Работа с честотен конвертор

Първо, кажете малко приказка.

Налице е жив двигател за постоянен ток. И всичко беше наред. Но веднъж Никола Тесла бе роден и казал на света, че използването на променливо напрежение вместо постоянно е по-добро. И тогава се роди асинхронен мотор с променлив ток. И ставаше все по-добре. Беше по-лесно да се произвежда и по-евтино да се поддържа, и по-трайно от DC мотора, и нямаше нужда от смяна на четките върху него. Но двама от тях имаха проблеми, не излизаха да регулират скоростите (по-скоро можеше да се направи, но за това би било необходимо да се промени честотата на мрежата, която е 50 (в някои страни 60 Hz) и големи стартови токове. И тогава един интелигентен човек (а може би и няколко) измисли честотен конвертор.

Както може да се разбере от тази приказка, честотният преобразувател в по-голямата си част е наречен да регулира скоростта на асинхронните двигатели с променлив ток. Конструктивно преобразувателят може да бъде разделен на три части:

  • Токоизправител
  • План за управление.
  • Инвертор.

Нека не навлизаме дълбоко в схемата, принципът е важен за нас.

Честотен преобразувател - принцип на работа

AC захранване 220/380 волта. Първият в схемата е токоизправителят, който преобразува променливото напрежение в константа. DC се подава към инвертора (устройство, което ви позволява да се получи променлив DC) и чрез управляващата верига се превръща в променливо напрежение на дадената стойност и честота. Това обикновено е случаят с метода PWM(широчинно-импулсна модулация). Принципът на PWM е доста прост. Устройството генерира сигнали с определена честота и напрежение, които, като се има предвид индуктивността на двигателя, стават подобни на синусоидалното напрежение, поради което двигателят започва да получава въртящ момент.

Има и друга точка: скаларно или векторно управление. По-добре е да използвате скаларен контрол, въпреки че това увеличава цената на устройството. Векторният контрол, както можете да разберете от заглавието, определя вектора - т.е. използва се схемата, в която са зададени стойностите на напрежението и честотата на импулса. Това означава, че се оказва по-примитивна схема за управление. Въпреки че всичко зависи от това какво ще използвате. Ако не се нуждаете от особено точни стойности на броя на оборотите, можете да видите честотните преобразуватели с векторно управление.

Друга интересна особеност е, че ефективността на честотния преобразувател е много по-висока при минимални натоварвания.

Има още една интересна особеност - че единствената фаза, че трифазното напрежение се получава чрез преобразуване на постоянното напрежение, съответно чисто теоретично, честотният преобразувател може да се използва в еднофазни мрежи, а да се захранва с този трифазен потребител. На практика тази възможност, разбира се, трябва да бъде получена от производителя.

Продължаване на приказката.

И хората бяха заловени от двигател за постоянен ток, а популярната любов и слава дойдоха до АС мотора. Засега той няма недостатъци (ами те са станали много незначителни).

Така се появивъзможността за регулиране на скоростта на асинхронния променлив ток в доста широк диапазон.

Честотен преобразувател при прекъсване на захранването

\ t

Както вече споменах, честотните преобразуватели са еднофазни (220 V) и трифазни (380 V). По-добре е да се използва трифазна, защото те имат по-висока ефективност. Когато се прекъсне фаза в еднофазен конвертор, той просто спира да работи. В случай на трифазна, като правило, работи защитата. Но нека предположим, че тя не работи. Подобно на всяко устройство, това устройство е предназначено за определени характеристики, едно от които е протичане през тока на устройството. Токоизправителят в този случай е три еднофазни диодни моста.

Според закона на Кирххоф (сумата от входящите токове в възела е равна на сумата от токовете на изхода), всеки от тези мостове преминава през една трета от общия ток.

При прекъсването на фазата, общият ток остава непроменен, но останалите два диодни моста ще преминат през себе си половината, което само по себе си не е нормален режим за тях. Ситуацията се задълбочава и от факта, че при коригиране на АС на една фаза, а не на три, загубата на мощност е около 40%, а понякога и повече. Тези загуби се намаляват чрез коригиране на трифазната. Това означава, че при разрушаване на една фаза, общият ток, консумиран от честотния преобразувател от мрежата при прекъсване на една от фазите, се увеличава още повече (около 40%), за да осигури на крайния потребител дадена мощност (двигателят е много неприемлив, когато не му е позволено да яде електричество в правилното количество). ).

Оказва се, че ако устройството няма защита от повреда на една от фазите - ще работи, но не много дълго (особено в режим близо до максимум), тъй като токоизправителят ще изгори диодните мостове минимум, тъй като максималният ефект не се ограничава до това , Въпреки че, при условие, че защитата не работи, при минималните и средни стойности на преобразувателя на мощност ще работи перфектно, но неговата ефективност ще бъде значително намалена.