Frekvenčni pretvornik v asinhronih motorjih, načelo delovanja

Najpogosteje se frekvenčni pretvorniki uporabljajo za asinhroni motor, vendar jih najdemo v gospodinjskih aparatih. Kljub razširjenosti nimajo le prednosti, ampak tudi pomanjkljivosti, ki jih je treba odpraviti z uporabo dodatnih naprav. Vsi pretvorniki opravljajo pomembna funkcija

Aplikacije naprave

Frekvenčni pretvornik je posebna naprava, ki je nameščena na močnih električnih motorjih. Njihov glavni namen je spremeniti frekvenco vhodnega toka. Kot veste, tok, ki prihaja iz vtičnice, ima frekvenco, to je 50 Hz. Če želite pospešiti ali obratno upočasniti motor, lahko to frekvenco spremenite. Vloga chastotnika je sprememba frekvence toka.

Najbolj presenetljiv primer so pralni stroji, ki so na voljo vsem v hiši, pospeši pogostost vrtenja bobna, frekvenčni sekalnik motorja poveča frekvenco toka, da zmanjša število vrtljajev, se izvede povratno dejanje. Uporabljajo se tudi za nemoten zagon močnih motorjev: sodobni samostojni podjetniki, lahko spremenijo sedanje nihanje od 1-800 Hz.

Načelo dimnika

V središču častotnika je pretvornik z dvojno pretvorbo. Pretvornik deluje tako:

• Na začetku se odpravi izmenični sinusni tok (220-380 V), ki vstopa v pretvornik. Za rektifikacijo se uporablja diodni most.
• Ko tok teče v skupino kondenzatorjev, kjer se filtrira in zamaši.
• Nato ključi mostička iz bipolarnih tranzistorjev (IGBT, IGBT) in krmilna mikrovezja prejmejo filtrirano tok in tvorijo trifazno ali enofazno pulzno-širinsko modulacijo z zahtevanimi parametri iz njega.
• Izhod je sinusni tok z že spremenjenimi značilnostmi, sinusoidnost pa zagotavlja induktivnost navitij.

Celoten postopek je podrobneje prikazan v naslednji shemi:

Uporaba v asinhronih motorjih

Asinhroni motorji presegajo moč in zmogljivost konvencionalnih elektromotorjev, vendar imajo številne pomanjkljivosti. Najpomembnejša je potreba po povečanju nazivne moči ob zagonu 5-7-krat, prav tako pa je treba uporabiti posebne naprave za regulacijo hitrosti rotorja. Povečanje porabe energije ob zagonu povzroči skok v omrežju in udarni impulzi, to pa negativno vpliva na življenjsko dobo katerega koli asinhronega motorja.

Za rešitev vseh težav je bil nemudoma razvit asinhronski frekvenčni pretvornik. Njihova uporaba je prikladno, ker se delo častotnika zgodi v samodejnem načinu, zato se nenehno spremljanje tokov izvaja. Ta naprava zmanjšuje tokovne tokove in s tem ne povzroča preobremenitev v omrežju in ne poškoduje motorja, prav tako vam omogoča prilagajanje hitrosti rotorja. Ni potrebno uporabljati magnetnega zaganjalnika. Glavne prednosti chastotnika:

• varčevanje z energijo;
• večja življenjska doba motorja;
• možnost regulacije delovanja motorja;
• nudi povratne informacije sosednjih pogonov.

Dejansko je to pravi trifazni generator napetosti, s katerim lahko dosežete želeno vrednost in frekvenco.

Glavne sestavine naprave

Struktura vsakega častotnika vključuje štiri glavne module:

• usmernik;
• blokirna napetost;
• vozlišče pretvornika;
• nadzorni sistem, ki temelji na mikroprocesorju.

Vsi ti moduli so povezani s krmilno enoto, nadzira sisteme in je odgovoren za delovanje izhodne faze iz pretvornika. Sodobne naprave te vrste imajo tudi nekatere zaščitne vozlišča, ki jih varujejo pred prekomerno tokovnimi in kratkimi stiki. Opremljeni so tudi s temperaturnimi senzorji in drugimi sistemi za spremljanje odstopanj od norme med obratovanjem.

Kljub dejstvu, da mora chastotnik poravnati tok in ohraniti njeno stalno frekvenco, ne more popolnoma izravnati valovanja, je zaradi spremenljivega dela in neskladnega toka v samem omrežju. Da bi ta nihanja v celoti odpravili, tuljave in kondenzatorji. Njihova povezava in nastavitev praviloma poteka v sistemu frekvenčnega pretvornika. Tuljava gladi tok, zaradi svoje reaktivne upornosti pa kondenzator, ki poteka skozi tok, ne proizvaja izmenične napetosti, temveč konstantne napetosti.

Frekvenčni pretvorniki se srečujejo tako za enofazna omrežja kot za trifazna omrežja. Lahko se razlikujejo tudi glede vrste nadzora, obstajajo vektorski in skalarni modeli. Vektor se uporablja v tistih primerih, ko je potrebno regulirati vrtilno hitrost rotorja, druga vrsta častotnikov se uporablja na objektih, kjer ni posebne potrebe po strogi regulaciji dobavljene frekvence, jih je mogoče izpolniti v prezračevalnih sistemih. Skalarni tip nadzora se uporablja za enofazne sisteme, nato pa vektor za trifazne sisteme. Načelo frekvenčne regulacije v obeh primerih ostaja enako.