Доставчикът на спирачния блок на честотния преобразувател ви напомня, че както токовите, така и напреженовите честотни преобразуватели принадлежат към AC-DC-AC честотни преобразуватели, състоящи се от токоизправител и инвертор.
Поради факта, че товарите обикновено са индуктивни, трябва да има пренос на реактивна мощност между техните източници на захранване. Следователно, в междинната DC връзка е необходимо да се използват компоненти за буфериране на реактивната мощност.
Ако за буфериране на реактивна мощност се използва голям кондензатор, той представлява честотен преобразувател от тип източник на напрежение; ако за буфериране на реактивна мощност се използва голям реактор, той представлява честотен преобразувател от тип източник на ток.
Разликата между честотните преобразуватели от напреженов тип и честотните преобразуватели от токов тип се състои само във вида на междинния филтър на DC връзката. Това обаче води до значителни разлики в производителността между двата типа честотни преобразуватели, както е показано в следния сравнителен списък:
1. Компоненти за съхранение на енергия: честотен преобразувател тип напрежение - кондензатор; токов тип - реактор.
2. Характеристики на изходната форма на вълната: Формата на вълната на напрежението е правоъгълна, формата на вълната на тока е приблизително синусоидална; Честотният преобразувател от токов тип има правоъгълна форма на вълната за тока и приблизителна синусоидална форма на вълната за напрежението.
3. Характеристиките на схемата включват захранване с постоянен ток с диод за обратна връзка, паралелно свързано с кондензатор с голям капацитет (източник на напрежение с нисък импеданс) като тип напрежение; захранване с постоянен ток без обратна връзка, свързано последователно с голяма индуктивност (източник на ток с висок импеданс), което улеснява работата на двигателя в четири квадранта.
4. По отношение на характеристиките, напреженият тип генерира свръхток, когато товарът е късо съединение, а двигателите с отворен контур също могат да работят стабилно; токовият тип може да потисне свръхток, когато товарът е късо съединение, и е необходимо управление с обратна връзка за нестабилна работа на двигателя.
Инверторите с токов източник използват естествено комутирани тиристори като силови превключватели, които имат скъпа индуктивност от страната на постоянен ток и се използват при двойно захранвано регулиране на скоростта. Те изискват комутационни вериги при скорости над синхронните и имат лоша производителност при ниски честоти на хлъзгане.
Структурни характеристики на честотния преобразувател
DC връзката на честотния преобразувател от токов тип е наречена така заради използването на индуктивни компоненти, които имат предимството да работят в четири квадранта и лесно могат да постигнат спирачната функция на двигателя. Недостатъкът е, че изисква принудителна комутация на инверторния мост и структурата на устройството е сложна, което затруднява регулирането. Освен това, поради използването на тиристорно фазово изместващо коригиране от страната на електрическата мрежа, входните токови хармоници са сравнително големи, което ще окаже известно въздействие върху електрическата мрежа при голям капацитет.
2. Честотният преобразувател с напрежение е наречен така заради използването на капацитивни компоненти в DC връзката на честотния преобразувател. Характеризира се с това, че не може да работи в четири квадранта. Когато натовареният двигател трябва да спре, е необходимо да се инсталира отделна спирачна верига. Когато мощността е висока, към изхода е необходимо да се добави синусоидален филтър.
3. Високотоковият честотен преобразувател използва GTO, SCR или IGCT компоненти, свързани последователно, за да постигне директно преобразуване на честотата с високо напрежение, с напрежение на тока до 10KV. Поради използването на индуктивни компоненти в DC връзката, той не е достатъчно чувствителен към тока, което го прави по-малко податлив на повреди от свръхток. Инверторът е надежден в работата и има добри защитни характеристики. Входната страна използва тиристорно фазово контролирано коригиране, а входните токови хармоници са сравнително големи. Когато капацитетът на честотния преобразувател е голям, трябва да се вземе предвид замърсяването на електрическата мрежа и смущенията в комуникационното електронно оборудване. Веригата за изравняване на напрежението и буфериране е технически сложна и скъпа. Поради големия брой компоненти и обем на устройството, настройката и поддръжката са сравнително трудни. Инверторният мост използва принудителна комутация и генерира голямо количество топлина, което изисква решаване на проблема с разсейването на топлината от компонентите. Предимството му е способността му да работи в четири квадранта и да спира. Трябва да се отбележи, че този тип честотен преобразувател изисква инсталирането на самовъзстановяващи се кондензатори за високо напрежение на входа и изхода, поради ниския входен фактор на мощността и високите входни и изходни хармоници.
4. Структурата на схемата на високоволтовия инвертор използва IGBT технология за директно последователно свързване, известна още като високоволтов инвертор с директно последователно свързване на устройства. Той използва високоволтови кондензатори за филтриране и съхранение на енергия в DC връзката, с изходно напрежение до 6KV. Предимството му е, че може да използва устройства с по-ниско напрежение, устойчиви на захранване, и всички IGBT транзистори в рамото на серийния мост имат една и съща функция, което позволява взаимно резервиране или резервиране. Недостатъкът е, че броят на нивата е сравнително малък, само две нива, а изходното напрежение dV/dt също е голямо, което изисква използването на специални двигатели или високоволтови синусоидални филтри, което значително ще увеличи цената. Той няма функция за работа в четири квадранта и е необходимо да се инсталира отделен спирачен блок по време на спиране. Този тип честотен преобразувател също така трябва да реши проблема с изравняването на напрежението на устройството, което обикновено изисква специален дизайн на задвижващите вериги и буферните вериги. Съществуват и изключително строги изисквания за забавянето на IGBT задвижващите вериги. След като времената за включване и изключване на IGBT транзистора са непоследователни или наклоните на нарастващите и низходящите фронтове са твърде различни, това ще повреди захранващите устройства.
Съществуват много видове високоволтови инвертори и методите им за класификация също са разнообразни. Според наличието на DC част в междинната връзка, те могат да бъдат разделени на AC/AC честотни преобразуватели и AC-DC-AC честотни преобразуватели; според свойствата на DC компонента, те могат да бъдат разделени на токови и напрежени честотни преобразуватели.
Честотен преобразувател тип ток
Наречен така заради използването на индуктивни компоненти в DC връзката на честотния преобразувател, той има предимството да може да работи в четири квадранта и лесно да постигне спирачната функция на двигателя. Недостатъкът е, че изисква принудителна комутация на инверторния мост и структурата на устройството е сложна, което затруднява регулирането. Освен това, поради използването на тиристорно фазово изместващо коригиране от страната на електрическата мрежа, входните токови хармоници са сравнително големи, което ще окаже известно въздействие върху електрическата мрежа при голям капацитет.
Честотен преобразувател тип напрежение
Наречен така заради използването на капацитивни компоненти в DC връзката на честотния преобразувател, той е характерен с това, че не може да работи в четири квадранта. Когато е необходимо спиране на двигателя на товара, е необходимо да се инсталира отделна спирачна верига. Когато мощността е висока, към изхода е необходимо да се добави синусоидален филтър.
1. Каква е разликата между типа напрежение и типа ток?
Главната верига на честотен преобразувател може грубо да се раздели на две категории: типът на напрежение е честотен преобразувател, който преобразува постоянния ток на източника на напрежение в променлив ток, а филтрирането на постояннотокова верига е кондензатор; типът на ток е честотен преобразувател, който преобразува постоянния ток на източник на ток в променлив ток, а филтърът на постояннотокова верига е индуктор.
2. Защо напрежението и токът на честотния преобразувател се променят пропорционално?
Въртящият момент на асинхронния двигател се генерира от взаимодействието между магнитния поток на двигателя и тока, протичащ през ротора. При номинална честота, ако напрежението е постоянно и се намалява само честотата, магнитният поток ще бъде твърде голям, магнитната верига ще се насити и в тежки случаи двигателят ще изгори. Следователно, честотата и напрежението трябва да се променят пропорционално, т.е. при промяна на честотата, изходното напрежение на честотния преобразувател трябва да се контролира, за да се поддържа определен магнитен поток на двигателя и да се избегне появата на слаб магнетизъм и магнитно насищане. Този метод на управление се използва често за енергоспестяващи честотни преобразуватели във вентилатори и помпи.