Электронный преобразователь частоты определение назначение

Электрика и электроника удачно совместились в единой конструкции, получившей название — электронный преобразователь частоты. Аппарат высокотехнологичный, оснащённый микропроцессором, изобретён с одной целью — управлять электрическим током безгранично. Нужно отдать должное электронному частотному преобразователю как устройству, что без проблем справляется с поставленной задачей.

Электронный преобразователь частоты: схема

Структура (схема) электронного преобразователя частоты выстроена тремя основными модулями:

• выпрямитель,
• инвертор,
• оконечный каскад.

Первый модуль – это, по сути, обычный диодный выпрямитель, собранный по мостовой схеме. Главное назначение такого выпрямителя – из тока переменной частоты получить ток постоянной величины. Инверторный модуль, в свою очередь, выполняет обратное преобразование.

Однако после инвертора на выходе присутствует уже переменное напряжение с иными характеристиками амплитуды и частоты. Оконечный каскад, построенный обычно на силовых транзисторах (тиристорах), обеспечивает на выходе устройства установленную величину тока.

Как работает преобразователь частоты на практике

Неотъемлемой составляющей электронного преобразователя частоты, помимо основных блоков, выступает микропроцессор. Этот электронный элемент, входящий в схему устройства, управляет силовыми ключами. Более того, микропроцессорной системе частотного преобразователя назначена роль модуля, исполняющего действия сервисного характера.

Следует уточнить: преобразователи частоты имеют главным своим назначением управление асинхронными электродвигателями. В зависимости от конструктивного исполнения электродвигателей, к ним применяют два типа ПЧ:

1. Непосредственного питания.
2. Промежуточного питания.

Преобразователь частоты непосредственного питания

Устройства, где задействован принцип непосредственной связи, фактически построены по схеме управляемого выпрямительного моста. Они работают методом поочерёдной подачи управляющего сигнала на силовые ключи.

Соответственно, так же поочерёдно осуществляется связь обмоток статора электродвигателя с питающей сетью. Налицо формирование выходного напряжения с частично-синусоидальной характеристикой.

Недостаток ПЧ непосредственного питания – относительно малый диапазон изменения частоты выходного напряжения (0 – 50 Гц). Для электрических систем, построенных по современным технологиям, таких параметров зачастую недостаточно.

Кроме того, применение этого типа устройств сопровождается другими недостатками:

• потерями полезной энергии,
• перегревом обмотки двигателя,
• малым крутящим моментом,
• помехами в электрической сети.

ПЧ промежуточного питания (с модулем постоянного тока)

Более качественной, рациональной и относительно эффективной видится работа частотных преобразователей, где используется промежуточное питание.

Однако действие такого типа устройств, по причине двойного преобразования энергии, сопровождается низким КПД. В аппаратах применяются электронные ключи типа:

• GTO,
• SGCT,
• GST и аналогичные.

Тем не менее, главная особенность всех видов электронных преобразователей частоты – это способность длительное время функционировать в режиме значительных нагрузок, в том числе импульсного характера.

 

Преимущества электронных преобразователей частоты с двойным преобразованием перед устройствами непосредственного питания выражаются только в способности первых генерировать напряжение в широком диапазоне частот.

По сути, для таких приборов допустимым считается диапазон частот от 1 Гц до 800 Гц. В остальном существенной разницы между приборами нет. Практически все устройства подобного типа оснащаются внутренним сервисным функционалом. Благодаря наличию такого функционала, надёжность действия и эффективность приборов значительно повышается.

Внутренний сервисный функционал обеспечивает постоянный контроль исправности системной платы прибора, а также контроль технических параметров, под которые рассчитана конкретная модель преобразователя частоты.

Поэтому в случае возникновения неисправностей или дефектов в работе прибора, включается систем защиты. Устройство блокируется, выводится из активного режима, а на дисплей выводится код, соответствующий неисправности.

Коды неисправностей электронного преобразователя частоты VACON

Ниже представлена таблица, куда выведены коды неисправности, появляющиеся на дисплее прибора «VACON» в случаях каких-либо неисправностей. Если оператору известна расшифровка этих кодов, достаточно просто определить точку неисправности (дефекта). Соответственно, более упрощённой видится процедура ремонта — устранения неисправности.

Таблица кодов неисправностей электронного преобразователя частоты:

Тест преобразователя частоты на электродвигателе — видео

Видео ниже демонстрирует — как функционирует электронный преобразователь частоты в паре с электродвигателем. Такие приборы чаще всего используются именно в сочетании с электромоторами, обеспечивая оптимальный режим работы двигателя. Кроме того, благодаря управлению мотором через ПЧ, фактор долговечности обмотки статора также возрастает:

---