Преобразователь частоты. Устройство, принцип работы, схемы управления и расчеты преобразователя частоты, инвертора.
Структурная схема управления преобразователя
Статьи и схемы
Структурная схема преобразователя частоты представлена на рис. Преобразователь состоит из следующих основных частей: Выпрямитель осуществляет преобразование трехфазного переменного напряжения сети питания в выпрямленное напряжение постоянной амплитуды В. Инвертор посредством широтно-импульсного модулирования управления транзисторными ключами преобразует постоянное напряжение в переменное квазисинусоидальное регулируемой частоты f и амплитуды U. Через цепь постоянного тока передается активная мощность из сети к двигателю. Для циркуляции реактивной мощности, которая необходима для создания электромагнитного поля асинхронного двигателя, образуется цепь: При запирании ключей индуктивные токи замыкаются через диоды на конденсатор фильтра, не вызывая перенапряжений. Транзисторные ключи управляются драйверами, которые осуществляют гальваническую развязку силовых цепей от цепей управления и защиту транзисторов. Блок микропроцессорного управления включает в себя рис. Контроллер осуществляет широтно-импульсную модуляцию выходного напряжения преобразователя, у которого амплитуда напряжения зависит от частоты рис. В контроллере может быть программно реализован пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор технологического параметра например, напора или расхода воды , который должен контролировать регулируемый электропривод. Сигналы обратной связи по этому параметру вводятся в контроллер через АЦП. Все параметры, связанные с управлением приводом, заносятся в память контроллера с помощью программирующего устройства или персонального компьютера через интерфейс RS Uн, fн — номинальные соответственно напряжение и частота преобразователя. При необходимости преобразователь может обеспечить тормозной режим работы электропривода. Для этого в цепи постоянного тока предусмотрены транзисторный ключ ТК см. Энергия торможения двигателя накапливается на конденсаторе фильтра Сф , повышая на нем напряжение. Когда напряжение на Сф достигнет определенного значения, открывается ключ ТК и конденсатор разряжается на тормозной резистор R торм. Резистор R огр в цепи постоянного тока служит для ограничения тока заряда конденсатора фильтра при включении преобразователя в сеть. При дальнейшей работе резистор R огр шунтируется. Преобразователи частоты имеют различные виды защиты от влияния следующих факторов:. В настоящее время большинство преобразователей изготовляют по схеме автономного инвертора напряжения. Это связано с появлением полностью управляемых силовых полупроводниковых приборов: IGB-транзисторов и запираемых тиристоров. Типичная схема электропривода с инвертором напряжения на полностью управляемых приборах дана на рис. Схемной особенностью инвертора напряжения является наличие обратных диодов VD VD6 и фильтрового конденсатора С. В отличие от инверторов тока, для которых характерным является работа в каждый момент времени по одному вентилю в анодной и катодной группах, в инверторах напряжения более целесообразна одновременная работа двух вентилей в одной группе и , одного вентиля в другой группе. При этом продолжительность работы каждого вентиля составляет п. Допустим, что в некоторый момент времени работают транзисторные ключи VT1, VT2 и VT6. При запирании транзисторного ключа VT6 см. После включения транзисторного ключа VT4 ток будет протекать по параллельно включенным фа-. Схема частотного асинхронного электропривода с транзисторным инвертором напряжения. Диаграмма работы ключей VT VT6 и эпюры линейного и фазного напряжений. График, поясняющий принцип широтно-импульсной модуляции напряжения и тока фазы автономного инвертора напряжения:. U1, I1 — фазные соответственно напряжение и ток статора; Ud — напряжение питания; Tk — период ШИМ; T — период частоты выходного напряжения. Линейное U ав и фазное U а напряжения, прикладываемые к обмоткам двигателя, будут иметь форму, показанную на рис. Требуемая выходная частота определяется частотой переключения вентилей инвертора и задается каналом регулирования частоты. Регулирование выходного напряжения может выполняться двумя способами:. Первый способ характеризуется двумя недостатками: Более эффективным является второй способ. При широтноимпульсном способе регулирования рис. Такое регулирование называют широтно-импульсной модуляцией ШИМ. Она основана на принципе широтно-импульсного регулирования. Изменяя с помощью системы управления амплитуду U1 можно регулировать выходное напряжение преобразователя. При использовании инверторов напряжения для реализации режима рекуперативного торможения асинхронного двигателя необходимо на входе устанавливать реверсивный преобразователь с двумя группами вентилей, что усложняет схему преобразователя и снижает ее надежность. Поэтому в инверторах напряжения обычно предусматривают разрядный резистор R см. Существует большое число разновидностей схем преобразователей частоты с автономными инверторами тока и напряжения, которые описаны в соответствующей литературе. Сезонное снижение цен на преобразователи частоты! Структурная схема преобразователей частоты. Принципиальная схема звена постоянного тока ЗПТ преобразователя частоты Rогр — резистор ограничения тока заряда конденсатора; Rторм — тормозной резистор; ТК — транзисторный ключ; Сф — конденсатор фильтра. Принципиальная схема мостового трехфазного инвертора на IGBT-транзисторах: Функциональная схема блока управления электропривода где А и В — коэффициенты, которые программируются. Зависимость напряжения от частоты преобразователя: Мы всегда рады видеть у себя наших старых партнеров и ждем новых. Доставка во все регионы России! Энергетические показатели электропривода на базе частотного преобразователя. Каталоги, инструкции, программы управления частотным преобразователем. Преобразователь частоты - эффективный способ экономии Ваших денег.
Ротор любого электродвигателя приводится в движение под действием сил, вызванных вращающимся электромагнитным полем внутри обмотки статора. Скорость его оборотов обычно определяется промышленной частотой электрической сети. Ее стандартная величина в 50 герц подразумевает совершение пятидесяти периодов колебаний в течение одной секунды. Такое же число раз проворачивается ротор под воздействием приложенного электромагнитного поля. Если изменять величину частоты сети, приложенной к статору, то можно регулировать скорость вращения ротора и подключенного к нему привода. Этот принцип заложен в основу управления электродвигателями. По конструкции частотные преобразователи бывают: Асинхронные электродвигатели, выполненные по схеме с фазным ротором и запущенные в режим генератора, являются представителями первого вида. Они при работе обладают низким КПД и отмечаются маленькой эффективностью. Поэтому они не нашли широкого применения в производстве и используются крайне редко. Способ электронного преобразования частоты позволяет плавно регулировать обороты как асинхронных, так и синхронных машин. При этом может быть реализован один из двух принципов управления: Первый способ является наиболее простым и менее совершенным, а второй используется для точного регулирования скоростей вращения ответственного промышленного оборудования. Особенности векторного управления частотным преобразованием. Алгоритмы для работы преобразователей по этому принципу создаются двумя способами: Первый метод основан на назначении определенной зависимости чередования последовательностей широтно-импульсной модуляции ШИМ инвертора для заранее подготовленных алгоритмов. При этом амплитуда и частота напряжения на выходе преобразователя регулируются по скольжению и нагрузочному току, но без использования обратных связей по скорости вращения ротора. Этим способом пользуются при управлении несколькими электродвигателями, подключенными параллельно к преобразователю частоты. Потокорегулирование подразумевает контроль рабочих токов внутри двигателя с разложением их на активную и реактивную составляющие и внесение корректив в работу преобразователя для выставления амплитуды, частоты и угла для векторов выходного напряжения. Это позволяет повысить точность работы двигателя и увеличить границы его регулирования. Применение потокорегулирования расширяет возможности приводов, работающих на малых оборотах с большими динамическими нагрузками, такими как подъемные крановые устройства или намоточные промышленные станки. Использование векторной технологии позволяет применять динамическую регулировку вращающихся моментов к трехфазным асинхронным двигателям. Принципиальную упрощенную электрическую схему асинхронного двигателя можно представить следующим видом. На обмотки статора, обладающие активным R1 и индуктивным X1 сопротивлениями, приложено напряжение u1. Оно, преодолевая сопротивление воздушного зазора Хв, трансформируется в обмотку ротора, вызывая в ней ток, который преодолевает ее сопротивление. Векторная диаграмма схемы замещения. Ее построение помогает понять происходящие процессы внутри асинхронного двигателя. Энергия тока статора разделяется на две части: Для бессенсорного управления измеряются: По их значениям рассчитывают: В алгоритм расчета уже заложили электронную эквивалентную схему асинхронного двигателя с регуляторами тока, в которой учтены условия насыщения электромагнитного поля и потерь магнитной энергии в стали. По этому принципу подстраиваются параметры частотного преобразователя под нагрузку асинхронного двигателя. Принцип работы частотного преобразователя. В основу этого устройства, которое еще называют инвертором, заложено двойное изменение формы сигнала питающей электрической сети. Вначале промышленное напряжение подается на силовой выпрямительный блок с мощными диодами, которые убирают синусоидальные гармоники, но оставляют пульсации сигнала. Для их ликвидации предусмотрена батарея конденсаторов с индуктивностью LC-фильтр , обеспечивающая стабильную, сглаженную форму выпрямленному напряжению. Затем сигнал поступает на вход преобразователя частоты, который представляет собой мостовую трехфазную схему из шести силовых транзисторов серии IGBT или MOSFET с диодами защиты от пробоя напряжений обратной полярности. Такой прием позволяет убирать генерируемое двигателем напряжение для защиты конденсаторов фильтра от перезарядки и выхода из строя. Способ векторного управления частотой преобразователя позволяет создавать схемы, осуществляющие автоматическое регулирование сигнала системами САР. Для этого используется система управления: ШИМ широтного импульсного моделирования. Метод амплитудного регулирования основан на изменении входного напряжения, а ШИМ — алгоритма переключений силовых транзисторов при неизменном напряжении входа. При ШИМ регулировании создается период модуляции сигнала, когда обмотка статора подключается по строгой очередности к положительным и отрицательным выводам выпрямителя. Способы ШИМ управления позволяют максимально исключить потери энергии и обеспечивают высокий КПД преобразования за счет одновременного управления частотой и амплитудой. Они стали доступны благодаря развитию технологий управления силовыми запираемыми тиристорами серии GTO или биполярных марок транзисторов IGBT, обладающих изолированным затвором. Принципы их включения для управления трехфазным двигателем показаны на картинке. При этом через силовую цепь каждого транзистора проходит активный ток асинхронного двигателя, а его реактивная составляющая направляется через диоды. Для ликвидации влияния внешних электрических помех на работу инвертора и двигателя в конструкцию схемы преобразователя частоты может включаться помехозащитный фильтр , ликвидирующий: Их возникновение сигнализирует контроллер, а для уменьшения воздействия используется экранированная проводка между двигателем и выходными клеммами инвертора. С целью улучшения точности работы асинхронных двигателей в схему управления частотных преобразователей включают: Частотные преобразователи создаются для работы с однофазными или трехфазными сетями. Однако, если есть промышленные источники постоянного тока с напряжением вольт, то от них тоже можно запитывать инверторы. Трехфазные модели рассчитываются на напряжение сети вольт и выдают его на электродвигатель. Однофазные же инверторы питаются от вольт и на выходе выдают три разнесенных по времени фазы. Схема подключения частотного преобразователя к двигателю может быть выполнена по схемам: Выбирая способ подключения электрического двигателя к преобразователю частоты надо обращать внимание на соотношение мощностей, которые может создать работающий двигатель на всех режимах, включая медленный, нагруженный запуск, с возможностями инвертора. Нельзя постоянно перегружать частотный преобразователь, а небольшой запас его выходной мощности обеспечит ему длительную и безаварийную работу. Копирование материалов разрешено только с указанием активной ссылки на первоисточник! Виды частотных преобразователей По конструкции частотные преобразователи бывают: Схема замещения Принципиальную упрощенную электрическую схему асинхронного двигателя можно представить следующим видом. Электропривод Частотный преобразователь - виды, принцип действия, схемы подключения. Векторная диаграмма схемы замещения Ее построение помогает понять происходящие процессы внутри асинхронного двигателя. Принцип работы частотного преобразователя В основу этого устройства, которое еще называют инвертором, заложено двойное изменение формы сигнала питающей электрической сети. Эксплуатационные схемы подключения Частотные преобразователи создаются для работы с однофазными или трехфазными сетями.
Виртуальный сервер в россии
Сколько надо варить цветную капусту для ребенка
Перевод цельсия в кельвины формула
Магнитное поле 9 класс задачи
Сыр янтарь в домашних условиях рецепт