Najczęściej do silnika indukcyjnego stosuje się przetwornice częstotliwości, ale można je również znaleźć w sprzęcie AGD. Mimo ich rozpowszechnienia mają nie tylko zalety, ale i wady, które należy wyeliminować za pomocą dodatkowych urządzeń. Wszystkie konwertery działają ważna funkcja, i nie sposób sobie wyobrazić choćby jednej produkcji bez przemiennika częstotliwości do silników asynchronicznych.
Zadowolony
- Zastosowania urządzenia
- Zasada działania chastotnika
- Zastosowanie w silnikach asynchronicznych
- Główne elementy urządzenia
Zastosowania urządzenia
Przetwornica częstotliwości to specjalne urządzenie instalowane na mocnych silnikach elektrycznych. Ich głównym celem jest zmiana częstotliwości prądu przychodzącego. Jak wiecie, prąd płynący z gniazdka ma częstotliwość równą 50 Hz. W celu przyspieszenia lub przeciwnie spowolnienia silnika, częstotliwość tę można zmienić. Rolą gracza częstotliwości jest zmiana częstotliwości prądu.
Najbardziej uderzającym przykładem są pralki, każdy ma je w domu, aby przyspieszyć prędkość bębna przetwornica częstotliwości silnika elektrycznego zwiększa częstotliwość prądu, aby zmniejszyć liczbę obrotów, dzieje się odwrotnie akcja. Służą również do płynnego uruchamiania potężnych silników: nowoczesne przetwornice częstotliwości mogą zmieniać wahania prądu od 1-800 Hz.
Zasada działania chastotnika
Działanie przemiennika częstotliwości oparte jest na falowniku podwójnej konwersji. Konwerter działa według następującego schematu:
-
Najpierw prostowany jest przemienny prąd sinusoidalny (220-380 V) dostarczany do falownika. Do prostowania używany jest mostek diodowy. - Następnie prąd przepływa do grupy kondensatorów, gdzie jest filtrowany i wygładzany.
- Następnie klucze do mostu tranzystorów bipolarnych (IGBT, IGBT) i mikroukłady sterujące pobierają filtrowany prąd i tworzą z niego trójfazową lub jednofazową modulację szerokości impulsu o wymaganych parametrach.
- Na wyjściu uzyskuje się prąd sinusoidalny o już zmienionej charakterystyce, sinusoidalność zapewnia indukcyjność uzwojeń.
Cały proces jest przedstawiony bardziej szczegółowo na poniższym schemacie:
Zastosowanie w silnikach asynchronicznych
Silniki indukcyjne są lepsze pod względem mocy i wydajności od konwencjonalnych silników elektrycznych, ale mają również wiele wad. Głównym z nich jest konieczność zwiększenia mocy znamionowej przy rozruchu o współczynnik 5-7, a także konieczność zastosowania specjalnych urządzeń do regulacji prędkości wirnika. Wzrost zużycia energii przy starcie generuje przepięcia w sieci i impulsy uderzenioweto z kolei negatywnie wpływa na żywotność każdego silnika indukcyjnego.
Aby rozwiązać wszystkie problemy, natychmiast opracowano asynchroniczną przetwornicę częstotliwości. Ich użycie jest wygodne ze względu na to, że przetwornica częstotliwości pracuje w trybie automatycznym, dlatego prądy są stale monitorowane. To urządzenie zmniejsza prądy rozruchowe, dzięki czemu nie powoduje przeciążeń w sieci i nie uszkadza silnika, a także umożliwia regulację prędkości wirnika. Nie ma potrzeby używania rozrusznika magnetycznego. Główne zalety odtwarzacza częstotliwości:
- oszczędzanie energii;
- zwiększona trwałość silnika;
- możliwość regulacji pracy silnika;
- przekazuje informację zwrotną do sąsiednich dysków.
W rzeczywistości jest to prawdziwy trójfazowy generator napięcia, za pomocą którego można osiągnąć pożądaną wielkość i częstotliwość.
Główne elementy urządzenia
Każda przetwornica częstotliwości zawiera cztery główne moduły:
- prostownik;
- jednostka filtrująca napięcie;
- jednostka inwertera;
- mikroprocesorowy system sterowania.
Wszystkie te moduły połączone są jednostką sterującą, która steruje układami i odpowiada za pracę stopnia wyjściowego dostarczanego przez falownik. Nowoczesne urządzenia tego typu mają również pewne zespoły ochronne, które chronią je przed przetężeniem i zwarciami. Wyposażone są również w czujniki śledzenia temperatury i inne systemy, które pozwalają śledzić odchylenia od normy podczas ich eksploatacji.
Pomimo faktu, że przetwornica częstotliwości musi prostować prąd i utrzymywać stałą częstotliwość, nie może całkowicie wygładzić tętnień, jest to spowodowane składową zmienną i niestałością prądu w samej sieci. Aby całkowicie usunąć te wibracje, użyj cewki indukcyjne i kondensatory. Ich podłączenie i regulacja odbywa się z reguły w układzie przemiennika częstotliwości. Cewka wygładza prąd, ze względu na swoją reaktancję, z kolei kondensator, przepuszczając przez siebie prąd, wytwarza nie przemienne, ale stałe napięcie.
Istnieją przetwornice częstotliwości zarówno dla sieci jednofazowych, jak i trójfazowych. Mogą również różnić się rodzajem sterowania, istnieją modele wektorowe i skalarne. Vector stosuje się w przypadkach, gdy konieczne jest ścisłe kontrolowanie prędkości wirnika, drugi typ Pracownicy częstotliwości są wykorzystywani w obiektach, w których nie ma szczególnej potrzeby ścisłej regulacji dostarczanej częstotliwości, mogą spotykać się w systemach wentylacyjnych. Sterowanie skalarne jest stosowane w układach jednofazowych, z kolei sterowanie wektorowe w układach trójfazowych. Zasada regulacji częstotliwości w obu przypadkach pozostaje taka sama.
