Принцип действия
преобразователя частоты.
Преобразователи частоты это электронные устройства для
плавного бесступенчатого
регулирования скорости вращения вала асинхронного двигателя.
Управление скоростью вращения вала осуществляется с помощью
изменения частоты и амплитуды трехфазного напряжения подаваемого на двигатель.
Структура
преобразователя частоты
Большинство
современных преобразователей частоты построено по схеме двойного преобразования.
Они состоят из
следующих основных частей:
-
звена
постоянного тока
-
силового
трехфазного импульсного инвертора
-
системы
управления
Звено постоянного тока состоит из неуправляемого выпрямителя и фильтра. Переменное напряжение
питающей сети (L1, L2, L3) преобразуется
в нем в напряжение постоянного
тока
(+, -).
Силовой трехфазный импульсный инвертор состоит из шести транзисторных ключей соединенных по
схеме приведенной выше.
Каждая
обмотка двигателя подсоединяется через соответствующий ключ к положительному и
отрицательному полюсу звена постоянного тока.
Рис.1
Система управления осуществляет управление силовым инвертором.
С помощью ключевых схем
можно осуществить преобразование постоянного напряжение в синусоидальное
напряжение переменной частоты и амплитуды.
Непосредственно, приложить синусоидальное напряжение
переменной частоты и амплитуды к обмоткам двигателя данная схема
не позволяет, но она позволяет, используя Широтно-Импульсную Модуляцию (сокращенно
ШИМ), импульсно прикладывать к обмоткам двигателя напряжение звена постоянного
тока, таким образом, что эффект оказывается практически эквивалентен,
приложению синусоидального напряжения, требуемой частоты и амплитуды.
ШИМ
Рис.2
ШИМ характеризуется периодом модуляции, внутри которого вывод
обмотки двигателя подключается, по очереди, к положительному и отрицательному
полюсам звена постоянного тока.
Длительность этих состояний, внутри периода ШИМ,
модулируется по синусоидальному закону. При высоких (обычно 2 … 15 кГц),
тактовых частотах ШИМ, в обмотках двигателя, вследствие их фильтрующих свойств,
протекают синусоидальные токи. Их частота и амплитуда определяются
соответствующими параметрами модулирующей функции. Подобное импульсное
управление позволяет получить очень высокий КПД преобразователя и практически
эквивалентно, аналоговому управлению с помощью частоты и амплитуды напряжения.