Частотний перетворювач: принцип роботи. Високовольтний перетворювач частоти

Частотними перетворювачами називають пристрої, які здатні змінювати частоту електричного струму. Дані прилади найчастіше підключаються до асинхронних двигунів. Основним їх завданням є регулювання їх потужності. В залежності від конструктивних особливостей, що виділяють одноступінчаті і двоступінчасті перетворювачі. Також пристрої діляться за способом управління. Зокрема, існують скалярні і векторні модифікації. Для того щоб більш детально розібратися в пристроях, слід розглянути стандартну схему перетворювача.

Схема перетворювача

Звичайний частотний перетворювач 220-380 В складається з реле, а також модулятора для зміни тактової частоти. Резистори в пристроях застосовуються найчастіше селективного типу. Також важливо відзначити, що у моделей встановлюються трансивери. Для підключення пристрою є контакти. Регулятори найчастіше встановлюються на блоці управління. У деяких модифікацій використовується розширювач. Також слід зазначити, що для безпеки експлуатації приладу встановлюються різного типу ізолятори.

Одноступінчасті модифікації

Тетроды встановлюються на кожен частотний одноступінчатий перетворювач. Принцип роботи побудований на зміну фазової частоти. В першу чергу напруга потрапить на реле. Далі струм пропускається через трансивер. Для зниження чутливості застосовуються тиристори. Безпосередньо процес перетворення відбувається в модуляторі. Також важливо зазначити, що у деяких моделей є фільтри. Вони допомагають справлятися з електромагнітними перешкодами. Використовуються одноступінчаті перетворювачі, як правило, для компресорів. В деяких випадку вони встановлюються на насоси. Номінальна напруга пристрою витримують на рівні 220 В. Робочий струм в середньому дорівнює 3А. По точності стабілізації швидкості моделі відрізняються. Помилка частотного перетворювача найчастіше виникає через перевантаження в мережі.

Двоступеневі моделі

Тригери встановлюються тільки на двоступінчастий частотний перетворювач. Принцип роботи побудований на зміну фазової частоти в ланцюзі. На відміну від попереднього типу, перетворення струму починається в тиристорному блоці. Перед цим здійснюється процес випрямлення. На цьому етапі гранична частота знижується до рівня 45 Гц. Номінальна напруга пристрою витримують 320 Ст. В свою чергу, показник робочого струму не перевищує 5А. У деяких модифікацій резистори застосовуються селективного типу. Модулятори в даному випадку встановлюються з регуляторами. Безпосередньо підключення перетворювачів відбувається через контакти, які знаходяться на задній панелі. Використовуються двоступеневі пристрою для різних верстатів і приводів.

Низьковольтні модифікації

Низьковольтні моделі виготовляються на основі діодних випрямлячів. Як правило, пристрої виробляються компактними, і показник номінальної напруги у них не перевищує 120 Ст. Параметр робочого струму коливається в районі 2 А. Для потужних асинхронних двигунів дані прилади не підходять. Найчастіше їх застосовують на компресорах. Тетроды в даному випадку маються з ізоляторами.
У деяких моделей встановлені фільтри. Регулятори застосовують як з підсилювачем, так і без нього. Також важливо відзначити, що існують модифікації з резонансними резисторами. Параметр номінального вхідного напруги у них в середньому дорівнює 130 В. струму перевантаження системи невеликі витримують.

Високовольтні модифікації

Високовольтний перетворювач частоти застосовується для асинхронних двигунів на 10 кВт і більше. Випрямлячі у багатьох пристроях встановлюються з тиристорним блоком. Резистори найчастіше застосовуються селективного типу. На сьогоднішній день можна зустріти високовольтний перетворювач частоти з двома реле. Перевантаження струму такі системи витримують великі. Також важливо відзначити, що в приладах встановлені фільтри для боротьби з перешкодами. Таким чином, точність стабілізації швидкості у них висока.

Скалярні пристрою

Скалярні перетворювачі управляються тільки за допомогою модуляторів. В даному випадку можна встановлювати пульт для дистанційного зміни потужності двигуна. Найбільш часто на ринку пропонуються саме одноступінчаті скалярні модифікації. Резистори в них використовуються різного типу. Як правило, моделі продаються з одним реле. Випрямлячі у скалярних модифікацій зустрічаються рідко. Розширювачі для короткохвильових перешкод встановлюються з ізоляторами. У деяких модифікацій використовуються тригерні блоки. Такі перетворювачі добре підходять для компресорів великої потужності. Якщо говорити про параметри, то важливо відзначити, що показник номінального напруги у них коливається в районі 220 В при частоті до 60 Гц. Перевантаження система максимум здатна витримувати в 5 Ст. По точності стабілізації моделі відрізняються. У середньому зазначений параметр не перевищує 3 %.

Моделі векторного типу

Векторні перетворювачі управляються за допомогою регуляторів. В даному випадку немає можливості підключити пульт. Випускаються пристрої найчастіше двоступінчастого типу. Для потужних асинхронних двигунів зазначені перетворювачі підходять. Також важливо відзначити, що регулятори у них використовуються кнопкового і поворотного типу. Резистори встановлюються з ізоляторами і здатні витримувати велике вхідна напруга. Найчастіше модифікації продаються з двома реле. Також важливо згадати те, що у деяких перетворювачів є тиристорний блок. Фільтри застосовуються тільки дротяного типу. Для боротьби з імпульсними завадами умовляються ізолятори.

Пристрої для асинхронних двигунів на 5 кВт

На верстати часто встановлюються частотні перетворювачі для асинхронних двигунів. Принцип роботи пристроїв побудований на фазовому зміні частоти. Перетворювачі для асинхронних двигунів на 5 кВт випускаються тільки одноступінчатого типу. Модулятори у моделей застосовуються, як правило, дипольні. У деяких модифікаціях встановлені тиристорні блоки. Також важливо відзначити, що на ринку є безліч моделей з розширювачами. Все це дозволяє дуже швидко змінювати потужність двигуна. Тригери найчастіше використовуються двухразрядного типу. У свою чергу тиристори можна використовувати лише розширювальні. У багатьох перетворювачів показник номінального струму не перевищує 230 Ст. Перевантаження в середньому пристрої витримують на рівні 20 Ст. Параметр номінального струму становить 3 А. Однак у даному випадку багато залежить від провідності модулятора.

Модифікації для двигунів на 10 кВт

На компресори та конвеєри часто встановлюються частотні перетворювачі для асинхронних двигунів. Принцип роботи пристроїв побудований на фазовому зміні частоти. Випускаються моделі, як правило, двоступінчастого типу. У деяких з них резистори встановлюються резонансного типу. Для підключення перетворювача використовуються контакти. Модулятори застосовуються тільки дипольного типу. Трансивери в пристрої виділяються підвищеною чутливістю. Перевантаження вони максимум здатні витримувати в 20 Ст. Показник номінального напруги коливається в районі 230 Ст. Модифікації з двома реле зустрічаються рідко. У багатьох перетворювачів трансивери застосовуються хроматичного типу. Також важливо згадати про те, що на ринку представлені пристрої з регуляторами. Для підвищення стабілізації системи застосовуються підсилювачі. Тригерні блоки, як правило, відсутня в перетворювачах даного типу. Параметр номінального струму в пристроях не перевищує 3.5 А.

Пристрої для заглибних насосів

Частотний перетворювач для заглибного насоса типу виготовляється з дипольним модулятором. Найчастіше на ринку представлені саме одноступінчаті пристрою. Принцип роботи їх побудований на фазовому зміни тактової частоти. Параметр перевантаження у моделей не перевищує 15 Ст. У свою чергу, показник робочого струму в середньому дорівнює 4 А. У деяких модифікацій використовуються селективні резистори. Тиристори на частотний перетворювач для насоса встановлюються з ізоляторами. Для боротьби з імпульсними завадами застосовуються розширювачі. Найчастіше перетворювачі можна зустріти з одним реле. У деяких випадках трапляються пристрої, у яких є хроматичний трансивер. Зазначені моделі здатні похвалитися високою стабільністю роботи.

Модифікація "КВТ-1"

Частотні перетворювачі "КВТ-1" використовуються для свердлильних верстатів. В даному випадку модулятор є дипольного типу. Також важливо згадати про те, що зазначений одноступінчатий перетворювач може управлятися з пульта. Селективні резистор у нього є з підвищеним параметром провідності струму. Трансиверный блок на цей частотний перетворювач 220 В (вихід 3 фази) встановлюється біля модулятора. Безпосередньо зниження тактової частоти здійснюється за рахунок випрямляча. Розширювач у цій моделі відсутня. Якщо говорити про параметри, то важливо згадати про те, що номінальна напруга дорівнює 220 В, а перевантаження система максимум витримує в 12 Ст. Робочий струм перетворювача не перевищує 3 А. Точність стабілізації становить близько 2 %.

Пристрої для конвеєрів своїми руками

Для конвеєра зробити частотний перетворювач своїми руками досить просто. В даному випадку слід в першу чергу підібрати реле для пристрою. Номінальна вхідна напруга вона зобов'язана витримувати в 220 В. Резистор для перетворювача потрібно селективного типу. Всього трансіверов потрібно підготувати три. Один з них зобов'язаний перебувати на модуляторі для стабілізації процесу управління. Інші трансивери встановлюються біля контактів. Модулятор для моделі буде потрібно дипольного типу. Однак перед цим важливо встановити випрямляч. Найчастіше його підбирають з провідністю на рівні 3 мк. Розширювачі використовують як аналогового, так і коммутируемо типу. Для боротьби з перешкодами потрібно фільтр. Розширювач у моделі доведеться використовувати з ізоляторами. Робочий струм в системі має становити не більше 3 А. В підсумку можна сподіватися на точність стабілізації в районі 2%.

Моделі для міксерів своїми руками

Для міксера зібрати частотний перетворювач своїми руками можна тільки на базі розширювального тиристора. В даному випадку потрібно одне реле. Модулятор найчастіше підбирається дипольного типу. Номінальна вхідна напруга він зобов'язаний витримувати в районі 220 В. Трансивер використовується тільки хроматичного типу. Перед його установкою важливо припаяти резистор біля контактів. Для регулювання потужності двигунів застосовуються променеві тетроды. В кінці роботи залишиться лише перевірити робочий струм в системі. В середньому точність стабілізації потужності зобов'язана дорівнювати 3 %.

Пристрій "КВТ-2"

"КВТ-2" – це потужний одноступінчатий частотний перетворювач. Принцип роботи пристрою побудований на фазовому зміні частоти. Для цього встановлено дипольний модулятор, який з'єднаний з резисторами високої провідності струму. Трансивер в даному випадку встановлений хроматичного типу. Всього тиристорів в схемі є два. Для підвищення точності стабілізації цей однофазний частотний перетворювач має підсилювач. Тригер в представленому пристрої розташовується з ізоляторами. Реле у моделі встановлено одне.

Пристрої для поршневих компресорів

Для поршневих компресорів найчастіше підбирається двоступінчастий частотний перетворювач. Принцип роботи пристрою побудований на фазовому зміні частоти. У багатьох моделей використовуються тригери двухразрядного типу. Тиристори в перетворювачах мають провідність струму на рівні 2 мк. Показник номінального напруги в середньому становить 230 Ст. Робочий струм в системі підтримується на позначці 3 А. Тетроды в пристроях застосовуються з ізоляторами. Також важливо відзначити, що на ринку представлені двоступеневі модифікації. Показник номінального напруги у них доходить до 320 Ст. Перевантаження система здатна витримувати в 30 Ст. Точність стабілізації потужності у моделей не висока. Розширювачі часто використовуються комутованого типу. Безпосередньо під'єднання моделей здійснюється через контакти на задній панелі приладу.