Mitkä ovat taajuusmuuttajien luokitukset?

Energian takaisinkytkentäyksiköiden toimittajat muistuttavat, että teollisen aikakauden kehittyessä muuttuvan taajuuden nopeudensäätötekniikasta on tullut tärkeä kehityssuunta nykyaikaisessa voimansiirtotekniikassa. Muuttuvan taajuuden nopeudensäätöjärjestelmän ytimenä taajuusmuuttajan suorituskyky on yhä enemmän tulossa nopeudensäätösuorituskyvyn määrääväksi tekijäksi. Taajuusmuuttajan valmistusprosessin "luontaisten" olosuhteiden lisäksi myös taajuusmuuttajassa käytetty ohjausmenetelmä on erittäin tärkeä.

Taajuusmuuttajien luokittelu

1. Luokiteltu tasavirtalähteen luonteen mukaan:

a. Virtatyyppinen taajuusmuuttaja Virtatyyppisen taajuusmuuttajan ominaispiirre on, että keskellä olevassa tasavirtalinkissä käytetään suurta induktoria energian varastointilinkkinä loistehon puskuroimiseksi eli virran muutosten estämiseksi ja jännitteen pitämiseksi lähellä siniaaltoa. Tämän tasavirtalinkin suuren sisäisen resistanssin vuoksi sitä kutsutaan virtalähdetyyppiseksi taajuusmuuntimeksi (virtatyyppi). Virtatyyppisen taajuusmuuttajan ominaisuus (etu) on, että se pystyy vaimentamaan kuormitusvirran toistuvia ja nopeita muutoksia. Sitä käytetään usein tilanteissa, joissa kuormitusvirta muuttuu merkittävästi;

b. Jännitetaajuusmuuttaja Jännitetaajuusmuuttajan ominaispiirre on, että keskimmäisen tasavirtalinkin energian varastointielementti käyttää suurta kondensaattoria, joka puskuroi kuorman loistehon. Tasajännite on suhteellisen vakaa ja tasavirtalähteen sisäinen resistanssi on pieni, mikä vastaa jännitelähdettä. Siksi sitä kutsutaan jännitetaajuusmuuttajaksi, ja sitä käytetään usein tilanteissa, joissa kuorman jännite vaihtelee suuresti.

2. Luokiteltu pääpiirin toimintatavan mukaan:

a. Jännitetaajuusmuuttaja. Jännitetaajuusmuuttajassa tasasuuntaajapiiri tai hakkuripiiri tuottaa invertteripiirin tarvitseman tasajännitteen ja syöttää sen ulos tasajännitteen tasajännitteen välipiirin kondensaattorin läpi tasoitettuaan sen. Tasasuuntaajapiiri ja tasajännitteen välipiiri toimivat tasajännitelähteinä. Jännitelähteen tuottama tasajännite muunnetaan invertteripiirissä tarvittavan taajuuden omaavaksi vaihtojännitteeksi.

b. Virtatyyppinen taajuusmuuttaja. Virtatyyppisessä taajuusmuuttajassa tasasuuntaajapiiri syöttää tasavirtaa ja tasoittaa virran välipiirin reaktanssin avulla ennen sen syöttämistä ulos. Tasasuuntaajapiiri ja tasavirtavälipiiri toimivat virtalähteinä, ja virtalähteen tuottama tasavirta muunnetaan invertteripiirissä tarvittavan taajuuden omaavaksi vaihtovirraksi ja jaetaan jokaiseen lähtövaiheeseen moottorille syötettävänä vaihtovirtana.

3. Luokiteltu kytkentävoiman mukaan:

a. PAM-säätö. PAM-säätö, joka on lyhenne sanoista Pulse Amplitude Modulation control, on säätömenetelmä, joka säätää lähtöjännitteen (virran) amplitudia tasasuuntaajapiirissä ja lähtötaajuutta invertteripiirissä;

b. PWM-ohjaus. PWM-ohjaus, joka on lyhenne sanoista Pulse Width Modulation, on ohjausmenetelmä, joka samanaikaisesti ohjaa invertteripiirin lähtöjännitteen (virran) amplitudia ja taajuutta;

c. Korkean kantoaaltotaajuuden PWM-ohjaus. Tämä ohjausmenetelmä on itse asiassa periaatteessa parannus PWM-ohjausmenetelmään, ja se on ohjausmenetelmä, jota käytetään moottorin käyntimelun vähentämiseen. Tässä ohjausmenetelmässä kantoaaltotaajuus nostetaan ihmiskorvan kuulemalle taajuudelle (10–20 kHz) tai korkeammalle, jolloin saavutetaan moottorimelun vähentämistavoite.

4. Luokittele muutoksen vaiheiden mukaan:

a. Se voidaan jakaa AC-AC-taajuusmuuttajiin. Muuntaa verkkotaajuuden vaihtovirran suoraan vaihtovirraksi säädettävällä taajuudella ja jännitteellä, joka tunnetaan myös suorana taajuusmuuntimena;

b. AC-DC-AC-taajuusmuunnin. Se on laajalti käytetty yleistaajuusmuunnin, joka ensin muuntaa vaihtovirran taajuuden tasasuuntaajan avulla tasavirraksi ja sitten tasavirran säädettävän taajuuden ja jännitteen vaihtovirraksi. Se tunnetaan myös epäsuorana taajuusmuuntimena.