Частотний перетворювач – це спеціалізоване електротехнічне обладнання, яке призначене для регулювання частоти змінної різниці потенціалів електричного струму. Принцип роботи обладнання цього типу заснований на зміні швидкості руху магнітного поля щодо частоти напруги живлення.
Електродвигуни асинхронного типу експлуатуються майже у всіх сферах діяльності людини: у промисловій апаратурі, насосах, метало- та деревообробних установках, вентиляторах тощо, та відрізняються кількома суттєвими недоліками – перманентною швидкістю обертання та великими пусковими струмами. Перетворювач напруги – це обладнання, яке здатне усунути мінуси асинхронних електродвигунів та розширити їх сферу застосування.
Що таке частотний перетворювач?
Перетворювач частоти – це апаратура, що дозволяє змінювати вихідну частоту в досить широкому діапазоні. Електрична схема обладнання включає два основних структурних елементи:
- силовий – функціонує завдяки тиристорам чи транзисторам, які працюють у режимі електроключів;
- керуючий - працює за рахунок цифрових мікропроцесорів.
Основне завдання керуючого елемента полягає в регуляції діяльності силової частини та виконання додаткових функцій: контролю, захисту та діагностики.
Види перетворювачів напруги
Залежно від конструктивних особливостей, принципу дії та типу керування виділяють кілька варіантів частотників. За конструкцією частотні перетворювачі можуть бути:
- Індукційними. Пристрої є двигунами змінного струму в режимі генератора. Експлуатують установки досить рідко у випадках, коли немає можливості використовувати електронні прилади.
- Електронні. Апаратура складається з силової та керуючої частин, та експлуатується в одно- та трифазних приводах. Електронні перетворювачі в залежності від принципу дії можуть бути безпосередньо пов'язані з мережею живлення та мати в конструкції проміжну ланку постійного струму.
Безпосередній електронний частотник – це пристрій, який підключається до мережі живлення. У конструкції обладнання передбачено наявність швидкодіючих тиристорів – перетворювачі включаються за однією з таких схем: бруківка, нульова або зустрічно-паралельна. До переваг безпосередніх перетворювачів частоти належать можливість збільшення потужності при підключенні кількох приладів цього типу та забезпечення стабільної роботи обладнання навіть на низьких швидкостях.
Частотні перетворювачі з проміжним елементом постійного електричного струму припускають подвійне перетворення різниці потенціалів: з напруги - в постійне, з постійного - в змінне із заданою частотою. Серед переваг обладнання: можливість експлуатації в електроприводах будь-якого типу та різні схеми регуляції.
Навіщо потрібен частотний перетворювач?
Використання частотних перетворювачів дає можливість суттєво знизити витрати завдяки зменшенню споживання електроенергії, витрат на ремонтні роботи та технічне обслуговування апаратури, можливості експлуатації більш бюджетних варіантів асинхронних двигунів. Придбання частотника – це вигідне рішення, оскільки обладнання окупається загалом за три роки. Перетворювачі частоти використовуються у таких сферах:
- Крани та вантажопідйомна апаратура. Робота устаткування цього супроводжується постійною зміною навантаження, частими запусками і зупинками. Перетворювачі частоти запобігають ривкам при запуску установок, зменшують рівень нагрівання електродвигуна і забезпечують зупинку кранів у конкретному місці.
- Нагнітальні вентилятори. Регуляція функціонування обладнання дає змогу провести автоматизацію процесу горіння із забезпеченням максимальної ефективності роботи котельних агрегатів.
Транспортерна та конвеєрна техніка. Регулятор частоти збільшує термін експлуатації механічних вузлів завдяки регулюванню швидкості переміщення обладнання без сильних ривків та ударів. - Насосні установки. Підвищення ефективності роботи системи водоподачі при впровадженні частотного перетворювача полягає у відсутності необхідності використання засувок та вентилів для регуляції тиску.
- Устаткування з електродвигунами. Частотник може замінити коробку передач, забезпечуючи плавну зміну частоти обертання робочої деталі установок. Найчастіше частотні перетворювачі використовуються для регуляції роботи високоточних промислових верстатів.
Основним призначенням частотного перетворювача вважається оптимізація виробництва та збільшення терміну експлуатації підключеного до нього обладнання. Також знижується ймовірність аварій та аномальної роботи електродвигунів.