Wolna encyklopedia
Przetwornica częstotliwości jest urządzeniem elekronicznym służącym do zamiany jednego rodzaju energii elektrycznej na inny (żądany). Zbudowana jest z zasilacza-prostownika jednofazowego (230V) lub trójfazowego (400V), części sterującej oraz elementów mocy.
Zasada działania
Przemienne napięcie zasilające jest prostowane w zasilaczu (energia składowana jest w kondensatorach elektrolitycznych dużej pojemności), następnie napięcie to przekazywane jest do układów wykonawczych-tranzystorów lub częściej zespołów tranzystorów IGBT.
Układ sterujący ma za zadanie regulować częstotliwość wyjściową przetwornicy impulsowej nadzorować takie parametry pracy jak prąd obciążenia, czas narastania i opadania częstotliwości i napięcia wyjściowego oraz współczynnik mocy odbiornika.
Wszystkie przetwornice częstotliwości, niezależnie od rozwiązań układowych, mają układ wytwarzający sygnały kształtujące przebiegi wyjściowe U, V, W. W zależności od zastosowanej metody otrzymywania napięcia wyjściowego, przetwornice te dzielimy na przetwornice:
- ze źródłem prądowym CSI
- z modulacją amplitudy PAM
- z modulacją szerokości impulsu (PWM)
Przetwornica powinna posiadać funkcje, które umożliwiają pracę w najtrudniejszych warunkach, takich jak niskie częstotliwości wyjściowe i zmienne obciążenie silnika, aby możliwa była praca w całym zakresie prędkości obrotowych. Takie funkcje nazywamy kompensacjami, np.:
- kompensacja rozruchu i napięcia rozruchu
- kompensacja częstotliwości początkowej
- kompensacja poślizgu
- kompensacja napięcia wyjściowego w funkcji obciążenia
- kompensacja strumienia w niedowzbudzonym silniku
- kompensacja składowej magnesującej prądu obwodowego wirnika
Kompensacja rozruchu i napięcia rozruchu ma za zadanie zapewnić optymalny strumień magnesujący wirnika lub strumień w szczelinie i maksymalny moment początkowy przy pracy z niskimi prędkościami za pomocą zwiększenia wartości napięcia wyjściowego przy niskich częstotliwościach. Kompensacja poślizgu jest funkcją, która umożliwia stabilną pracę układu napędowego w całym zakresie prędkości obrotowej z wykluczeniem częstotliwości rezonansowych. Polega kontrolowaniu poślizgu przez zwiększanie częstotliwości, proporcjonalnie do składowej czynnej. Kompensacja napięcia wyjściowego w funkcji obciążenia polega na dopasowaniu napięcia wyjściowego przetwornicy do zmieniających się warunków obciążenia. Metoda ta powinna być stosowana tylko w czasie rozruchu silnika, gdy częstotliwość jest niska. Kompensacja pozwala na maksymalne wykorzystanie właściwości dynamicznych silnika.
Zastosowanie
Regulacja prędkości obrotowej silników elektrycznych, układy nagrzewania powierzchniowego metali, wzmacniacze klasy D