En diverses situacions, pot ser necessari convertir la freqüència del corrent inicial en un corrent amb una tensió de freqüència regulada. Això és necessari, per exemple, quan es fan servir motors asíncrons per canviar la seva velocitat de gir. En aquest article es discutirà el propòsit i el principi de funcionament del convertidor de freqüència.
Contingut
Què és un convertidor de freqüència
Un convertidor de freqüència (FC) és un dispositiu elèctric que converteix i regula sense problemes el corrent altern monofàsic o trifàsic amb una freqüència de 50 Hz en un tipus similar de corrent amb una freqüència d'1 a 800 Hz. Aquests dispositius s'utilitzen àmpliament per controlar el funcionament de diverses màquines elèctriques asíncrones, per exemple, per canviar la freqüència de la seva rotació. També hi ha dispositius per utilitzar-los en xarxes industrials d'alta tensió.
Els convertidors simples regulen la freqüència i la tensió segons la característica V/f, els dispositius complexos utilitzen control vectorial.
El convertidor de freqüència és un dispositiu tècnicament complex i consisteix no només en un convertidor de freqüència, sinó que també té protecció contra sobreintensitat, sobretensió i curtcircuit. A més, aquests equips poden tenir un estrany per millorar la forma d'ona i filtres per reduir diverses interferències electromagnètiques. Hi ha convertidors electrònics, així com dispositius de màquina elèctrica.
Principi de funcionament del convertidor de freqüència
Un convertidor electrònic consta de diversos components principals: un rectificador, un filtre, un microprocessador i un inversor.
Rectificador té un munt de díodes o tiristors que rectifiquen el corrent inicial a l'entrada del convertidor. Els inversors de díodes es caracteritzen per una absència total d'ondes, són dispositius econòmics, però alhora fiables. Els convertidors basats en tiristors creen la possibilitat que el corrent flueixi en ambdues direccions i permeten el retorn d'energia elèctrica a la xarxa quan es frena el motor.
Filtre s'utilitza en dispositius de tiristor per reduir o eliminar l'ondulació de tensió. El suavitzat es realitza mitjançant filtres capacitius o inductius-capacitius.
Microprocessador – és un enllaç de control i anàlisi del convertidor. Rep i processa senyals dels sensors, cosa que us permet ajustar el senyal de sortida del convertidor de freqüència amb un controlador PID integrat.A més, aquest component del sistema registra i emmagatzema dades d'esdeveniments, registra i protegeix el dispositiu de sobrecàrregues, curtcircuits, analitza el mode de funcionament i apaga el dispositiu en cas d'operació d'emergència.
inversor la tensió i el corrent s'utilitzen per controlar màquines elèctriques, és a dir, per controlar sense problemes la freqüència del corrent. Aquest dispositiu produeix una sortida "sinusoïdal pur", que permet utilitzar-lo en moltes indústries.
El principi de funcionament del convertidor de freqüència electrònic (inversor) consta de les següents etapes de treball:
- El corrent altern monofàsic o trifàsic sinusoïdal d'entrada es rectifica mitjançant un pont de díodes o tiristors;
- Amb l'ajuda de filtres especials (condensadors), el senyal es filtra per reduir o eliminar les ondulacions de tensió;
- La tensió es converteix en una ona trifàsica amb determinats paràmetres mitjançant un microcircuit i un pont de transistors;
- A la sortida de l'inversor, els polsos rectangulars es converteixen en una tensió sinusoïdal amb paràmetres especificats.
Tipus de convertidors de freqüència
Hi ha diversos tipus de convertidors de freqüència, que actualment són els més comuns per a la producció i ús:
Convertidors d'electromàquina (electroinducció): s'utilitzen en els casos en què és impossible o inadequat utilitzar FC electrònics. Estructuralment, aquests dispositius són motors asíncrons amb un rotor de fase, que funcionen en el mode generador-convertidor.
Aquests dispositius són convertidors controlats escalar. A la sortida d'aquest dispositiu, es crea una tensió d'una amplitud i una freqüència determinades per mantenir un cert flux magnètic als bobinatges de l'estator.S'utilitzen en els casos en què no és necessari mantenir la velocitat del rotor en funció de la càrrega (bombes, ventiladors i altres equips).
Convertidors electrònics: àmpliament utilitzat en totes les condicions de treball per a diversos equips. Aquests dispositius són vectorials, calculen automàticament la interacció dels camps magnètics de l'estator i el rotor i proporcionen un valor constant de la velocitat del rotor independentment de la càrrega.
- Cicloconvertidors;
- Cicloinversors;
- Inversor amb enllaç DC intermedi:
- Convertidor de freqüència de la font de corrent;
- Convertidor de freqüència de la font de tensió (amb modulació d'amplitud o d'amplada de pols).
Per abast, l'equip pot ser:
- per a equips amb potència de fins a 315 kW;
- convertidors vectorials per a potències de fins a 500 kW;
- dispositius a prova d'explosió per utilitzar-los en entorns explosius i polsosos;
- convertidors de freqüència muntats en motors elèctrics;
Cada tipus de convertidor de freqüència té determinats avantatges i desavantatges, i és aplicable a diferents equips i càrregues, així com a condicions de treball.
El convertidor de freqüència es pot controlar manualment o externament. El control manual es realitza des del tauler de control de l'inversor, que pot ajustar la velocitat o aturar el funcionament. El control extern es realitza mitjançant sistemes de control automàtic (APCS), que poden controlar tots els paràmetres del dispositiu i permeten canviar l'esquema o el mode de funcionament (mitjançant FC o bypass).A més, el control extern permet programar el funcionament del convertidor en funció de les condicions de funcionament, càrrega, temps, que permet treballar en mode automàtic.
Per què un motor elèctric pot necessitar un convertidor de freqüència?
L'ús de convertidors de freqüència permet reduir el cost de l'electricitat, el cost de l'amortització de motors i equips. Es poden utilitzar per a motors barats de gàbia d'esquirol, la qual cosa redueix els costos de producció.
Molts motors elèctrics funcionen en condicions de canvi freqüent de modes de funcionament (arrencada i parada freqüent, canvi de càrrega). Els convertidors de freqüència permeten engegar el motor sense problemes i reduir el parell màxim d'arrencada i l'escalfament de l'equip. Això és important, per exemple, a les màquines d'elevació i permet reduir l'impacte negatiu de les arrencades sobtades, així com eliminar el balanceig de la càrrega i els sacsejades en parar.
Amb l'ajuda de l'inversor, podeu regular sense problemes el funcionament de bufadors, bombes i us permet automatitzar processos tecnològics (utilitzats a les calderes, a la mineria, als sectors de refinació de petroli i petroli, a les instal·lacions d'aigua i altres empreses).
L'ús de convertidors de freqüència en transportadors, transportadors, ascensors permet augmentar la vida útil dels seus components, ja que redueix els cops, els cops i altres factors negatius a l'hora d'arrencar i aturar l'equip. Poden augmentar i disminuir sense problemes la velocitat del motor, realitzar moviments inversos, que és important per a un gran nombre d'equips industrials d'alta precisió.
Avantatges dels convertidors de freqüència:
- Reducció de costos energètics: reduint les corrents d'arrencada i ajustant la potència del motor en funció de la càrrega;
- Augment de la fiabilitat i durabilitat dels equips: permet allargar la vida útil i augmentar el període d'un servei tècnic a un altre;
- Permet implementar el control extern i la gestió d'equips des de dispositius informàtics remots i la possibilitat d'integrar-se en sistemes d'automatització;
- Els convertidors de freqüència poden funcionar amb qualsevol potència de càrrega (des d'un quilowatt fins a desenes de megawatts);
- La presència de components especials en la composició dels convertidors de freqüència us permet protegir contra sobrecàrregues, fallades de fase i curtcircuits, així com garantir un funcionament segur i l'aturada de l'equip en cas d'emergència.
Per descomptat, mirant aquesta llista d'avantatges, es podria preguntar per què no utilitzar-los per a tots els motors de l'empresa? La resposta aquí és òbvia, per desgràcia, però aquest és l'alt cost de chastotnikov, la seva instal·lació i ajust. No totes les empreses es poden permetre aquests costos.
Articles semblants:
