У различитим ситуацијама може бити потребно претворити фреквенцију почетне струје у струју са регулисаним фреквенцијским напоном. Ово је потребно, на пример, када раде асинхрони мотори да би се променила њихова брзина ротације. Овај чланак ће говорити о сврси и принципу рада фреквентног претварача.
Садржај
Шта је претварач фреквенције
Претварач фреквенције (ФЦ) је електрични уређај који претвара и несметано регулише једнофазну или трофазну наизменичну струју фреквенције 50 Хз у сличну врсту струје фреквенције од 1 до 800 Хз. Такви уређаји се широко користе за контролу рада различитих асинхроних електричних машина, на пример, за промену фреквенције њихове ротације. Постоје и уређаји за употребу у индустријским високонапонским мрежама.
Једноставни претварачи регулишу фреквенцију и напон према В/ф карактеристици, сложени уређаји користе векторско управљање.
Претварач фреквенције је технички сложен уређај и састоји се не само од фреквентног претварача, већ има и заштиту од прекомерне струје, пренапона и кратког споја. Такође, таква опрема може имати пригушницу за побољшање таласног облика и филтере за смањење различитих електромагнетних сметњи. Постоје електронски претварачи, као и електрични машински уређаји.
Принцип рада фреквентног претварача
Електронски претварач се састоји од неколико главних компоненти: исправљача, филтера, микропроцесора и претварача.
Исправљач има гомилу диода или тиристора који исправљају почетну струју на улазу у претварач. Диодни претварачи се одликују потпуним одсуством таласа, они су јефтини, али у исто време поуздани уређаји. Тиристорски претварачи стварају могућност да струја тече у оба смера и омогућавају повратак електричне енергије у мрежу када се мотор кочи.
Филтер користи се у тиристорским уређајима за смањење или уклањање таласа напона. Заглађивање се врши помоћу капацитивних или индуктивно-капацитивних филтера.
Микропроцесор – је управљачка и аналитичка карика претварача. Он прима и обрађује сигнале од сензора, што вам омогућава да подесите излазни сигнал из фреквентног претварача са уграђеним ПИД контролером.Такође, ова компонента система снима и чува податке о догађајима, региструје и штити уређај од преоптерећења, кратких спојева, анализира режим рада и искључује уређај у случају ванредног рада.
инвертер напон и струја служи за управљање електричним машинама, односно за несметану контролу фреквенције струје. Такав уређај производи "чисти синус" излаз, што му омогућава да се користи у многим индустријама.
Принцип рада електронског фреквентног претварача (инвертера) састоји се у следећим фазама рада:
- Улазна синусоидна наизменична једнофазна или трофазна струја се исправља диодним мостом или тиристорима;
- Уз помоћ специјалних филтера (кондензатора), сигнал се филтрира како би се смањио или елиминисао таласање напона;
- Напон се претвара у трофазни талас са одређеним параметрима помоћу микрокола и транзисторског моста;
- На излазу претварача, правоугаони импулси се претварају у синусни напон са одређеним параметрима.
Врсте фреквентних претварача
Постоји неколико типова фреквентних претварача, који су тренутно најчешћи за производњу и употребу:
Електромашински (електроиндукциони) претварачи: користе се у случајевима када је немогуће или неприкладно користити електронске ФЦ. Структурно, такви уређаји су асинхрони мотори са фазним ротором, који раде у режиму генератор-конвертор.
Ови уређаји су скаларно контролисани претварачи. На излазу овог уређаја ствара се напон дате амплитуде и фреквенције за одржавање одређеног магнетног флукса у намотајима статора.Користе се у случајевима када није потребно одржавати брзину ротора у зависности од оптерећења (пумпе, вентилатори и друга опрема).
Електронски претварачи: широко се користи у свим условима рада за разноврсну опрему. Такви уређаји су векторски, аутоматски израчунавају интеракцију магнетних поља статора и ротора и обезбеђују константну вредност брзине ротора без обзира на оптерећење.
- Цицлоцонвертерс;
- Цицлоинвертерс;
- Инвертер са средњим ДЦ линком:
- Фреквенцијски претварач извора струје;
- Фреквентни претварач извора напона (са амплитудном или пулсно-ширинском модулацијом).
По обиму, опрема може бити:
- за опрему снаге до 315 кВ;
- векторски претварачи за снагу до 500 кВ;
- уређаји отпорни на експлозију за употребу у експлозивним и прашњавим срединама;
- фреквентни претварачи монтирани на електромоторе;
Сваки тип фреквентног претварача има одређене предности и мане, а применљив је на различиту опрему и оптерећења, као и услове рада.
Претварач фреквенције се може контролисати ручно или екстерно. Ручна контрола се врши са контролне табле претварача, која може подесити брзину или зауставити рад. Екстерна контрола се врши помоћу система аутоматског управљања (АПЦС), који може контролисати све параметре уређаја и омогућити вам да промените шему или режим рада (преко ФЦ или бајпаса).Такође, екстерна контрола вам омогућава да програмирате рад претварача у зависности од услова рада, оптерећења, времена, што вам омогућава да радите у аутоматском режиму.
Зашто би електромотору могао бити потребан фреквентни претварач?
Употреба фреквентних претварача омогућава смањење трошкова електричне енергије, трошкова амортизације мотора и опреме. Могу се користити за јефтине кавезне моторе, што смањује трошкове производње.
Многи електромотори раде у условима честе промене режима рада (честа покретања и заустављања, промена оптерећења). Претварачи фреквенције вам омогућавају да несметано покренете мотор и смањите максимални стартни момент и загревање опреме. Ово је важно, на пример, код машина за подизање и омогућава вам да смањите негативан утицај наглих покретања, као и да елиминишете љуљање терета и трзаје приликом заустављања.
Уз помоћ инвертора можете несметано регулисати рад дуваљки, пумпи и омогућава вам аутоматизацију технолошких процеса (користе се у котларницама, у рударству, у сектору прераде нафте и уља, у водоводима и другим предузећима).
Употреба фреквентних претварача у транспортерима, транспортерима, лифтовима омогућава вам да повећате век трајања њихових компоненти, јер смањује трзаје, ударце и друге негативне факторе приликом покретања и заустављања опреме. Они могу глатко повећати и смањити брзину мотора, извршити кретање уназад, што је важно за велики број високо прецизне индустријске опреме.
Предности фреквентних претварача:
- Смањење трошкова енергије: смањењем стартних струја и подешавањем снаге мотора на основу оптерећења;
- Повећање поузданости и издржљивости опреме: омогућава вам да продужите радни век и повећате период од једне техничке услуге до друге;
- Омогућава имплементацију екстерне контроле и управљања опремом са удаљених рачунарских уређаја и могућност интеграције у системе аутоматизације;
- Претварачи фреквенције могу да раде са било којом снагом оптерећења (од једног киловата до десетина мегавата);
- Присуство посебних компоненти у саставу фреквентних претварача омогућава вам да заштитите од преоптерећења, прекида фазе и кратког споја, као и да обезбедите сигуран рад и искључивање опреме у случају нужде.
Наравно, гледајући такву листу предности, неко би се могао запитати зашто их не користити за све моторе у предузећу? Одговор је овде очигледан, нажалост, али ово је висока цена частотникова, њихова уградња и подешавање. Не може свако предузеће да приушти ове трошкове.
Слични чланци:
