Частотные преобразователи

Частотный преобразователь: назначение, виды, характеристики

Частотный преобразователь – техническое оборудование, отвечающее за регулировку таких параметров электрического тока, как частота и напряжение. Он преобразует входные параметры сети (трёх- или 1-фазный ток с частотой 50 Гц) в трёх- или 1-фазный ток частотой 1-800 Гц.

Этот процесс трансформации позволяет плавно регулировать скорость вращения синхронных и асинхронных электрических двигателей, а это, в свою очередь, существенно оптимизирует любое производство: снижается расход электричества и износ электрооборудования, увеличивается срок его службы, возрастает КПД и т.п.

Особенности работы частотного преобразователя

В электросхеме указанных приборов -  две части:

1. силовая, в состав которой входят транзисторы и тиристоры.
2. управляющая - микропроцессор, осуществляющий руководство первой частью, плюс решающий широкий круг дополнительных задач, в частности, по контролю, диагностике и защите оборудования и т.д.).

По варианту функционирования все частотные преобразователи можно разделить на две группы:

• Частотники, в которых сеть и электродвигатель связаны напрямую.

Речь идёт о тиристорном реверсивном преобразователе с упрощенной силовой частью. Его основное достоинство – это то, что для подключения в сеть не требуется дополнительных устройств. Однако частота напряжения на выходе у таких частотных преобразователей не может превосходить или равняться сетевой частоте, так что применять их в современных мощных приводах с широкими возможностями регулировки показателей невозможно.

• Частотники, в которых имеется промежуточное звено постоянного тока.

Тиристорный (или транзисторный) преобразователь, включающий в себя выпрямитель, обеспечивающий корректную работу электродвигателя. Главным достоинством таких устройств считается возможность работы со значительными параметрами сети, что позволяет обеспечивать высокий КПД: на технику не влияют ни высокая нагрузка, ни импульсные воздействия.

Работа частотного преобразователя осуществляется в несколько последовательных этапов:

• Входная синуса переменного тока (одно- или 3х-фазного) подвергается выпрямлению тиристорами либо блоком диодов.
• С помощью конденсаторов он фильтруется до минимального значения либо полного исчезновения колебания напряжения.
• Далее напряжение преобразуется в 3х-фазную волну с конкретными параметрами с помощью микросхем и мостов транзисторов.
• На выходе достигается нужный результат – прямоугольные импульсы трансформируются в синусы с заданными параметрами.

Сегодня такие приборы оснащаются дисплеями и экранами, повышающими комфорт использования. Они дают возможность отслеживать и задавать различные критерии функционирования: частоту, напряжение, мощность, скорость и др.

Виды частотных преобразователей

Эти электронные устройства широко применяются в самых разных областях промышленности и в быту. Сегодня без них немыслима работа абсолютно любой техники, для которой важны изменения скорости вращения мотора, контроль над пусковыми токами и т.д.
В зависимости от сферы применения различают следующие типы асинхронных преобразователей частоты:

• Промышленного применения – для управления транспортерами, дымососами, компрессорами, конвейерами, мешалками, экструдерами и целым рядом других промышленных электродвигателей.
• Для управления насосно-вентиляторной техникой.
• Векторные частотники, которые, в отличие от скалярных, управляют не только статором, но и ротором, и обеспечивают практически безынерционную регулировку скорости вращения.
• Для краново-подъемных механизмов с существенными перегрузками при запуске/остановке.
• Монтируемые непосредственно на корпус двигателя.
• Для использования в сложных или опасных условиях, надежно защищенные от внешних условий (механических повреждений, проникновения пыли и влаги).

Для каждой сферы разработано специфическое оборудование, учитывающее особенности эксплуатации прибора и позволяющее ему функционировать в конкретных условиях оптимальным образом.

Достоинства частотного преобразователя

Переоценить как актуальность использования частотника в сфере управления электродвигателями, так и роль этого устройства в оптимизации производства очень сложно. Именно поэтому они  активно применяются в различных отраслях промышленности, при конструировании робототехники и медицинской аппаратуры, для функционирования в системах позиционирования и множестве других областей.
К основным плюсам частотника для электродвигателя относятся:

1. Экономия электроэнергии до 60%.
2. Снижение износа и повышение периода службы технически сложного оборудования.
3. Стабилизация технологического процесса и обеспечение максимального КПД электродвигателя.
4. Эффективная защита приборов от скачков напряжения, перегрузок и иных воздействий.
5. Возможность работы с самым разным диапазоном двигателей (от одного кВт до десятков мВт).
6. Возможность внедрения общего контроля и удаленного доступа с различных устройств.

Кроме того, частотный преобразователь не нуждается в проведении регулярного технического обслуживания, т.к. не имеет движущихся частей и отличается коротким сроком окупаемости, зато дает ощутимый экономический эффект.