Frequenzumrichter: Funktionsprinzip, Merkmale und Anwendung in Asynchronmotoren

Am häufigsten werden Frequenzumrichter für einen Induktionsmotor verwendet, aber auch in Haushaltsgeräten. Trotz ihrer Verbreitung haben sie nicht nur Vorteile, sondern auch Nachteile, die durch zusätzliche Geräte beseitigt werden müssen. Alle Konverter funktionieren wichtige Funktion, und aus mindestens einer Produktion ist ein Frequenzumrichter für Asynchronmotoren nicht mehr wegzudenken.

Anwendungen des Geräts

Ein Frequenzumrichter ist ein spezielles Gerät, das an leistungsstarken Elektromotoren installiert wird. Ihr Hauptzweck besteht darin, die Frequenz des eingehenden Stroms zu ändern. Wie Sie wissen, hat der Strom, der aus der Steckdose kommt, eine Frequenz von 50 Hz. Um den Motor zu beschleunigen oder umgekehrt abzubremsen, kann diese Frequenz verändert werden. Die Rolle des Frequenzspielers ist die Änderung der Frequenz des Stroms.

Das auffälligste Beispiel sind Waschmaschinen, jeder hat sie im Haus, um die Geschwindigkeit der Trommel zu beschleunigen der Frequenzumrichter des Elektromotors erhöht die Frequenz des Stroms, um die Drehzahl zu reduzieren, das Gegenteil geschieht Handlung. Sie werden auch zum sanften Starten leistungsstarker Motoren eingesetzt: Moderne Frequenzumrichter können die Stromschwankung von 1-800 Hertz verändern.

Das Funktionsprinzip des chastotnik

Der Betrieb des Frequenzumrichters basiert auf einem Doppelwandler-Wechselrichter. Der Konverter arbeitet nach folgendem Schema:

• Zunächst wird der dem Wechselrichter zugeführte sinusförmige Wechselstrom (220-380 V) gleichgerichtet. Zur Gleichrichtung wird eine Diodenbrücke verwendet.
• Danach fließt der Strom zu einer Gruppe von Kondensatoren, wo er gefiltert und geglättet wird.
• Als nächstes Brückentasten von Bipolartransistoren (IGBT, IGBT) und Steuermikroschaltungen nehmen den gefilterten Strom auf und bilden daraus eine drei- oder einphasige Pulsweitenmodulation mit den erforderlichen Parametern.
• Am Ausgang erhält man einen sinusförmigen Strom mit bereits veränderter Charakteristik, die Sinusform wird durch die Induktivität der Wicklungen sichergestellt.

Der gesamte Vorgang ist in der folgenden Grafik genauer dargestellt:

Anwendung in Asynchronmotoren

Induktionsmotoren sind herkömmlichen Elektromotoren in Leistung und Leistung überlegen, haben aber auch eine Reihe von Nachteilen. Der Hauptgrund ist die Notwendigkeit, die Nennleistung beim Start um den Faktor 5-7 zu erhöhen, sowie die Tatsache, dass spezielle Vorrichtungen zur Regulierung der Rotordrehzahl verwendet werden müssen. Ein erhöhter Stromverbrauch beim Start erzeugt Überspannungen im Netzwerk und SchockimpulseDies wirkt sich wiederum negativ auf die Lebensdauer jedes Induktionsmotors aus.

Um alle Probleme zu lösen, wurde sofort ein asynchroner Frequenzumrichter entwickelt. Ihre Verwendung ist bequem, da der Frequenzumrichter im Automatikmodus arbeitet und daher die Ströme ständig überwacht werden. Dieses Gerät reduziert Anlaufströme, wodurch keine Überlastungen im Netz erzeugt werden und ohne den Motor zu beschädigen, können Sie auch die Rotordrehzahl einstellen. Es ist kein Magnetstarter erforderlich. Die Hauptvorteile des Frequenzplayers:

• Energie sparen;
• erhöhte Motorhaltbarkeit;
• die Fähigkeit, den Betrieb des Motors zu regulieren;
• liefert Rückmeldung an benachbarte Antriebe.

Tatsächlich handelt es sich um einen echten Drehstromgenerator, mit dem Sie die gewünschte Größe und Frequenz erreichen können.

Die Hauptkomponenten des Geräts

Jeder Frequenzumrichter umfasst vier Hauptmodule:

• Gleichrichter;
• Spannungsfiltereinheit;
• Wechselrichter-Einheit;
• mikroprozessorbasiertes Steuerungssystem.

Alle diese Module sind durch eine Steuereinheit verbunden, sie steuert die Systeme und ist für den Betrieb der vom Wechselrichter bereitgestellten Endstufe verantwortlich. Moderne Geräte dieser Art verfügen auch über bestimmte Schutzbaugruppen, die sie vor Überstrom und Kurzschluss schützen. Sie sind auch mit Temperaturüberwachungssensoren und anderen Systemen ausgestattet, mit denen Sie Abweichungen von der Norm während des Betriebs verfolgen können.

Obwohl der Frequenzumrichter den Strom gleichrichten und seine Frequenz konstant halten muss, kann er die Welligkeit nicht vollständig glätten, was auf den variablen Anteil und die Inkonstanz des Stroms im Netz selbst zurückzuführen ist. Um diese Vibrationen vollständig zu beseitigen, verwenden Sie Induktoren und Kondensatoren. Deren Anschluss und Einstellung erfolgt in der Regel im System eines Frequenzumrichters. Die Spule glättet den Strom, aufgrund ihrer Reaktanz wiederum erzeugt der Kondensator, der Strom durch sich selbst leitet, keine Wechselspannung, sondern eine konstante Spannung.

Es gibt Frequenzumrichter sowohl für einphasige als auch für dreiphasige Netze. Sie können sich auch in der Art der Ansteuerung unterscheiden, es gibt Vektor- und Skalarmodelle. Vector werden in Fällen verwendet, in denen es notwendig ist, die Rotordrehzahl streng zu kontrollieren, der zweite Typ Frequenzarbeiter werden in Einrichtungen eingesetzt, in denen keine strenge Regulierung der gelieferten Frequenz erforderlich ist, können sie Treffen in Lüftungsanlagen. Für einphasige Netze wird die skalare Regelungsart verwendet, für dreiphasige Netze wiederum die Vektorregelung. Das Prinzip der Frequenzregelung bleibt in beiden Fällen gleich.