Sagedusmuundur: tööpõhimõte, omadused ja rakendus asünkroonmootorites

Enamasti kasutatakse asünkroonmootori jaoks sagedusmuundureid, kuid neid leidub ka kodumasinates. Vaatamata levimusele on neil mitte ainult eelised, vaid ka puudused, mis tuleb täiendavate seadmete abil kõrvaldada. Kõik muundurid töötavad oluline funktsioon, ja on võimatu ette kujutada vähemalt üht tootmist ilma asünkroonsete mootorite sagedusmuundurita.

Seadme rakendused

Sagedusmuundur on spetsiaalne seade, mis paigaldatakse võimsatele elektrimootoritele. Nende peamine eesmärk on muuta sissetuleva voolu sagedust. Nagu teate, on pistikupesast tuleval voolul sagedus, see on 50 Hz. Mootori kiirendamiseks või, vastupidi, aeglustamiseks saab seda sagedust muuta. Sagedusmängija roll on voolu sageduse muutus.

Kõige silmatorkavam näide on pesumasinad, need on kõigil majas olemas, et trumli kiirust kiirendada elektrimootori sagedusmuundur suurendab pöörete arvu vähendamiseks voolu sagedust, tehakse vastupidist tegevust. Neid kasutatakse ka võimsate mootorite sujuvaks käivitamiseks: kaasaegsed sagedusmuundurid suudavad muuta voolu kõikumist vahemikus 1-800 hertsi.

Chastotniku tööpõhimõte

Sagedusmuunduri töö põhineb topeltkonverteril. Konverter töötab vastavalt järgmisele skeemile:

• Esmalt alaldatakse inverterisse toidetav sinusoidne vahelduvvool (220-380 V). Alaldamiseks kasutatakse dioodsilda.
• Pärast seda voolab vool kondensaatorite rühma, kus see filtreeritakse ja silutakse.
• Järgmiseks silla võtmed bipolaarsetest transistoridest (IGBT, IGBT) ja juhtmikroskeemid võtavad filtreeritud voolu ja moodustavad sellest kolme- või ühefaasilise vajalike parameetritega impulsi laiusmodulatsiooni.
• Väljundil saadakse juba muudetud karakteristikutega siinusvool, siinuslikkuse tagab mähiste induktiivsus.

Kogu protsess on üksikasjalikumalt näidatud järgmisel diagrammil:

Kasutamine asünkroonmootorites

Asünkroonmootorid on võimsuse ja jõudluse poolest paremad kui tavalised elektrimootorid, kuid neil on ka mitmeid puudusi. Peamine neist on vajadus suurendada käivitamisel nimivõimsust 5-7 korda, samuti asjaolu, et rootori kiiruse reguleerimiseks tuleb kasutada spetsiaalseid seadmeid. Energiatarbimise suurenemine käivitamisel tekitab võrgus ja šokiimpulsidsee omakorda mõjutab negatiivselt mis tahes asünkroonmootori eluiga.

Kõigi probleemide lahendamiseks töötati kohe välja asünkroonne sagedusmuundur. Nende kasutamine on mugav tänu sellele, et sagedusmuundur töötab automaatrežiimis ja seetõttu jälgitakse pidevalt voolusid. See seade vähendab käivitusvoolusid, mitte tekitades sellega võrgus ülekoormust ja mootorit kahjustamata, võimaldab reguleerida ka rootori kiirust. Magnetstarterit pole vaja kasutada. Sagedusmängija peamised eelised:

• energiasäästu;
• suurenenud mootori vastupidavus;
• võime reguleerida mootori tööd;
• annab tagasisidet naaberdraividele.

Tegelikult on see tõeline kolmefaasiline pingegeneraator, millega saate saavutada soovitud suuruse ja sageduse.

Seadme peamised komponendid

Iga sagedusmuundur sisaldab nelja põhimoodulit:

• alaldi;
• pinge filtreerimise seade;
• inverterseade;
• mikroprotsessoril põhinev juhtimissüsteem.

Kõik need moodulid on ühendatud juhtseadmega, see juhib süsteeme ja vastutab inverteri poolt pakutava väljundastme töötamise eest. Seda tüüpi kaasaegsetel seadmetel on ka teatud kaitsesõlmed, mis kaitsevad seda liigvoolu ja lühiste eest. Samuti on need varustatud temperatuuri jälgimisandurite ja muude süsteemidega, mis võimaldavad jälgida selle töötamise ajal kõrvalekaldeid normist.

Vaatamata asjaolule, et sagedusmuundur peab voolu alaldama ja sagedust konstantsena hoidma, ei saa see pulsatsiooni täielikult tasandada, selle põhjuseks on muutuv komponent ja voolu ebastabiilsus võrgus endas. Nende vibratsioonide täielikuks eemaldamiseks kasutage induktiivpoolid ja kondensaatorid. Nende ühendamine ja reguleerimine toimub reeglina sagedusmuunduri süsteemis. Mähis tasandab voolu, oma reaktantsi tõttu ei too kondensaator omakorda voolu läbi enda kaudu mitte vahelduvat, vaid konstantset pinget.

Sagedusmuundureid on nii ühefaasiliste kui ka kolmefaasiliste võrkude jaoks. Need võivad erineda ka juhtimise tüübi poolest, on vektor- ja skalaarmudeleid. Vektorit kasutatakse juhtudel, kui on vaja rootori kiirust rangelt kontrollida, teist tüüpi sagedustöötajaid kasutatakse rajatistes, kus puudub eriline vajadus tarnitava sageduse rangeks reguleerimiseks, nad saavad seda teha kohtuda ventilatsioonisüsteemides. Ühefaasiliste süsteemide puhul kasutatakse skalaarset juhtimist, kolmefaasiliste süsteemide puhul omakorda vektorjuhtimist. Sageduse reguleerimise põhimõte jääb mõlemal juhul samaks.