Честотно управлявано електрическо задвижване на помпени агрегати. Основни методи за управление на честотното устройство

Режимите на работа на центробежните помпи се регулират енергийно най-ефективно чрез промяна на скоростта на въртене на техните работни колела. Скоростта на работните колела може да се променя, ако като задвижващ двигател се използва регулируемо електрическо задвижване.
Конструкцията и характеристиките на газовите турбини и двигателите с вътрешно горене са такива, че могат да осигурят промяна на скоростта в необходимия диапазон.

Удобно е да се анализира процеса на регулиране на скоростта на въртене на всеки механизъм, като се използват механичните характеристики на устройството.

Обмисли механични характеристикипомпен агрегат, състоящ се от помпа и електродвигател. На фиг. 1 са показани механичните характеристики на центробежна помпа, оборудвана с възвратен клапан (крива 1) и електродвигател с ротор с катерична клетка (крива 2).

Ориз. 1. Механични характеристики на помпения агрегат

Разликата между въртящия момент на електродвигателя и момента на съпротивление на помпата се нарича динамичен въртящ момент. Ако въртящият момент на двигателя повече моментсъпротивление на помпата, динамичният момент се счита за положителен, ако е по-малък - отрицателен.

Под влияние на положителен динамичен момент помпената единица започва да работи с ускорение, т.е. ускорява. Ако динамичният момент е отрицателен, помпената единица работи със забавяне, т.е. забавя.

Ако тези моменти са равни, се осъществява стационарният режим на работа, т.е. помпения агрегат работи с постоянна скорост. Тази скорост и съответстващият на нея въртящ момент се определят от пресечната точка на механичните характеристики на електродвигателя и помпата (точка а на фиг. 1).

Ако в процеса на регулиране по един или друг начин механичната характеристика се промени, например, за да стане по-мека чрез въвеждане на допълнителен резистор в роторната верига на електродвигателя (крива 3 на фиг. 1), въртящият момент на електрически мотор ще стане по-малко моментсъпротивление.

Под влияние на отрицателен динамичен момент помпената единица започва да работи със забавяне, т.е. се забавя, докато въртящият момент и моментът на съпротивление отново се балансират (точка b на фиг. 1). Тази точка има собствена скорост на въртене и собствена стойност на въртящия момент.

По този начин процесът на регулиране на скоростта на помпения агрегат е непрекъснато придружен от промени в въртящия момент на електродвигателя и момента на съпротивление на помпата.

Контролът на скоростта на помпата може да се извърши или чрез промяна на скоростта на електрическия двигател, неподвижно свързан с помпата, или чрез промяна на предавателното отношение на трансмисията, свързваща помпата с електрическия двигател, който работи с постоянна скорост.

Регулиране на честотата на въртене на електродвигателите

В помпените инсталации се използват предимно AC двигатели. Скоростта на променливотоков двигател зависи от честотата на захранващия ток f, броя на двойките полюси p и приплъзването s. Чрез промяна на един или повече от тези параметри можете да промените скоростта на електродвигателя и свързаната с него помпа.

Основният елемент на честотното устройство е. В преобразувателя постоянната честота на захранващата мрежа f1 се преобразува в променлива f 2. Пропорционално на честотата f 2 се променя скоростта на електрическия двигател, свързан към изхода на преобразувателя.

С помощта на честотен преобразувател практически непроменените параметри на мрежата напрежение U1 и честота f1 се преобразуват в променливи параметри U2 и f 2, изисквани от системата за управление. За да осигурите стабилна работа на електродвигателя, ограничете неговия ток и претоварване на магнитния поток, поддържайте високо енергийни показателичестотният преобразувател трябва да поддържа определено съотношение между своите входни и изходни параметри, в зависимост от вида на механичните характеристики на помпата. Тези съотношения се получават от уравнението на закона за честотното регулиране.

За помпите трябва да се спазва съотношението:

U1/f1 = U2/f2 = const

На фиг. 2 са представени механичните характеристики асинхронен двигателс честотен контрол. С намаляване на честотата f2 механичната характеристика не само променя позицията си в n-M координатите, но донякъде променя формата си. По-специално, максималният въртящ момент на електродвигателя е намален. Това се дължи на факта, че ако се наблюдава съотношението U1/f1 = U2/f2 = const и честотата f1 се промени, влиянието на активното съпротивление на статора върху стойността на въртящия момент на двигателя не се взема предвид.

Ориз. 2. Механични характеристики на честотно задвижване при максимални (1) и ниски (2) честоти

При регулиране на честотата, като се вземе предвид това влияние, максималният въртящ момент остава непроменен, формата на механичната характеристика се запазва, променя се само нейното положение.

Честотните преобразуватели имат високи енергийни характеристики поради факта, че формата на кривите на тока и напрежението се осигурява на изхода на преобразувателя, приближавайки се до синусоидална. Напоследък честотните преобразуватели, базирани на IGBT модули (биполярни транзистори с изолиран затвор), са получили най-широко разпространение.

IGBT модулът е много ефективен ключов елемент. Има нисък спад на напрежението, висока скорост и ниска мощност на превключване. Честотен преобразувател на базата на IGBT модули с PWM и алгоритъм за векторно управление за асинхронен двигател има предимства пред други видове преобразуватели. Характеризира се с висок фактор на мощността в целия диапазон на изходната честота.

Схематичната диаграма на преобразувателя е показана на фиг. 3.

Ориз. 3. Схема на честотния преобразувател на IGBT-модули: 1 - вентилаторен блок; 2 - захранване; 3 - неуправляван токоизправител; 4 - контролен панел; 5 - табло за управление; 6 - ШИМ; 7 - блок за преобразуване на напрежение; 8 - контролна системна платка; 9 - водачи; 10 - предпазители на инверторния блок; 11 - сензори за ток; 12 - асинхронен двигател с катерица; Q1, Q2, Q3 - превключватели на захранващата верига, управляващата верига и вентилаторния блок; K1, K2 - контактори за зареждане на кондензатори и силова верига; C - блок от кондензатори; Rl, R2, R3 - резистори за ограничаване на тока на зареждане на кондензатор, разреждане на кондензатора и дренажния блок; VT - инверторни захранващи превключватели (IGBT модули)

На изхода на честотния преобразувател се образува крива на напрежението (тока), която е малко по-различна от синусоида, съдържаща по-високи хармонични компоненти. Тяхното присъствие води до увеличаване на загубите в електродвигателя. Поради тази причина, когато електрическото задвижване работи при скорости, близки до номиналните, електродвигателят се претоварва.

При работа при ниски скорости, условията на охлаждане за самовентилирани електродвигатели, използвани в задвижванията на помпите, се влошават. В обичайния диапазон на управление на помпените агрегати (1:2 или 1:3), това влошаване на условията на вентилация се компенсира от значително намаляване на натоварването поради намаляване на потока и налягането на помпата.

При работа на честоти, близки до номиналната стойност (50 Hz), влошаването на условията на охлаждане в комбинация с появата на хармоници от по-висок ред изисква намаляване на допустимата механична мощност с 8 - 15%. Поради това максималният въртящ момент на електродвигателя намалява с 1 - 2%, неговата ефективност - с 1 - 4%, cosφ - с 5 - 7%.

За да избегнете претоварване на двигателя, или ограничете горната скорост на двигателя, или оборудвайте задвижването с по-голям двигател. Последната мярка е задължителна, когато се предвижда работа на помпения агрегат с честота f 2 > 50 Hz. Ограничаването на горната стойност на оборотите на двигателя се извършва чрез ограничаване на честотата f 2 до 48 Hz. Увеличаването на мощността на задвижващия двигател се извършва чрез закръгляване до най-близката стандартна стойност.

Групово управление на регулируеми електрозадвижвания на агрегати

Много помпени агрегати се състоят от няколко агрегата. По правило не всички агрегати са оборудвани с регулируемо електрическо задвижване. От два или три монтирани модула е достатъчно да се оборудва един с регулируемо електрическо задвижване. Ако един преобразувател е постоянно свързан към един от модулите, има неравномерно потребление на техните двигателни ресурси, тъй като уредът, оборудван със задвижване с променлива скорост, се използва много по-дълго време.

За равномерно разпределениенатоварване между всички блокове, монтирани в станцията, са разработени групови контролни станции, с които блоковете могат да се свързват към преобразувателя едно по едно. Контролните станции обикновено се правят за устройства с ниско напрежение (380 V).

Обикновено контролните станции с ниско напрежение са проектирани да управляват две или три единици. Структурата на станциите за управление с ниско напрежение включва прекъсвачи, които осигуряват защита от междуфазни къси съединения и земни съединения, термични релета за защита на блоковете от претоварване, както и оборудване за управление (ключове и др.).

Превключващата верига на контролната станция съдържа необходимите блокировки, които позволяват свързване на честотния преобразувател към всеки избран блок и подмяна на работни модули без смущения технологичен режимработа с помпа или вентилатор.

Контролните станции, като правило, заедно със силови елементи ( верижни прекъсвачи, контактори и др.) съдържат устройства за управление и регулиране (микропроцесорни контролери и др.).

По желание на клиента станциите са оборудвани с автоматични превключващи устройства резервно захранване(АТС), търговско отчитане на консумираната електроенергия, контрол на заключващата техника.

Ако е необходимо, в контролната станция се въвеждат допълнителни устройства, за да се осигури използването на софтстартер за блокове заедно с честотен преобразувател.

Автоматичните контролни станции осигуряват:

поддържане на зададената стойност на технологичния параметър (налягане, ниво, температура и др.);

контрол на режимите на работа на електродвигателите на регулирани и нерегулирани агрегати (контрол на консумирания ток, мощност) и тяхната защита;

автоматично включванев работата на резервния блок в случай на авария на основния;

превключване на модули директно към мрежата в случай на повреда на честотния преобразувател;

автоматично включване на резервния (АТС) електрически вход;

автоматично повторно затваряне (AR) на станцията след загуба и дълбоки кацаниязахранващо напрежение електрическа мрежа;

автоматична промяна на режима на работа на станцията със спиране и пускане на блоковете в работа в дадено време;

автоматично включване на допълнително нерегулиран блок, ако регулираният блок, достигайки номиналната скорост, не осигури необходимото водоснабдяване;

автоматично редуване на работните единици на определени интервали, за да се осигури равномерно потребление на двигателни ресурси;

оперативно управление на режима на работа на помпената (въздуховъчната) инсталация от централата или от диспечерския пулт.

Ориз. 4. Станция за групово управление на честотно управлявани електрозадвижвания на помпи

Ефективността на честотата контролирано електрическо задвижванев помпени агрегати

Използването на честотно управлявано задвижване ви позволява значително да спестите енергия, тъй като прави възможно използването на големи помпени агрегати в режим на нисък поток. Благодарение на това е възможно чрез увеличаване на единичния капацитет на блоковете да се намали общият им брой и следователно да се намалят общите размери на сградите, да се опрости хидравлична схемастанция, намалете броя на тръбните фитинги.

По този начин използването на контролирано електрическо задвижване в помпени агрегати позволява, наред с пестенето на електроенергия и вода, да се намали броят на помпените агрегати, да се опрости хидравличната верига на станцията и да се намали обемът на сградата на сградата на помпената станция. В тази връзка възникват вторични икономически ефекти: намаляват се разходите за отопление, осветление и ремонт на сгради, намалените разходи, в зависимост от предназначението на станциите и други специфични условия, могат да бъдат намалени с 20 - 50%.

AT техническа документацияна честотните преобразуватели е посочено, че използването на регулируемо електрическо задвижване в помпени агрегати позволява спестяване на до 50% от енергията, консумирана за изпомпване на чисти и Отпадъчни води, а срокът на изплащане е от три до девет месеца.

В същото време изчисленията и анализът на ефективността на регулируемото електрическо задвижване в съществуващите помпени агрегати показват, че в малки помпени агрегати с агрегати до 75 kW, особено когато работят с голям статичен компонент на главата, е неподходящо да се използва регулируема електрически задвижвания. В тези случаи можете да използвате повече прости системирегулиране с помощта на дроселиране, промяна на броя на работещите помпени агрегати.

Приложение на регулируемо електрическо задвижване в системите за автоматизация помпени агрегати, от една страна, намалява консумацията на енергия, от друга страна, изисква допълнителни капиталови разходи, следователно, възможността за използване на регулируемо електрическо задвижване в помпени агрегати се определя чрез сравняване на намалените разходи на два варианта: основен и нов. Отзад нова версиявзема се помпен агрегат, оборудван с регулируемо електрическо задвижване, и се взема основен агрегат, чиито агрегати работят с постоянна скорост.

Според последните статистически данни приблизително 70% от цялата произведена електроенергия в света консумира електрическо задвижване. И този процент нараства всяка година.

С правилно избран метод за управление на електродвигателя е възможно да се получи максимална ефективност, максимален въртящ момент на вала на електрическата машина и в същото време цялостната производителност на механизма ще се увеличи. Ефективно работещите електродвигатели консумират минимум електроенергия и осигуряват максимална ефективност.

За електрически двигатели, захранвани от честотен преобразувател, ефективността до голяма степен ще зависи от избрания метод за управление на електрическата машина. Само чрез разбиране на предимствата на всеки метод инженерите и дизайнерите могат да получат най-доброто представяне от всеки метод за управление.
съдържание:

Методи за контрол

Много хора, работещи в областта на автоматизацията, но не ангажирани тясно с разработването и внедряването на системи за електрическо задвижване, смятат, че управлението на електрически двигател се състои от поредица от команди, въведени с помощта на интерфейс от контролен панел или компютър. Да, по отношение на цялостната йерархия на управление автоматизирана систематова е правилно, но все още има начини за управление на самия електродвигател. Именно тези методи ще окажат максимално въздействие върху производителността на цялата система.

За асинхронни двигатели, свързани към честотен преобразувател, има четири основни метода за управление:

• U / f - волт на херц;
• U/f с енкодер;
• Векторно управление с отворен контур;
• Векторно управление със затворен контур;

И четирите метода използват PWM модулация на импулсната ширина, която променя ширината на фиксиран сигнал чрез промяна на ширината на импулса, за да създаде аналогов сигнал.

Ширинно-импулсната модулация се прилага към честотния преобразувател чрез използване на фиксирано напрежение на шината постоянен ток. чрез бързо отваряне и затваряне (по-точно превключване) генерират изходни импулси. Чрез промяна на ширината на тези импулси на изхода се получава "синусоидална вълна" с желаната честота. Дори ако формата на изходното напрежение на транзисторите е импулсна, токът все още се получава под формата на синусоида, тъй като електродвигателят има индуктивност, която влияе върху формата на тока. Всички методи за управление се основават на PWM модулация. Разликата между методите за управление е само в метода за изчисляване на приложеното напрежение към двигателя.

В този случай носещата честота (показана в червено) представлява максималната честота на превключване на транзисторите. Носещата честота за инверторите обикновено е в диапазона от 2 kHz - 15 kHz. Референтната честота (показана в синьо) е референтният сигнал на изходната честота. За инвертори, приложими в конвенционални системиелектрически задвижвания, като правило, лежи в диапазона от 0 Hz - 60 Hz. Когато сигналите от две честоти се наслагват един върху друг, ще бъде издаден сигнал за отваряне на транзистора (обозначен в черно), който захранва електродвигателя.

V/F метод за управление

Volt-per-hertz управлението, най-често наричано V/F, е може би най-лесният начин за регулиране. Често се използва в прости електрически задвижващи системи поради своята простота и минималния брой параметри, необходими за работа. Този метод на управление не изисква задължителна инсталация на енкодер и задължителни настройки за честотно контролирано електрическо задвижване (но се препоръчва). Това води до по-ниски разходи за спомагателно оборудване(сензори, проводници за обратна връзка, релета и т.н.). U / F управлението доста често се използва във високочестотно оборудване, например често се използва в машини с ЦПУ за задвижване на въртене на шпиндела.

Моделът с постоянен въртящ момент има постоянен въртящ момент в целия диапазон на скоростта при същото съотношение U/F. Моделът с променливо съотношение на въртящия момент има по-ниско захранващо напрежение при ниски скорости. Това е необходимо, за да се предотврати насищането на електрическата машина.

V/F е единственият начин за контрол на скоростта на асинхронен двигател, който позволява управлението на множество задвижвания от един честотен преобразувател. Съответно всички машини стартират и спират по едно и също време и работят на една и съща честота.

Но този методуправлението има няколко ограничения. Например, когато използвате метода за управление V/F без енкодер, няма абсолютно никаква сигурност, че валът на индукционната машина се върти. Освен това, пусковият момент на електрическата машина при честота от 3 Hz е ограничен до 150%. Да, ограниченият въртящ момент е повече от достатъчен за повечето съществуващи съоръжения. Например, почти всички вентилатори и помпи използват V/F метод за управление.

Този метод е сравнително прост поради по-свободната му спецификация. Контролът на скоростта обикновено е в диапазона от 2% - 3% от максималната изходна честота. Скоростната характеристика се изчислява за честоти над 3 Hz. Скоростта на реакция на честотния преобразувател се определя от скоростта на реакцията му на промяна в референтната честота. Колкото по-висока е скоростта на реакция, толкова по-бърза е реакцията на задвижването при промяна в референтната скорост.

Диапазонът на контрол на скоростта при използване на V/F метода е 1:40. Умножаване на това съотношение по максимума работна честотаелектрическо задвижване, получаваме стойността на минималната честота, при която електрическата машина може да работи. Например, ако максимална стойностчестотата е 60 Hz и обхватът е 1:40, тогава минималната честота е 1,5 Hz.

U/F моделът определя съотношението на честотата и напрежението по време на работа на задвижването с променлива честота. Според него кривата за настройка на скоростта на въртене (честотата на електродвигателя) ще определя освен стойността на честотата и стойността на напрежението, подавано към клемите на електрическата машина.

Операторите и техниците могат да изберат желания модел на V/F регулиране с един параметър в модерен честотен преобразувател. Предварително зададените шаблони вече са оптимизирани за конкретни приложения. Има и възможност за създаване на свои собствени шаблони, които ще бъдат оптимизирани за конкретна система от задвижване с променлива честота или електродвигател.

Устройства като вентилатори или помпи имат въртящ момент на натоварване, който зависи от тяхната скорост на въртене. Променливият въртящ момент (фигурата по-горе) на V/F модела предотвратява грешки при настройката и подобрява ефективността. Този модел на регулиране намалява токове на намагнитване при ниски честоти чрез намаляване на напрежението на електрическата машина.

Машините с постоянен въртящ момент като конвейери, екструдери и друго оборудване използват метода за контрол на постоянния въртящ момент. При постоянно натоварване е необходим пълен ток на намагнитване при всички скорости. Съответно характеристиката има директен наклон в целия диапазон на скоростта.

U/F метод за управление с енкодер

Ако е необходимо да се подобри точността на контрола на скоростта, към системата за управление се добавя енкодер. Въведение обратна връзкапо отношение на скоростта използването на енкодер ви позволява да увеличите точността на регулиране до 0,03%. Изходното напрежение все още ще се определя от зададения V/F модел.

Този метод на управление не е широко използван, тъй като предимствата, които той представя в сравнение със стандартните V/F функции, са минимални. Началният въртящ момент, скоростта на реакция и обхватът на контрол на скоростта са идентични със стандартните V/F. Освен това с увеличаване на работните честоти могат да възникнат проблеми с работата на енкодера, тъй като той има ограничен брой обороти.

Векторно управление с отворен цикъл

Векторно управление с отворен контур (VU) се използва за по-широко и по-динамично управление на скоростта на електрическа машина. При стартиране от честотен преобразувател двигателите могат да развият пусков въртящ момент от 200% от номиналния въртящ момент при честота само 0,3 Hz. Това значително разширява списъка с механизми, където може да се използва асинхронно електрическо задвижване с векторно управление. Този метод също ви позволява да контролирате въртящия момент на машината във всичките четири квадранта.

Въртящият момент е ограничен от двигателя. Това е необходимо, за да се предотврати повреда на оборудване, машини или продукти. Стойността на моментите е разделена на четири различни квадранта, в зависимост от посоката на въртене на електрическата машина (напред или назад) и в зависимост от това дали електродвигателят прилага . Ограниченията могат да се задават за всеки квадрант поотделно или потребителят може да зададе общия въртящ момент в честотния преобразувател.

Режимът на двигателя на асинхронната машина ще бъде осигурен, че магнитното поле на ротора изостава магнитно полестатор. Ако магнитното поле на ротора започне да изпреварва магнитното поле на статора, тогава машината ще влезе в режим на регенеративно спиране с връщане на енергия, с други думи, асинхронният двигател ще премине в режим на генератор.

Например, машина за затваряне на бутилки може да използва ограничение на въртящия момент в квадрант 1 (напред с положителен въртящ момент), за да предотврати прекомерно затягане на капачката на бутилката. Механизмът произвежда движение напред и използва положителен моментза да завиете капачката на бутилката. От друга страна, устройство като асансьор с противотежест, по-тежко от празен автомобил, ще използва квадрант 2 (обратно въртене и положителен въртящ момент). Ако колата се издигне до последния етаж, тогава въртящият момент ще бъде противоположен на скоростта. Това е необходимо, за да се ограничи скоростта на повдигане и да се предотврати свободно падане на противотежестта, тъй като е по-тежка от кабината.

Обратната връзка по тока в тези инвертори ви позволява да зададете граници на въртящия момент и тока на двигателя, тъй като с увеличаване на тока се увеличава и въртящият момент. Изходното напрежение на инвертора може да се увеличи, ако механизмът изисква повече въртящ момент, или да намалее, ако се достигне границата. Това прави векторния принцип на управление на асинхронна машина по-гъвкав и динамичен от U/F принципа.

Също така честотните преобразуватели с векторно управление с отворен контур имат по-бърза скоростна характеристика от 10 Hz, което прави възможно използването им в механизми с ударни натоварвания. Например трошачки рокнатоварването постоянно се променя и зависи от обема и размерите на обработваната скала.

За разлика от модела за управление на V/F, векторното управление използва векторен алгоритъм за определяне на максималното ефективно работно напрежение на двигателя.

Векторното управление VU решава този проблем поради наличието на обратна връзка по тока на двигателя. По правило обратната връзка по тока се генерира от вътрешните токови трансформатори на самия честотен преобразувател. Въз основа на получената стойност на тока честотният преобразувател изчислява въртящия момент и потока на електрическата машина. Основният вектор на тока на двигателя е математически разделен на вектор на намагнитване на тока (I d) и вектор на въртящия момент (I q).

Използвайки данните и параметрите на електрическата машина, инверторът изчислява векторите на тока на намагнитване (I d) и въртящия момент (I q). За да постигне максимална производителност, честотният преобразувател трябва да държи I d и I q разделени с 90 0 . Това е важно, тъй като sin 90 0 = 1 и стойността 1 представлява максималната стойност на въртящия момент.

Като цяло, векторното управление на асинхронен двигател осигурява по-строг контрол. Регулирането на скоростта е приблизително ±0,2% от максималната честота, а обхватът на управление достига 1:200, което ви позволява да поддържате въртящия момент при ниски скорости.

Векторно управление с обратна връзка

Векторното управление със затворена верига използва същия алгоритъм за управление като VU без обратна връзка. Основната разлика е наличието на енкодер, който позволява на задвижването с променлива честота да развие 200% начален въртящ момент при 0 об/мин. Този елемент е просто необходим за създаване на начален момент при стартиране на асансьори, кранове и други повдигащи машиниза предотвратяване на подхлъзване на товара.

Наличието на сензор за обратна връзка на скоростта ви позволява да увеличите времето за реакция на системата с повече от 50 Hz, както и да разширите обхвата на контрол на скоростта до 1:1500. Също така, наличието на обратна връзка ви позволява да контролирате не скоростта на електрическата машина, а момента. В някои механизми от голямо значение е стойността на момента. Например машина за навиване, блокиращи механизми и други. В такива устройства е необходимо да се регулира моментът на машината.

Управлението на честотното задвижване позволява използването на специален преобразувател за гъвкава промяна на режимите на работа на електродвигателя: стартиране, спиране, ускоряване, спиране, промяна на скоростта на въртене.

Промяната на честотата на захранващото напрежение води до промяна в ъгловата скорост на магнитното поле на статора. Когато честотата намалява, двигателят намалява и приплъзването се увеличава.

Принципът на работа на честотния преобразувател на задвижването

Основният недостатък на асинхронните двигатели е трудното управление на скоростта. традиционни начини: чрез промяна на захранващото напрежение и въвеждане на допълнителни съпротивления във веригата на намотката. По-съвършено е честотното задвижване на електродвигателя. Доскоро преобразувателите бяха скъпи, но появата на IGBT транзистори и микропроцесорни системи за управление направи възможно чуждестранни производителисъздаване на достъпни устройства. Най-съвършените сега са статични

Ъгловата скорост на магнитното поле на статора ω 0 варира пропорционално на честотата ƒ 1 в съответствие с формулата:

ω 0 \u003d 2π × ƒ 1 /p,

където p е броят на двойките полюси.

Методът осигурява плавен контрол на скоростта. В този случай скоростта на плъзгане на двигателя не се увеличава.

За да се получи висока енергийна ефективност на двигателя - ефективност, коефициент на мощност и капацитет на претоварване, заедно с честотата, захранващото напрежение се променя според определени зависимости:

• постоянен товарен момент - U 1 / ƒ 1 = const;
• вентилаторен характер на товарния момент - U 1 / ƒ 1 2 = const;
• въртящ момент на натоварване, обратно пропорционален на скоростта - U 1 /√ ƒ 1 = const.

Тези функции се реализират с помощта на преобразувател, който едновременно променя честотата и напрежението на статора на двигателя. Електричеството се спестява благодарение на регулиране с помощта на необходимия технологичен параметър: налягане на помпата, производителност на вентилатора, скорост на подаване на машината и др. В същото време параметрите се променят плавно.

Методи за управление на честотата на асинхронни и синхронни електродвигатели

В честотно управлявано задвижване, базирано на асинхронни двигатели с ротор с катерична клетка, се използват два метода за управление - скаларен и векторен. В първия случай амплитудата и честотата на захранващото напрежение се променят едновременно.

Това е необходимо за поддържане на производителността на двигателя, най-често постоянно съотношение на максималния му въртящ момент към момента на съпротивление на вала. В резултат на това ефективността и факторът на мощността остават непроменени в целия диапазон на въртене.

Векторното управление се състои в едновременното изменение на амплитудата и фазата на тока върху статора.

Честотното задвижване от този тип работи само при малки натоварвания, с увеличение на които над допустимите стойности може да се наруши синхронът.

Предимства на честотното устройство

Регулирането на честотата има цял набор от предимства пред другите методи.

1. Автоматизация на двигателя и производствените процеси.
2. Мек старт елиминиране типични грешкивъзниква по време на ускорение на двигателя. Подобряване на надеждността на честотното устройство и оборудването чрез намаляване на претоварванията.
3. Подобряване на икономичността на работа и производителността на задвижването като цяло.
4. Създаване на постоянна честота на въртене на електродвигателя, независимо от естеството на натоварването, което е важно при преходни процеси. Използването на обратна връзка прави възможно поддържането на постоянна скорост на двигателя при различни смущаващи влияния, по-специално при променливи натоварвания.
5. Преобразувателите се интегрират лесно в съществуващите технически системибез съществено изменение и спиране на технологичните процеси. Обхватът на мощностите е голям, но с увеличаването им цените се увеличават значително.
6. Възможност за изоставяне на вариатори, скоростни кутии, дросели и друго оборудване за управление или разширяване на обхвата на тяхното приложение. Това води до значителни икономии на енергия.
7. Премахване на вредното въздействие на преходните процеси върху технологично оборудване, като воден чук или високо кръвно наляганетечности в тръбопроводи с намаляване на консумацията му през нощта.

недостатъци

Както всички инвертори, chastotniki са източници на смущения. Те се нуждаят от филтри.

Стойностите на марката са високи. Тя се увеличава значително с увеличаване на мощността на устройствата.

Честотен контрол за транспортиране на течности

В съоръжения, където се изпомпват вода и други течности, контролът на потока се извършва най-вече с помощта на вентили и вентили. Понастоящем обещаваща посокае използването на честотно задвижване на помпа или вентилатор, който задвижва техните лопатки.

Използването на честотен преобразувател като алтернатива на дроселната клапа дава ефект на пестене на енергия до 75%. Клапанът, задържащ потока на течността, не извършва полезна работа. В същото време се увеличават загубите на енергия и материя за нейното транспортиране.

Честотното задвижване позволява да се поддържа постоянно налягане при консуматора при промяна на потока на флуида. От сензора за налягане към задвижването се изпраща сигнал, който променя скоростта на двигателя и по този начин регулира скоростта му, поддържайки даден дебит.

Помпените агрегати се управляват чрез промяна на тяхната производителност. Консумацията на мощност на помпата е в кубичната зависимост от производителността или скоростта на въртене на колелото. Ако скоростта се намали 2 пъти, производителността на помпата ще спадне с 8 пъти. Наличието на дневен график за консумация на вода ви позволява да определите спестяванията на енергия за този период, ако управлявате честотното устройство. Благодарение на него е възможно да се автоматизира помпената станция и по този начин да се оптимизира налягането на водата в мрежите.

Експлоатация на вентилационни и климатични системи

Максималният въздушен поток във вентилационните системи не винаги е необходим. Работните условия може да изискват намаляване на производителността. Традиционно за това се използва дроселиране, когато скоростта на колелото остава постоянна. По-удобно е да променяте скоростта на въздушния поток поради задвижването с променлива честота, когато е сезонно и климатични условия, отделяне на топлина, влага, пари и вредни газове.

Спестяванията на енергия във вентилационните и климатичните системи се постигат не по-ниски, отколкото в помпените станции, тъй като консумацията на енергия при въртене на вала е в кубичната зависимост от оборотите.

Устройство за преобразуване на честота

Модерно честотно задвижване е проектирано по схемата на двоен преобразувател. Състои се от токоизправител и импулсен инвертор със система за управление.

След изправяне на мрежовото напрежение сигналът се изглажда от филтър и се подава към инвертор с шест транзисторни превключвателя, където всеки от тях е свързан към статорните намотки на асинхронен електродвигател. Устройството преобразува ректифицирания сигнал в трифазен сигнал с желаната честота и амплитуда. Силовите IGBT в изходните стъпала имат висока честота на превключване и осигуряват чиста квадратна вълна без изкривявания. Поради филтриращите свойства на намотките на двигателя, формата на кривата на тока на техния изход остава синусоидална.

Методи за контрол на амплитудата на сигнала

Изходното напрежение се регулира по два метода:

1. Амплитуда - промяна в големината на напрежението.
2. Широтинно-импулсната модулация е метод за преобразуване на импулсен сигнал, при който продължителността му се променя, но честотата остава непроменена. Тук мощността зависи от ширината на импулса.

Вторият метод се използва най-често във връзка с развитието на микропроцесорната техника. Съвременните инвертори са направени на базата на затворени GTO-тиристори или IGBT-транзистори.

Възможности и приложение на преобразувателите

Честотното устройство има много възможности.

1. Регулиране на честотата на трифазното захранващо напрежение от нула до 400 Hz.
2. Ускорение или забавяне на електродвигателя от 0,01 сек. до 50 мин. според даден закон за времето (обикновено линеен). По време на ускорение е възможно не само намаляване, но и увеличение до 150% на динамичния и стартовия въртящ момент.
3. Обръщане на двигателя с дадените режими на спиране и ускорение до желаната скорост в другата посока.
4. Преобразувателите използват конфигурируема електронна защита срещу къси съединения, претоварвания, земни утечки и прекъсвания в електропроводите на двигателя.
5. Цифровите дисплеи на преобразувателите показват данни за техните параметри: честота, захранващо напрежение, скорост, ток и др.
6. В преобразувателите волт-честотните характеристики се регулират в зависимост от това какви натоварвания са необходими на двигателите. Функциите на системите за управление, базирани на тях, се осигуряват от вградени контролери.
7. За ниски честоти е важно да използвате векторно управление, което ви позволява да работите с пълния въртящ момент на двигателя, да поддържате постоянна скорост при промяна на натоварването и да контролирате въртящия момент на вала. Задвижването с променлива честота работи добре при правилно въвеждане на паспортните данни на двигателя и след успешното му тестване. Известни са продукти на фирмите HYUNDAI, Sanyu и др.

Областите на приложение на преобразувателите са както следва:

• помпи в системи за топла и студена вода и топлоснабдяване;
• Помпи за утайки, пясък и суспензия на обогатителните инсталации;
• транспортни системи: конвейери, ролкови маси и други средства;
• миксери, мелници, трошачки, екструдери, дозатори, хранилки;
• центрофуги;
• асансьори;
• металургично оборудване;
• сондажно оборудване;
• електрически задвижвания на металорежещи машини;
• багерна и кранова техника, манипулаторни механизми.

Производители на честотни преобразуватели, прегледи

Домашният производител вече е започнал да произвежда продукти, подходящи за потребителите по отношение на качество и цена. Предимството е възможността за бързо получаване на правилното устройство, както и подробни съвети за настройката му.

Компания " Ефективни системи„Произвежда серийни продукти и пилотни партиди оборудване. Продуктите се използват за домашна употреба, в малкия бизнес и в индустрията. Производителят Vesper произвежда седем серии преобразуватели, сред които има многофункционални, подходящи за повечето индустриални механизми.

Лидерът в производството на chastotnikov е датската компания Danfoss. Продуктите му се използват във вентилационни, климатични, водоснабдителни и отоплителни системи. финландска компания Vacon, който е част от датския, произвежда модулни структури, от които можете да композирате необходими устройствабез излишни части, което спестява компоненти. Известни са и преобразувателите на международния концерн ABB, използвани в индустрията и в ежедневието.

Съдейки по прегледите, евтините домашни преобразуватели могат да се използват за решаване на прости типични проблеми, а за сложни се нуждаете от марка с много повече настройки.

Заключение

Честотното задвижване управлява електродвигателя, като променя честотата и амплитудата на захранващото напрежение, като същевременно го предпазва от неизправности: претоварвания, къси съединения, прекъсвания в захранващата мрежа. Те изпълняват три основни функции, свързани с ускорение, спиране и скорост на двигателя. Това ви позволява да увеличите ефективността на оборудването в много области на технологиите.

VFD

Задвижване с променлива честота (VFD)- система за управление на скоростта на въртене на асинхронен (синхронен) електродвигател. Състои се от действителния електродвигател и честотен преобразувател.

Честотен преобразувател (честотен преобразувател) е устройство, състоящо се от токоизправител (DC мост), който преобразува променлив токиндустриална честота към директна и инвертор (преобразувател) (понякога с ШИМ), който преобразува постоянния ток в променлив ток с необходимата честота и амплитуда. Изходни тиристори (GTO) или дросел, а за намаляване на електромагнитните смущения - ЕМС филтър.

Приложение

VFD се използват в конвейерни системи, машини за рязане, управление на задвижването на бъркалки, помпи, вентилатори, компресори и др. CHRP намери място в битови климатици. VFD става все по-популярен в градския електротранспорт, особено в тролейбусите. Приложението позволява:

• подобряване на точността на контрола
• намаляване на консумацията на енергия в случай на променливо натоварване.

Използването на честотни преобразуватели в помпените станции

Класическият метод за контрол на доставката на помпени агрегати включва дроселиране на напорните линии и регулиране на броя на работещите агрегати според някакъв технически параметър (например налягане в тръбопровода). В този случай помпените агрегати се избират въз основа на определени конструктивни характеристики (като правило в голяма страна) и постоянно работят в даден режим с постоянна скорост, без да се вземат предвид колебанията в дебита и наляганията, причинени от променлива консумация на вода. Тези. с прости думи, дори когато не се изискват значителни усилия, помпите продължават да работят с даден работен темп, като същевременно консумират значително количество електроенергия. Така например това се случва през нощта, когато консумацията на вода рязко пада.

Раждането на регулируемо електрическо задвижване направи възможно да се премине от обратното в технологията на захранващата система: сега не помпената единица диктува условията, а характеристиките на самите тръбопроводи. Честотно управлявано електрическо задвижване с асинхронен електродвигател за обща промишлена употреба получи широко приложение в световната практика. Честотното регулиране на скоростта на въртене на вала на асинхронен двигател се извършва с помощта електронно устройство, който обикновено се нарича честотен преобразувател. Горният ефект се постига чрез промяна на честотата и амплитудата на трифазното напрежение, подавано към електродвигателя. По този начин, чрез промяна на параметрите на захранващото напрежение (регулиране на честотата), е възможно да се направи скоростта на въртене на двигателя както по-ниска, така и по-висока от номиналната.

Методът за преобразуване на честотата се основава на следващия принцип. По правило честотата на индустриалната мрежа е 50 Hz. Например, вземете помпа с двуполюсен електродвигател. При такава честота на мрежата скоростта на въртене на двигателя е 3000 (50 Hz x 60 sec) rpm и дава на помпения агрегат номинален напор и мощност (защото това са неговите номинални параметри, според паспорта). Ако с помощта на честотен преобразувател се намали честотата на подаваното към него променливо напрежение, тогава скоростта на въртене на двигателя ще намалее съответно и следователно налягането и производителността на помпения агрегат ще се променят. Информацията за налягането в мрежата влиза в модула на честотния преобразувател с помощта на специален сензор за налягане, инсталиран в тръбопровода, въз основа на тези данни преобразувателят съответно променя честотата, подадена на двигателя.

Модерният честотен преобразувател има компактен дизайн, прахо- и влагоустойчив корпус, удобен за потребителя интерфейс, което позволява да се използва в най-трудните условия и проблемни среди. Диапазонът на мощността е много широк и варира от 0,4 до 500 kW или повече със стандартно захранване от 220/380 V и 50-60 Hz. Практиката показва, че използването на честотни преобразуватели на помпени станциипозволява:

Спестете енергия, като настроите работата на електрическото задвижване в зависимост от действителната консумация на вода (спестяващ ефект от 20-50%);

Намалете консумацията на вода чрез намаляване на течовете при превишаване на налягането в линията, когато консумацията на вода е действително малка (средно с 5%);

Намалете разходите за превантивни и основен ремонтконструкции и оборудване (цялата водоснабдителна инфраструктура), в резултат на потушаване на аварийни ситуации, причинени, по-специално, от гидравлен удар, което често се случва при използване на нерегулирано електрическо задвижване (доказано е, че експлоатационният живот на оборудването се увеличава най-малко 1,5 пъти);

Постигане на известна икономия на топлина в системите за топла вода чрез намаляване на загубата на топлоносна вода;

Увеличете налягането над нормалното, ако е необходимо;

Изцяло автоматизирайте водоснабдителната система, като по този начин намалите фонда заплатиподдържащ и дежурен персонал, както и да се изключи влиянието на "човешкия фактор" върху работата на системата, което също е важно. Според оценки на вече изпълнени проекти, срокът на изплащане на проекта за въвеждане на честотни преобразуватели е 1-2 години.

Загуба на енергия по време на спиране на двигателя

В много инсталации на регулируемото електрическо задвижване се възлагат не само плавното управление на въртящия момент и скоростта на въртене на електродвигателя, но и задачите за забавяне и спиране на елементите на инсталацията. Класическото решение на този проблем е задвижващата система с асинхронен двигател с честотен преобразувател, оборудван със спирачен ключ със спирачен резистор.

В същото време, в режим на забавяне / спиране, електрическият двигател работи като генератор, преобразувайки механична енергияв електрически, който в крайна сметка се разсейва от спирачния резистор. Типични инсталации, в които циклите на ускорение се редуват с циклите на забавяне, са подемници, асансьори, центрофуги, навиващи устройства и др.

В момента обаче вече има честотни преобразуватели с вграден рекуператор, които ви позволяват да върнете енергията, получена от двигателя, работещ в режим на спиране, обратно в мрежата. Интересно е също, че за определен диапазон на мощността цената на инсталиране на честотен преобразувател със спирачни резистори често е съпоставима с цената на инсталиране на честотен преобразувател с вграден топлообменник, дори без да се отчита спестената електроенергия.

В този случай инсталацията започва да "прави пари" почти веднага след въвеждане в експлоатация.

Производители

• Център за изследвания и развитие "Drive Technology", търговска марка "Momentum" (Челябинск)

Вижте също

външни връзки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Задвижване с променлива честота (VFD) Задвижването с променлива честота (VFD) е система за управление на скоростта на въртене на асинхронен (синхронен) електродвигател. Състои се от действителния двигател и честотен преобразувател ... Wikipedia

Задвижване: В механиката Drive (също задвижване) е набор от устройства, предназначени за задвижване на машини. Състои се от двигател, трансмисия и система за управление. Има групово задвижване (за няколко машини) и ... ... Wikipedia

- (съкратено електрическо задвижване) е електромеханична системада привежда в движение изпълнителните механизми на работещи машини и да управлява това движение с цел осъществяване на технологичния процес. Модерно електрическо задвижване ... ... Уикипедия

Задвижване с променлива честота (VFD) Задвижването с променлива честота (VFD) е система за управление на скоростта на въртене на асинхронен (синхронен) електродвигател. Състои се от действителния двигател и честотен преобразувател ... Wikipedia

Този термин има други значения, вижте Честотен преобразувател. Тази статия трябва да бъде уикифицирана. Моля, форматирайте го според правилата за форматиране на статии... Wikipedia

Искате ли да подобрите тази статия?: Поставете interwiki като част от проекта Interwiki. Намерете и пуснете под формата на бележки под линия връзки към авторитетни източници, потвърждаващи написаното ... Wikipedia

Тази статия трябва да бъде уикифицирана. Моля, форматирайте го според правилата за форматиране на статии... Wikipedia

Честотните преобразуватели са предназначени за плавно управление на скоростта на асинхронен двигател чрез създаване на трифазно напрежение с променлива честота на изхода на преобразувателя. В най-простите случаи регулирането на честотата и напрежението се извършва в съответствие с определена V/f характеристика, най-модерните преобразуватели реализират т.нар векторен контрол .
Принципът на работа на честотен преобразувател или, както често се нарича, инвертор: променливото напрежение на индустриалната мрежа се изправя от блок от изправителни диоди и се филтрира от голяма кондензаторна банка, за да се сведе до минимум пулсациите на полученото напрежение. Това напрежение се прилага към мостова верига, която включва шест IGBT или MOSFET управлявани транзистора с диоди, свързани антипаралелно, за да предпазят транзисторите от пробив на напрежението с обратна полярност, което възниква при работа с намотките на двигателя. Освен това веригата понякога включва верига за "източване" на енергия - транзистор с резистор за разсейване на висока мощност. Тази верига се използва в режим на спиране, за да намали напрежението, генерирано от двигателя, и да предпази кондензаторите от презареждане и повреда.
Блоковата схема на инвертора е показана по-долу.
Честотен преобразувател в комплект с асинхронен електродвигател ви позволява да замените DC електрическо задвижване. Системите за управление на скоростта на двигателя с постоянен ток са доста прости, но слабото място на такова електрическо задвижване е електрическият двигател. Скъпо е и ненадеждно. По време на работа четките искрят и колекторът се износва под въздействието на електроерозия. Такъв електродвигател не може да се използва в прашни и експлозивни среди.
Асинхронните електродвигатели са по-добри от DC двигателите в много отношения: те са прости по дизайн и надеждни, тъй като нямат движещи се контакти. В сравнение с DC двигателите, те имат по-малки размери, тегло и цена при същата мощност. Асинхронните двигатели са лесни за производство и работа.
Основният недостатък на асинхронните електродвигатели е трудността да се регулира скоростта им чрез традиционни методи (чрез промяна на захранващото напрежение, въвеждане на допълнителни съпротивления във веригата на намотките).
Управлението на асинхронен електродвигател в честотен режим доскоро беше голям проблем, въпреки че теорията за честотното регулиране беше разработена още през тридесетте години. Развитието на честотно управляваното електрическо задвижване беше задържано висока ценачестотни преобразуватели. Появата на силови вериги с IGBT транзистори, разработването на високопроизводителни микропроцесорни системи за управление позволи на различни компании в Европа, САЩ и Япония да създадат модерни честотни преобразуватели на достъпна цена.
Скоростта на въртене на задвижващите механизми може да се контролира с помощта на различни устройства: механични вариатори, хидравлични съединители, резистори, допълнително въведени в статора или ротора, електромеханични честотни преобразуватели, статични честотни преобразуватели.
Използването на първите четири устройства не осигурява Високо качествоконтрол на скоростта, неикономичен, изисква високи разходи по време на монтаж и експлоатация. Статичните честотни преобразуватели са най-модерните устройства за управление на асинхронното задвижване в момента.
Принципът на честотния метод за управление на скоростта на асинхронен двигател е, че чрез промяна на честотата f1 на захранващото напрежение е възможно, в съответствие с израза

постоянен брой двойки полюси p за промяна на ъгловата скорост на магнитното поле на статора.
Този метод осигурява плавно управление на скоростта в широк диапазон, а механичните характеристики са висока твърдост.
В този случай контролът на скоростта не е придружен от увеличаване на приплъзването на асинхронния двигател, така че загубата на мощност по време на регулиране е малка.
За получаване на висока енергийна ефективност на асинхронен двигател - коефициенти на мощност, полезно действие, капацитет на претоварване - необходимо е да промените входното напрежение едновременно с честотата.
Законът за промяна на напрежението зависи от естеството на натоварващия момент Ms. При постоянен въртящ момент на натоварване Mс=const, напрежението на статора трябва да се регулира пропорционално на честотата:

За характера на вентилатора на момента на натоварване това състояние има формата:

Когато въртящият момент на натоварване е обратно пропорционален на скоростта:

По този начин, за плавно безстепенно регулиране на скоростта на вала на асинхронен електродвигател, честотният преобразувател трябва да осигурява едновременно регулиране на честотата и напрежението върху намотката на статора на асинхронния двигател.
Предимства от използването на задвижване с променлива скорост технологични процеси
Използването на регулируемо електрическо задвижване осигурява икономия на енергия и позволява получаване на нови качества на системи и обекти. Чрез регулиране на всеки технологичен параметър се постигат значителни икономии на енергия. Ако е конвейер или конвейер, тогава можете да регулирате скоростта на неговото движение. Ако е помпа или вентилатор, можете да поддържате налягане или да регулирате производителността. Ако това е машина, тогава можете плавно да регулирате скоростта на подаване или основното движение.
Специален икономически ефект от използването на честотни преобразуватели е използването на честотно регулиране в съоръжения, които осигуряват транспортиране на течности. Досега най-разпространеният начин за контрол на производителността на такива обекти е използването на вентили или управляващи клапани, но днес става достъпно честотно управление на асинхронен двигател, който задвижва, например, работното колело на помпен агрегат или вентилатор . При използване на честотни регулатори е предвидено плавно регулиранескоростта на въртене позволява в повечето случаи да се откаже от използването на скоростни кутии, вариатори, дросели и друго оборудване за управление.
Когато е свързан чрез честотен преобразувател, двигателят стартира плавно, без пускови токове и удари, което намалява натоварването на двигателя и механизмите, като по този начин увеличава експлоатационния им живот.
Перспективата за регулиране на честотата е ясно видима от фигурата


По този начин, при дроселиране, потокът от вещество, задържан от клапан или клапан, не го прави полезна работа. Използването на регулируема помпа или електрическо задвижване на вентилатора ви позволява да настроите необходимо наляганеили консумация, което не само ще спести електроенергия, но и ще намали загубата на транспортираното вещество.
Структурата на честотния преобразувател
Повечето съвременни честотни преобразуватели са изградени по схемата за двойно преобразуване. Те се състоят от следните основни части: DC връзка (неконтролиран токоизправител), инвертор на импулсен мощност и система за управление.
DC връзката се състои от неконтролиран токоизправител и филтър. В него променливото мрежово напрежение се преобразува в напрежение на постоянен ток.
Силовият трифазен импулсен инвертор се състои от шест транзисторни превключвателя. Всяка намотка на двигателя е свързана чрез съответния ключ към положителния и отрицателния извод на токоизправителя. Инверторът преобразува изправеното напрежение в трифазно променливо напрежение с желаната честота и амплитуда, което се прилага към намотките на статора на електродвигателя.
В изходните стъпала на инвертора, мощните IGBT транзистори се използват като ключове. В сравнение с тиристорите, те имат повече висока честотапревключване, което ви позволява да генерирате синусоидален изходен сигнал с минимално изкривяване.
Как работи честотният преобразувател
Честотният преобразувател се състои от неконтролиран диоден токоизправител B, независим инвертор, PWM система за управление, автоматично регулиране, индуктор Lv и филтърен кондензатор Cv. Регулиране на изходната честота fout. и напрежението Uout се осъществява в инвертора поради високочестотен контрол на широчината на импулса.
Регулирането на ширината на импулса се характеризира с период на модулация, в рамките на който статорната намотка на електродвигателя се свързва последователно към положителния и отрицателния полюс на токоизправителя.
Продължителността на тези състояния в рамките на PWM периода се модулира по синусоидален закон. При високо (обикновено 2 ... 15 kHz) тактови честоти PWM, в намотките на двигателя, поради техните филтриращи свойства, протичат синусоидални токове.


По този начин формата на кривата на изходното напрежение е високочестотна биполярна последователност от правоъгълни импулси (фиг. 3).
Честотата на импулса се определя от честотата на ШИМ, продължителността (широчината) на импулсите през периода на изходната честота на AIN се модулира по синусоидален закон. Формата на кривата на изходния ток (ток в намотките на асинхронен двигател) е почти синусоидална.
Изходното напрежение на инвертора може да се регулира по два начина: амплитуда (AR) чрез промяна на входното напрежение Ub и широчина на импулса (PWM) чрез промяна на програмата за превключване за клапани V1-V6 при Ub = const.
Вторият метод стана широко разпространен в съвременните честотни преобразуватели поради развитието на съвременна елементна база (микропроцесори, IBGT транзистори). При широчинно-импулсна модулация формата на токовете в статорните намотки на асинхронен двигател е близка до синусоидална поради филтриращите свойства на самите намотки.

Този вид управление позволява да се висока ефективностпреобразувател и еквивалентен на аналоговото управление с помощта на честота и амплитуда на напрежението.
Съвременните инвертори са базирани на напълно контролирани силови полупроводникови устройства - затворени GTO - тиристори, или IGBT биполярни транзистори с изолиран затвор. На фиг. 2.45 показва 3-фазна мостова схема на автономен инвертор, базиран на IGBT транзистори.
Състои се от входен капацитивен филтър Cf и шест IGBT транзистора V1-V6, свързани в антипаралелни диоди с обратен ток D1-D6.
Поради алтернативното превключване на клапаните V1-V6 съгласно алгоритъма, определен от системата за управление, постоянното входно напрежение Uv се преобразува в променливо правоъгълно-импулсно изходно напрежение. Активният компонент на тока на асинхронния електродвигател преминава през управляваните ключове V1-V6, а реактивният компонент на тока преминава през диодите D1-D6.


I – трифазен мостов инвертор;
B - трифазен мостов токоизправител;
Cf - филтърен кондензатор;

Вариант на схемата за свързване на честотния преобразувател на Omron.

ЕМС-съвместимо свързване на честотни преобразуватели

Монтажът и свързването в съответствие с изискванията за ЕМС са описани подробно в съответните ръководства за устройства.

Техническа информация Преобразуватели