Конструкція та принцип роботи перетворювача частоти

Як відомо, промислового обладнання та побутової техніки необхідний електричний струм. Він передається через систему ЛЕП та трансформаторних підстанцій у мережі енергопостачання. Це змінний струм із стандартними значеннями частоти та напруги, які можуть не завжди підходити для наявної техніки. Тому доводиться використовувати такі пристрої, як випрямлячі, трансформатори та перетворювачі частоти. З їх допомогою не тільки підключають різні види обладнання, а й керують режимом їхньої роботи.

Перетворювачі з безпосереднім зв'язком

Зміну частоти змінного електричного струму можна виконати двома основними способами. Для використання першого з них знадобиться керований випрямляч на тиристорах (електронних ключах) та приєднаний до нього асинхронний двигун. Ця комбінація діє так:

• Напруга з мережі потрапляє на вхід групи електронних ключів.
• Система керування в певні моменти пропускає струм через тиристори на обмотки двигуна.
• Двигун, обертаючись без навантаження, створює на вихідних клемах змінний струм, «склеєний» із вирізаних випрямлячем ділянок вхідної синусоїди.

Фактично електромотор виступає в цій схемі як генератор. Графік вихідної напруги виглядатиме як досить складна ламана лінія, проте якщо апроксимувати її (наприклад, за допомогою широтно-імпульсної модуляції), то вийде синусоїда.

Перетворювачі з ланкою постійного струму

Безпосередня зміна частоти правильніше було б назвати її зменшенням, оскільки така процедура працює тільки в один бік. Зрозуміло, це далеко не завжди зручно та суттєво обмежує можливості управління. Цей спосіб не можна, наприклад, використовувати для регулювання швидкості обертання моторів, що рухають підйомні візки опорного мостового крана. Тому ширше застосування сьогодні знаходять перетворювачі зі ланкою постійного струму.

Працюють ці пристрої таким чином:

• Вхідна напруга подається на випрямляч.
• Отриманий постійний струм надходить до інвертора.
• Формується необхідна частота та напруга.

Використовуючи цей спосіб, можна довільно змінювати всі параметри електричного струму. Зокрема, доступним стає тонке регулювання швидкості обертання асинхронних двигунів. Крім того, такі пристрої дозволяють не лише зменшувати, а й збільшувати частоту струму та змінювати кількість його фаз.