой
При необходимости в систему можно добавить батареи, чтобы она могла работать автономно в случае отказа сети.
Устройство устройства
Устройство имеет отличные динамические характеристики с транзисторами IGBT.Он управляется микропроцессором, который управляет устройством в ответ на различные ключевые слова и сигналы, которые он получает, и информирует пользователя о своем состоянии.
Функции управления:
- История: 250 последних аварийных сигналов с указанием времени и даты
- Автоматическое управление: программируемое включение и выключение
- Диагностика: визуализировать и передать состояние устройства
- Измерения:
- В ef и I ef всех фаз
- Активная, полная и реактивная мощность
- Внутренняя температура системы
- Выход
- Cos и входная и выходная частота
- Тест: автоматический, местный / дистанционный, периодический и программируемый
- Цифровые настройки: параметры настраиваются с клавиатуры
- Настраиваемый: можно определить основные системные функции
- Советы: использование клавиатуры
Общие характеристики прибора
- Высокий коэффициент мощности на входе: 20.95
- Идеальная синусоида на выходе с цифровым синтезом
- Высокая стабильность частоты и выходное напряжение
- Высокая производительность, простота и надежность
- Отличное поведение при нелинейных неуравновешенных нагрузках
- Многопроцессорное цифровое управление, ШИМ модуляция
- Интерфейс с использованием дисплея, клавиатуры, светодиодов и последовательной связи
- Встроенный трансформатор гальванической развязки
- Может опционально работать параллельно с другими устройствами
- Может включать вспомогательный источник питания от 28 В до 1000 А
Кому нужен преобразователь частоты? Я просто куплю инвертор…
Ken Reindel, 2019
Чтобы просмотреть преобразователи частоты и напряжения для покупки, щелкните здесь: https://www.kccscientific.com/frequency-converters/
Неудивительно, что люди всегда стремятся к «более дешевым» или «Умный» способ преобразования частоты. Недавно к нам пришел один любопытный покупатель и спросил: «Зачем мне преобразователь частоты? Я просто куплю дешевый китайский синусоидальный инвертор, и он мне поможет ».
Довольно интересная идея! Да, правильный синусоидальный инвертор обеспечит определенное выходное напряжение и частоту переменного тока.А для некоторых приложений это может работать как часть головоломки. Но прежде чем приступить к такому подходу «сделай сам», было бы разумно подумать, с чем вам предстоит столкнуться.
Если вы опытный инженер-электронщик, желающий заниматься исследованиями, возможно, вы сможете им управлять. В противном случае не пытайтесь это сделать. Не существует «котельных» решений, потому что инверторы различаются по многим параметрам.
Давайте рассмотрим некоторые проблемы.
> Вам будет сложно найти подходящее устройство для измерения напряжения и частоты в том месте, где вы находитесь. Например, если вы живете в США, сложно найти инвертор 230 В переменного тока, 50 Гц.
> Вам нужно будет оценить инвертор на предмет его выходной составляющей постоянного тока. Это может быть серьезной проблемой, если вы думаете о питании аудиооборудования с входными трансформаторами.
> Один инвертор не может обеспечить настраиваемую частоту или выходное напряжение.
> Точность частоты инвертора обычно составляет в лучшем случае 1%. … а некоторые — до 5%.Для устройств, требующих точного времени, это просто не сработает. На верхнем пределе этого предела ошибки вы довольно отчетливо услышите ошибку высоты тона, если вы включаете проигрыватель виниловых пластинок. Мы знаем некоторых людей, которые могут обнаружить ошибку высоты тона с точностью до 1%. Если вы хотите привести в действие дрель или пилу в отдаленном месте, вдали от бытовой электросети, тогда да, такой уровень точности подойдет.
> Тара, тара, тара. Вам, вероятно, не нужен синусоидальный инвертор, предназначенный для работы в кемпинге, связка проводов, некоторые незакрепленные электронные детали и источник питания с открытой рамой рядом с вашим дорогим проигрывателем, ламповым предусилителем или музыкальным автоматом.
> Вам может понадобиться БОЛЬШОЙ аккумулятор и зарядное устройство. Многие инверторы спроектированы с расчетом на питание от батарей. Оставайтесь в безопасности! Требования к силе тока могут привести к возгоранию проводов или расплавлению межсоединений, если вы не спроектируете их должным образом. Кроме того, некоторые батареи представляют собой опасность взрыва при наличии искр. Тщательно выбирайте зарядное устройство; некоторые из них выкипят аккумуляторный электролит.
> Вам необходимо защитить аккумулятор от глубокого разряда. Для этого потребуется датчик уровня и переключатель.Для этого может оказаться полезным выбор инвертора с дистанционным «включенным» входом.
> Замена источника питания постоянного тока на батарею требует инженерных знаний. Это может сработать, если вы захотите выполнить некоторую интеграцию электроники и выбрать совместимый источник питания. Вам нужно будет оценить мгновенные требования к мощности многих инверторов и электронного устройства, которое вы, возможно, пытаетесь запитать. Некоторые из них имеют такие высокие значения входной емкости, что многие источники питания не могут их запустить.
В процессе правильного решения этой проблемы вы можете получить источник питания более дорогой, чем инвертор. Вам также могут понадобиться правильно подобранные конденсаторы и фильтры на пути между источником питания и инвертором. Подумайте, как их выбрать и зачем они нужны, и как их защитить. Вам может повезти, и все получится, но как долго? Например, что, если инвертор выйдет из строя и закоротит блок питания?
> Вы не получите поддержки клиентов от компании, производящей инверторы, о том, как объединить части вместе. Если что-то пойдет не так или инвертор перестанет работать из-за допущенной вами ошибки, вы останетесь один.
> Качественной изоляции не получишь. Инверторы не для этого предназначены. Так что будьте готовы к высокочастотным контурам заземления и всем связанным с ними проблемам с шумом.
> Вы можете столкнуться с радиочастотными помехами. Когда вы соединяете два коммутационных устройства вместе, даже если каждое из них сертифицировано на радиочастотное излучение, это азартная игра относительно того, каким будет взаимодействие между ними.
Это похоже на философию смартфона. Вы можете купить стандартный телефон, портативный компьютер, фотоаппарат, диктофон, видеокамеру, большую батарею и носить с собой все вокруг. Или вы можете купить смартфон. Зачем покупать по частям и собирать самодельный «преобразователь частоты» (который может работать ненадежно), когда бесконечно проще купить хорошо продуманный, привлекательный продукт KCC Scientific, который отлично работает и элегантно интегрирован?
Качество инвертора, конечно, здесь тоже не рассматривается.Более качественные инверторы соответственно дороги. Другие могут быть слышны или электрически зашумлены. В большинстве случаев они просто не предназначены для обеспечения качества или точности. Продукция KCC Scientific есть! С нашими продуктами вам не придется думать ни о чем из вышеперечисленных проблем. Выбирая путь «сделай сам», вам нужно найти выход из каждой проблемы, с которой вы сталкиваетесь, сейчас и позже.
Существует множество причин, по которым продукты KCC Scientific идеально подходят для выполняемой работы. Кроме того, вы нигде не получите более качественной поддержки клиентов.Вот почему мы здесь!
Рекомендации по преобразованию частоты питания — Falcon Electric
Разработка стандартов мощности в США и Европе
Электропитание постоянного тока (DC) диктовало конструкцию устройств в Соединенных Штатах и Канаде с конца 1800-х годов, когда Томас Эдисон разработал лампу накаливания. лампочка, работающая от источника постоянного тока напряжением 110 вольт. Основным недостатком мощности постоянного тока было то, что ее можно было распределять только на короткие расстояния без необходимости регенерации.В начале 1900-х годов, когда Николи Тесла работал в Westinghouse, он и Westinghouse нашли решение этой проблемы, разработав первые системы генерации переменного тока (AC). Эти системы были усовершенствованы по сравнению с системой постоянного тока Эдисона, что облегчало передачу энергии переменного тока на очень большие расстояния. Тесла определил, что мощность переменного тока, меняющаяся с частотой 60 циклов в секунду (60 Гц), является наиболее эффективной; поэтому системы Westinghouse генерировали мощность переменного тока 60 Гц. Тесла также считал, что предпочтительным напряжением является 220 вольт.Из-за больших вложений Эдисона в мощность постоянного тока он попытался помешать развитию мощности переменного тока. Эдисон заявлял, что это небезопасно, особенно при 220 вольт. Чтобы получить одобрение правительства, Westinghouse уступила стандарту Эдисона на 110 вольт. Таким образом, 110 вольт, 60 Гц стали первым стандартом для США и Канады. Сегодня стандартные однофазные напряжения составляют 120, 208 или 240 вольт, а 120 вольт при 60 Гц встречаются в настенных розетках домов и офисов по всей Северной Америке.
Вскоре после новаторской работы Tesla в области систем питания переменного тока компания AEG, расположенная в Германии, разработала собственные системы питания переменного тока.Первоначально они использовали напряжение 110, но решили генерировать мощность с частотой 50 Гц, потому что число «60» не соответствовало метрическому стандарту. Позже они остановились на стандарте 220 вольт, поскольку обнаружили, что он более эффективен. Поскольку AEG была крупной монополией, их стандарты быстро распространились по Европе, за исключением Великобритании, которая не принимала европейские стандарты до конца Второй мировой войны. Сегодня стандартные однофазные напряжения в розетках домов и офисов в Европе составляют 220 или 230 вольт при 50 Гц.
Зачем нужен преобразователь частоты?
Энергосистемы во всем мире сегодня основаны либо на американских, либо на европейских стандартах частоты. Различия в напряжениях и частотах могут создавать реальные проблемы для тех, кто хочет использовать оборудование, рассчитанное на одну энергетическую среду, в другой. Например, преобразование напряжения может потребоваться для некоторого оборудования, рассчитанного на бытовую мощность 120 В, 60 Гц, в европейскую сеть 230 В, 50 Гц. Для других типов оборудования может потребоваться преобразование как напряжения, так и частоты.
Чтобы проиллюстрировать этот момент, Frankfort Electrical Services, инжиниринговая фирма, специализирующаяся на решениях сложных электрических систем, таких как преобразование частоты и напряжения для правительства, Министерства обороны и других связанных с государством фирм, столкнулась с проблемой. К фирме обратилось местное правительственное агентство, которое проверяет образцы материалов и жидкостей для секретных проектов. Агентство недавно приобрело модернизированный химический анализатор у европейского производителя. Этот анализатор с вакуумной центрифугой был единственным устройством, отвечающим строгим требованиям агентства в отношении передовых технологических функций, таких как анализ на базе ЦП с предварительно запрограммированными методологиями / алгоритмами тестирования для ускорения результатов тестирования и снижения эксплуатационных расходов.Хотя некоторое оборудование 230 В переменного тока / 50 Гц будет работать при питании 220–240 В / 60 Гц (США), этот анализатор не будет работать при мощности 60 Гц, в основном из-за хрупких приводов двигателей и других компонентов, требующих точной и надежной работы. регулируемый вход 230 В переменного тока 50 Гц. Помимо необходимости точного преобразования напряжения, для обеспечения точности лабораторных результатов также требовалось бесперебойное питание. После исследования нескольких преобразователей частоты и источников питания компания Frankfort Electrical выбрала интерактивный источник бесперебойного питания (ИБП) с двойным преобразованием от Falcon Electric.ИБП SG 6 кВА обеспечивает усовершенствованное преобразование частоты, прецизионное регулирование напряжения, а также резервное питание от батарей. При отключении электроэнергии блок Falcon обеспечивал чистое бесперебойное питание подключенного лабораторного оборудования и бесперебойную передачу электроэнергии на локальный генератор. Используя микропроцессорную технологию, ИБП смог обмениваться данными с программным обеспечением управления питанием для поддержки автоматического выключения, регистрации данных и самодиагностики. Удаленное управление и мониторинг оборудования стало возможным через стандартный порт RS-232 или дополнительную плату SNMP / HTTP с адресом TCP-IP со стандартным портом 1-BaseT Ethernet.«Эти особенности вместе с небольшими размерами, доступной ценой и быстрой доставкой определенно сделали SG-агрегат идеальным решением для моего клиента», — прокомментировал владелец Frankfort Electrical Джерри Франц. (рис. 1)
(рис. 1) На приведенной выше схеме он-лайн ИБП подробно описан его уникальный дизайн. Истинным преимуществом онлайн-ИБП является его способность обеспечивать электрический брандмауэр между входящим сетевым питанием и вашим чувствительным электронным оборудованием. Входящая мощность переменного тока преобразуется в постоянный, вырабатывается регулируемая и чистая новая выходная мощность переменного тока.
В некоторых случаях преобразование переменного напряжения — это довольно простой вопрос, заключающийся в покупке трансформатора подходящего размера для повышения или понижения напряжения по мере необходимости. Для многих устройств и оборудования, в том числе с двигателями переменного тока и балластами молний, требуется нечто большее, чем просто преобразование напряжения. Поскольку оборудование спроектировано для работы от указанной частоты переменного тока, например специализированный анализатор центрифуги, отказ от подачи питания на оборудование на указанной частоте может привести к повреждению чувствительных компонентов и вывести устройство из строя.
Что такое преобразователь частоты?
Преобразователь частоты — это либо двигатель / генератор, либо электронное устройство, которое принимает мощность переменного тока с одной частотой и регенерирует мощность переменного тока с другой частотой. (рис. 2)
(рис. 2) На приведенной выше схеме преобразователя частоты показана типичная конструкция, в которой входящий переменный ток определенной частоты выпрямляется в постоянный ток (DC). Затем постоянный ток подается на ступень инвертора с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), где создается синусоидальная мощность переменного тока с желаемой выходной частотой.
Преобразователи частоты двигатель / генератор (MG set) в первую очередь предназначены для крупных стационарных применений, таких как наземное питание самолетов или крупное оборудование, предназначенное для использования в другой стране. Из-за своего размера и веса они не подходят для портативных приложений. Электронные преобразователи частоты состоят исключительно из электронных схем. Они принимают входящую мощность переменного тока, преобразуют ее в постоянный ток, фильтруют и регенерируют новую мощность переменного тока с желаемой частотой. Размеры преобразователей варьируются от недорогих небольших портативных устройств до больших моделей для стационарных установок.Их выходное напряжение и регулировка частоты обычно лучше, чем у двигателей / генераторов. Большинство продуктов имеют размер от 1 до 6 кВА и идеально подходят для портативных и небольших стационарных применений. Типичные применения включают источники питания 400 Гц для небольшой авионики и военных лабораторий, а также источники 50 или 60 Гц для питания чувствительных к частоте компьютеров, сетей, телекоммуникаций, спутников и радиооборудования. Для приложений, требующих как преобразования, так и защиты питания в сети, есть несколько избранных моделей, работающих в режиме реального времени, которые обеспечивают преобразование трех фаз в однофазное, преобразование частоты 50/60 и 400 Гц, преобразование напряжения и дополнительную возможность резервного питания от батареи для полное решение по питанию.
При выборе преобразователя частоты понимание требований и возможностей оборудования является ключом к правильному выбору. Если требуется, чтобы оборудование работало в международной среде, взвесьте стоимость преобразователя со стоимостью замены оборудования, к которому будет подаваться питание. Необходимо позаботиться о том, чтобы его размер соответствовал потребляемой мощности подключенной (ых) нагрузки (й). Немного завышать размер преобразователя — это всегда хорошая практика. Если вы выбираете недорогой преобразователь, убедитесь, что он имеет истинный синусоидальный выходной сигнал с суммарным гармоническим искажением (THD) менее 5%.Никогда не используйте преобразователь с квазисинусоидальным, ступенчатым, прямоугольным или модифицированным синусоидальным выходом.
Технический отдел
Falcon Electric, Inc.
без названия
% PDF-1.5 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 2 0 obj > транслировать 2014-12-07T20: 48: 31 + 01: 002014-12-07T20: 47: 30 + 01: 002014-12-07T20: 48: 31 + 01: 00application / pdf
Преобразователь частоты переменного тока [Что это такое?]
♥ Совместное использование — это забота ♥
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: КАК АССОЦИАЦИЯ AMAZON Я ЗАРАБАТЫВАЮ НА КВАЛИФИКАЦИОННЫХ ПОКУПКАХ.ДАННЫЙ ПОЧТ СОДЕРЖИТ АФФИЛИРОВАННЫЕ ССЫЛКИ, ПО КОТОРЫМ МЕНЯ ВОЗНАГРАЖДЕН В ДЕНЕЖНОМ ИЛИ ИНОМ СЛУЧАЕ, КОГДА ВЫ ИСПОЛЬЗУЕТЕ ИХ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КВАЛИФИКАЦИОННЫХ ЗАКУПОК. ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРОЧИТАЙТЕ ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ. |
Преобразователь частоты или преобразователь частоты — это электронное устройство, которое преобразует переменный ток (переменный ток) определенной частоты в переменный ток другой частоты. Это устройство также может изменять напряжение и является второстепенным по отношению к его основному назначению.
Изначально это устройство представляло собой электромеханическую машину, известную как генератор-двигатель.С появлением твердотельной электроники стало возможным полностью модернизировать преобразователи частоты.
Он состоит из выпрямителя, вырабатывающего постоянный ток (DC), который затем инвертируется для генерации переменного тока. Указанный инвертор может использовать IGBT, IGCT или тиристоры.
Для преобразования напряжения в выходной цепи или на входе переменного тока также задействован трансформатор. Он также изолирует цепи переменного тока i / p и o / p. Также можно добавить батарею, чтобы уменьшить перебои в питании i / p.
ВыпрямительКак и при работе преобразователя частоты, он преобразует переменный ток в постоянный, а затем обратно в переменный. Итак, это 1-й основной компонент.
Принцип работы такой же, как и у зарядного устройства. Диодные мосты удерживают синусоидальную волну в одном и том же направлении.
Итак, волна переменного тока полностью изменилась на постоянный ток. Аналогичным образом частота переменного тока преобразуется в постоянный ток (нулевое значение).
Как показано на схеме ниже, преобразователь получает 3 входа переменного тока и преобразует их в выход постоянного тока.Трехфазные преобразователи также могут получать однофазное питание, но мощность в лошадиных силах будет снижаться по мере уменьшения генерируемого постоянного тока.
Рисунок 1: Трехфазный мостовой выпрямитель
Шина постоянного токаНа самом деле он присутствует не во всех преобразователях частоты, поскольку он не влияет на работу с переменной частотой. Тем не менее, он будет постоянно присутствовать в высококачественных преобразователях частоты общего назначения.
В нем используются катушки индуктивности и конденсаторы для фильтрации напряжения пульсаций до того, как оно попадет в инвертор.
Инвертор IGBTОн использует преобразованный постоянный ток в переменный ток переменной частоты. ШИМ (широтно-импульсная модуляция) используется для управления частотой и напряжением в современных преобразователях.
Этот инвертор генерирует импульсы постоянного тока через 3 пары переключаемых транзисторов с высоким уровнем коммутации, и эти импульсы имитируют синусоидальные волны. Импульсы определяют не только напряжение, но и частоту.
IGBT — это трехконтактное полупроводниковое устройство, используемое в качестве переключателя, включенное в инвертор и используемое для быстрого переключения и высокой эффективности.IGBT может обеспечивать очень высокую скорость переключения до 16000 Гц с меньшим тепловыделением.
Меньше тепла указывает на небольшие радиаторы и устройства меньшего размера. Вот хорошее видео о том, как ШИМ работает в VFD:
Фильтр питанияЭто схема фильтра, которая включает в себя индуктивность, сопротивление и емкость. Этот фильтр может фильтровать определенную частоту, чтобы достичь требуемой частоты или отклонить определенную частоту.
Фильтр электромагнитных помехОбычно это фильтр нижних частот, состоящий из шунтирующих конденсаторов и последовательных реакторов.Это позволяет сигналу поступать в оборудование при нормальной работе, а не мешать высокочастотному сигналу помехи.
Выход инвертораЕго выходной сигнал состоит из последовательных прямоугольных импульсов с регулируемой шириной и фиксированной высотой. Сумма площади импульса дает эффективное напряжение.
Добавление ширины и пустых мест в них дает частоту.
Рисунок 2: Выход инвертора.
Изолирующий трансформаторЕго цель в преобразователе частоты — уменьшить шум и увеличить отношение сигнал / шум.Он используется для подачи питания переменного тока на устройства.
Он также изолирует нагрузку от преобразователя. Он обеспечивает изоляцию тока для предотвращения электрических помех и поражения электрическим током.
Он позволяет компонентам переменного тока проходить и блокировать постоянный ток. Изолирующий трансформатор, имеющий статическое экранирование, используется для источника питания хрупкого оборудования, такого как лабораторные инструменты, медицинское оборудование или компьютеры,
- Эти преобразователи изменяют мощность переменного тока с одной частоты на другую, когда две сети работают на разных частотах.
- Он используется для управления скоростью двигателей переменного тока, таких как вентиляторы и насосы.
- Они используются в авиалиниях и авиакосмической промышленности.
- Система HVDC может использоваться в качестве преобразователя частоты для большого количества нагрузок.
АВТОР
| Аллам Аллам по профессии инженер. Он получил степень магистра и бакалавра в области электротехники и электроники.Аллам с отличием окончил университеты с мировым рейтингом и даже выиграл золотую медаль. Его профессиональные знания и опыт включают (но не ограничиваются):
|
Готовы ли вы к другим решениям? Давайте займемся проблемами и наконец-то насладимся жизненными благами! Нажмите на изображение ниже, чтобы продолжить чтение…
Раскрытие информации о филиалах. Несмотря на то, что мы рекомендуем продукты, которые нам нравятся, некоторые из них связаны с нашими аффилированными партнерами, которые будут платить нам небольшую комиссию БЕСПЛАТНО!
Заявление об отказе от ответственности. Информация, содержащаяся на этом веб-сайте, должна быть максимально точной и актуальной, но случаются ошибки (вы всегда должны посещать веб-сайт производителя для получения точных сведений и последних обновлений). Эта информация была собрана из различных источников и может быть изменена без предварительного уведомления.ElectricProblems.com не несет ответственности и отказывается от какой-либо ответственности за использование предоставленной информации кем-либо.
Заявление об отказе от ответственности. Эта статья предназначена только для информационных целей и никоим образом не заменяет профессиональные советы. Вы берете на себя полную ответственность за использование предоставленной информации (будь то в текстовом, видео или графическом формате), и вы не несете ответственности ElectricProblems.