Преобразователь частоты — это устройство управления питанием, которое использует технологию преобразования частоты и технологию микроэлектроники для управления двигателями переменного тока путем изменения рабочей частоты питания двигателя. Преобразователь частоты использует внутренний IGBT для регулировки напряжения и частоты выходного источника питания, обеспечивая требуемое напряжение питания в соответствии с фактическими потребностями двигателя, достигая цели энергосберегающего регулирования скорости.
Кроме того, преобразователь частоты также имеет различные функции защиты, такие как защита от перегрузки по току, перенапряжения и перегрузки. С постоянным совершенствованием промышленной автоматизации преобразователи частоты также получили широкое распространение.
Преобразователь частоты в основном состоит из выпрямителя (переменного/постоянного тока), фильтра, инвертора (постоянного/переменного тока), тормозного устройства, приводного устройства, устройства обнаружения, микропроцессорного блока и т. д.
1. Выпрямитель
Схема выпрямления универсального преобразователя частоты состоит из трехфазного мостового выпрямительного моста. Его функция заключается в выпрямлении частоты сети и обеспечении необходимой мощности постоянного тока для схемы инвертора и схемы управления. В последнее время широко используемым преобразователем является диодный преобразователь, который преобразует питание частоты сети в питание постоянного тока. Два набора транзисторных инверторов также могут использоваться для формирования обратимого инвертора, который может выполнять рекуперативную операцию благодаря своему обратимому направлению мощности.
2. Плоская волновая цепь
В постоянном напряжении, выпрямленном выпрямителем, присутствует пульсирующее напряжение с частотой в шесть раз большей, чем у источника питания. Кроме того, пульсирующий ток, генерируемый инвертором, также вызывает колебания постоянного напряжения. Для подавления колебаний напряжения используются индукторы и конденсаторы, поглощающие пульсирующее напряжение (ток). При небольшой емкости устройства, если в компонентах источника питания и основной цепи есть избыточная емкость, вместо индуктора можно использовать простую сглаживающую схему.
3. Инвертор
В отличие от выпрямителей, инверторы преобразуют мощность постоянного тока в мощность переменного тока требуемой частоты, и, включая и выключая шесть коммутационных устройств в определенное время, можно получить трехфазный выход переменного тока. Функция схемы инвертора заключается в преобразовании выходной мощности постоянного тока из цепи постоянного тока в регулируемую мощность переменного тока под управлением схемы управления. Выход схемы инвертора является выходом преобразователя частоты, поэтому схема инвертора является одной из основных цепей преобразователя частоты и играет очень важную роль.
4. Основная цепь и цепь управления
Основная цепь — это часть преобразования мощности, которая обеспечивает питание напряжения и частоты для асинхронных двигателей. Основная цепь преобразователя частоты может быть грубо разделена на две категории: тип напряжения — это преобразователь частоты, который преобразует источник постоянного напряжения в переменный ток, а фильтр цепи постоянного тока — это конденсатор. Тип тока — это преобразователь частоты, который преобразует постоянный ток источника тока в переменный ток, а его фильтр цепи постоянного тока — это индуктор.
Схема управления представляет собой схему, которая обеспечивает управляющие сигналы для главной схемы, которая подает питание (регулируемое напряжение и частоту) на асинхронные двигатели. Она состоит из "схемы расчета" частоты и напряжения, главной схемы "схемы определения напряжения и тока", "схемы определения скорости" двигателя, "схемы привода", которая усиливает управляющие сигналы схемы расчета, и "схемы защиты" инвертора и двигателя.