Преобразователи частоты: назначение, виды, особенности

Среди большого числа электротехнического оборудования на производствах одной из самых многочисленных групп рабочих устройств являются электроприводы. Представляя собой комбинацию из электродвигателя и устройства управления, они участвуют в большинстве технологических и рабочих процессов. В зависимости от технического решения, сложности операций электроприводы могут состоять из разных типов моторов и управляющих средств. Для задач управления простой и средней сложности во многих случаях применяются преобразователи частоты.

Назначение и основные виды

Частотные преобразователи – электротехнические устройства, выполняющие функции регулирования параметров частоты переменного напряжения. Зачастую их также могут называть «преобразователи тока, напряжения, частоты». Суть и назначение электронного оборудования от этого не изменяется. Представляя собой высокотехнологичное устройство управления, частотники реализуют свою функцию посредством зависимости скорости вращения электромагнитного поля от показателя частоты напряжения. В зависимости от конструктивного исполнения частотные преобразователи могут быть следующих видов:

• индукционные;
• электронные.

Каждый из типов электротехнического оборудования обладает конструктивными и техническими особенностями, которыми определяется их надежность, функциональность, производительность и технологичность. Каждое из решений характеризуется положительными и отрицательными качествами, оказывающими прямое воздействие на область практического применения. 

Основные особенности

Преобразователи индукционного типа относятся к категории электромагнитных устройств, в которых скорость изменения измеряемой величины преобразуется в индуктированную электродвижущую силу. В оборудовании этого типа в качестве входной величины выступает скорость механического перемещения, а в роли выходной – индуктированная э.д.с.

Исходя из этих особенностей, индукционные преобразователи применяются только для измерения угловой и линейной скорости объекта. По своей сути они представляют собой электродвигатели переменного тока, которые работают в режиме генератора. По сравнению с электронными преобразователями частоты переменного тока индукционные электротехнические устройства используются достаточно редко.

Второй тип частотников – электронный – наиболее распространен в сфере промышленного производства. Их основными структурными компонентами являются транзисторы или тиристоры и электронные схемы управления микроконтроллеров. При этом рабочие параметры напряжения задаются программно. Приводы одинаково успешно работают как на одно-, так и трехфазной системе электроснабжения. В зависимости от способа подключения  электрической сети электронные устройства управления подразделяются на:

• непосредственно подключаемые к электропитанию;
• подключаемые посредством промежуточного звена постоянного тока.

Оборудование, напрямую подключаемое в сеть, обладает своими достоинствами и недостатками. Среди положительных качеств выделяют высокий коэффициент полезного действия, возможность наращивания мощности путем подсоединения дополнительных частотников, стабильную работу на малых скоростях благодаря большому диапазону низких частот. Отрицательными моментами являются увеличенный нагрев электродвигателя, образование помех, возможность только одностороннего регулирования скорости в сторону уменьшения.

Более технологичным является решение с двойной схемой преобразования. Подобный преобразователь частоты (постоянный ток для этого типа устройств также может выступать в качестве источника электропитания) сначала преобразует переменное напряжение в постоянное, после чего инвертирует его в переменное напряжение требуемой частоты. Устройства этого типа широко используют для самых разных электроприводов, включая низко-, средне- и высокоскоростные решения. Их применение обосновано целым рядом положительных качеств:

• возможностью адаптации к электросети постоянного тока;
• способностью высокоточной регулировки скорости и момента;
• возможностью преобразования напряжения под заданную величину;
• способностью работать как в составе простых схем, так и в сложных системах электроприводов;
• разнообразием способов управления, благодаря доступности программирования.

Преобразователь частоты тока 380 В, в котором реализована схема двойного преобразования, практически не имеет недостатков. К минусам можно отнести сравнительно большие габаритные размеры и вес. Это объясняется конструктивными особенностями устройств, требующими дополнительного устройства выпрямителя, фильтрующего и инверторного узла. К числу основных отрицательных моментов также относится увеличенная потеря мощности, вызванная двойным преобразованием напряжения.

Все основные типы преобразователей частоты от ведущих мировых производителей представлены на сайте ООО «А-К-С». В онлайн каталоге с удобной и быстрой навигацией можно быстро и легко найти вариант, оптимально подходящий под конкретные условия эксплуатации.