ממיר תדרים: עקרון הפעולה, תכונות ויישום במנועים אסינכרוניים

לרוב, ממירי תדר משמשים למנוע אינדוקציה, אך הם נמצאים גם במכשירי חשמל ביתיים. למרות השכיחות שלהם, יש להם לא רק יתרונות, אלא גם חסרונות, אותם יש לבטל באמצעות מכשירים נוספים. כל הממירים מבצעים פונקציה חשובה, ואי אפשר לדמיין לפחות ייצור אחד ללא ממיר תדרים למנועים אסינכרוניים.

יישומים של המכשיר

ממיר תדרים הוא מכשיר מיוחד המותקן על מנועים חשמליים רבי עוצמה. המטרה העיקרית שלהם היא לשנות את תדירות הזרם הנכנס. כידוע, לזרם שמגיע מהשקע יש תדר, הוא שווה ל-50 הרץ. על מנת להאיץ או להיפך, להאט את המנוע, ניתן לשנות את התדר הזה. התפקיד שממלא נגן התדרים הוא השינוי בתדר הזרם.

הדוגמה הבולטת ביותר היא מכונות כביסה, לכולם יש אותן בבית, כדי להאיץ את מהירות התוף ממיר התדר של המנוע החשמלי מגביר את תדירות הזרם כדי להפחית את מספר הסיבובים, נעשה ההפך פעולה. הם משמשים גם להפעלה חלקה של מנועים חזקים: ממירי תדר מודרניים יכולים לשנות את תנודת הזרם מ-1-800 הרץ.

עקרון הפעולה של הצ'סטוטניק

פעולת ממיר התדרים מבוססת על מהפך המרה כפול. הממיר פועל לפי הסכמה הבאה:

• ראשית, זרם הסינוסואיד לסירוגין (220-380 V) המסופק למהפך מתוקן. גשר דיודה משמש לתיקון.
• לאחר מכן, הזרם זורם לקבוצת קבלים, שם הוא מסונן ומוחלק.
• לאחר מכן, מפתחות גשר של טרנזיסטורים דו קוטביים (IGBT, IGBT) ומיקרו-מעגלים בקרה לוקחים את הזרם המסונן ויוצרים ממנו אפנון רוחב דופק תלת או חד פאזי עם הפרמטרים הנדרשים.
• במוצא מתקבל זרם סינוסאי עם מאפיינים שכבר השתנו, סינוסואידיות מובטחת על ידי השראות הפיתולים.

התהליך כולו מוצג ביתר פירוט בתרשים הבא:

יישום במנועים אסינכרוניים

מנועי אינדוקציה עדיפים בהספק ובביצועים למנועים חשמליים רגילים, אך יש להם גם מספר חסרונות. העיקרי שבהם הוא הצורך להגדיל את ההספק הנקוב בעת האתחול בפקטור של 5-7, כמו גם העובדה שיש להשתמש במכשירים מיוחדים כדי לווסת את מהירות הרוטור. עלייה בצריכת החשמל באתחול מייצרת עליות מתח בתוך הרשת ו דחפי הלםבתורו, זה משפיע לרעה על חייו של כל מנוע אינדוקציה.

כדי לפתור את כל הבעיות, פותח מיד ממיר תדרים אסינכרוני. השימוש בהם נוח בשל העובדה שממיר התדר פועל במצב אוטומטי, ולכן הזרמים מנוטרים כל הזמן. מכשיר זה מפחית את זרמי ההתנעה, ובכך אינו יוצר עומסי יתר ברשת ומבלי לפגוע במנוע, הוא גם מאפשר לך להתאים את מהירות הרוטור. אין צורך להשתמש בסטרטר מגנטי. היתרונות העיקריים של נגן התדרים:

• חיסכון באנרגיה;
• עמידות מנוע מוגברת;
• היכולת לווסת את פעולת המנוע;
• מספק משוב לכוננים סמוכים.

למעשה, זהו מחולל מתח תלת פאזי אמיתי בעזרתו ניתן להשיג את הגודל והתדר הרצויים.

המרכיבים העיקריים של המכשיר

כל ממיר תדרים כולל ארבעה מודולים עיקריים:

• מיישר;
• יחידת סינון מתח;
• יחידת אינוורטר;
• מערכת בקרה מבוססת מיקרו-מעבד.

כל המודולים הללו מחוברים על ידי יחידת בקרה, היא שולטת במערכות ואחראית על פעולת שלב הפלט שמספק המהפך. למכשירים מודרניים מסוג זה יש גם מכלולי הגנה מסוימים המגינים עליו מפני זרם יתר וקצר חשמלי. הם מצוידים גם בחיישני מעקב אחר טמפרטורה ומערכות אחרות המאפשרות לך לעקוב אחר חריגות מהנורמה במהלך פעולתה.

למרות העובדה שממיר התדר חייב לתקן את הזרם ולשמור על תדירותו קבועה, הוא אינו יכול להחליק לחלוטין את האדוות, זאת בשל הרכיב המשתנה וחוסר היציבות של הזרם ברשת עצמה. על מנת להסיר לחלוטין את הרעידות הללו, השתמש משרנים וקבלים. החיבור וההתאמה שלהם מתרחשים, ככלל, במערכת של ממיר תדרים. הסליל מחליק את הזרם, בגלל התגובה שלו, בתורו, הקבל, המעביר זרם דרכו, מייצר לא מתח חילופין, אלא מתח קבוע.

ישנם ממירי תדרים לרשתות חד פאזיות וגם לרשתות תלת פאזיות. הם יכולים גם להיות שונים בסוג הבקרה, ישנם מודלים וקטוריים וסקלרים. וקטור משמשים במקרים שבהם יש צורך לשלוט בחוזקה על מהירות הרוטור, הסוג השני עובדי תדר משמשים במתקנים שבהם אין צורך מיוחד ברגולציה קפדנית של התדר המסופק, הם יכולים לִפְגוֹשׁ במערכות אוורור. סוג הבקרה הסקלרי משמש עבור מערכות חד פאזיות, בתורו, בקרת וקטור עבור מערכות תלת פאזיות. עקרון ויסות התדר בשני המקרים נשאר זהה.