A frekvenciaváltós fékezőegység szállítója emlékezteti Önt, hogy mind az áram-, mind a feszültségtípusú frekvenciaváltók az AC-DC-AC frekvenciaváltók közé tartoznak, amelyek egyenirányítóból és egy inverterből állnak.
Mivel a terhelések általában induktívak, meddőteljesítmény-átvitelnek kell lennie az energiaforrásaik között. Ezért a közbenső egyenáramú kapcsolatban szükség van olyan alkatrészekre, amelyek pufferelik a meddőteljesítményt.
Ha egy nagy kondenzátort használnak a meddő teljesítmény pufferelésére, az feszültségforrás típusú frekvenciaváltót alkot; ha egy nagy reaktort használnak a meddő teljesítmény pufferelésére, az áramforrás típusú frekvenciaváltót alkot.
A feszültség- és áramtípusú frekvenciaváltók közötti különbség csak a közbenső DC köri szűrő formájában rejlik. Ez azonban jelentős teljesítménybeli különbségeket eredményez a két típusú frekvenciaváltó között, amint azt az alábbi összehasonlító lista is mutatja:
1. Energiatároló alkatrészek: feszültség típusú frekvenciaváltó - kondenzátor; áram típusú - reaktor.
2. A kimeneti hullámforma jellemzői: A feszültséghullámforma téglalap alakú, az áramhullámforma megközelítőleg szinusz hullám; Az áramtípusú frekvenciaváltó téglalap alakú áramhullámformával és megközelítőleg szinusz feszültséghullámformával rendelkezik.
3. Az áramköri összetétel jellemzői közé tartozik egy visszacsatoló dióda egyenáramú tápegység párhuzamos kapcsolása egy nagy kapacitású kondenzátorral (kis impedanciás feszültségforrás) feszültségtípusként; Az áramtípusú, nem visszacsatoló dióda egyenáramú tápegység sorba kapcsolva egy nagy induktivitással (nagy impedanciás áramforrás) lehetővé teszi a motor számára, hogy négy negyedben működjön.
4. Jellemzők tekintetében a feszültségtípus túláramot generál, amikor a terhelés rövidzárlatos, és a nyílt hurkú motorok is stabilan működhetnek; az áramtípus elnyomhatja a túláramot, amikor a terhelés rövidzárlatos, és a motor instabil működése esetén visszacsatolás-szabályozásra van szükség.
Az áramforrás-inverterek természetes kommutációjú tirisztorokat használnak teljesítménykapcsolóként, amelyek drága egyenáramú oldali induktivitással rendelkeznek, és kettős táplálású sebességszabályozásban használatosak. Nagyobb szinkronsebességeknél kommutációs áramköröket igényelnek, és alacsony csúszási frekvenciákon gyenge teljesítményt nyújtanak.
A frekvenciaváltó szerkezeti jellemzői
Az áramtípusú frekvenciaváltó egyenáramú köre az induktív alkatrészek használatáról kapta a nevét, amelyeknek az az előnye, hogy négynegyedes működésre képesek, és könnyen megvalósítják a motor fékezési funkcióját. Hátránya, hogy az inverterhíd kényszerített kommutációját igényli, és az eszköz szerkezete összetett, ami megnehezíti a beállítást. Ezenkívül a tirisztoros fázistolódásos egyenirányítás használata miatt a hálózati oldalon a bemeneti áram felharmonikusai viszonylag nagyok, ami nagy kapacitás esetén bizonyos hatással lesz a hálózati teljesítményre.
2. A feszültségalapú frekvenciaváltó nevét a frekvenciaváltó egyenáramú körében található kapacitív komponensek használatáról kapta. Jellemzője, hogy nem képes négy negyedben működni. Amikor a terhelésmotort fékezni kell, külön fékező áramkört kell telepíteni. Nagy teljesítmény esetén szinuszszűrőt kell a kimenethez hozzáadni.
3. A nagyáramú frekvenciaváltó GTO, SCR vagy IGCT komponenseket sorba kötve használ közvetlen nagyfeszültségű frekvenciaátalakítást, akár 10 kV áramfeszültséggel. Az egyenáramú körben használt induktív komponensek miatt nem elég érzékeny az áramra, így kevésbé hajlamos a túláramhibákra. Az inverter működése megbízható, és jó védelmi teljesítménnyel rendelkezik. A bemeneti oldalon tirisztoros fázisvezérelt egyenirányítást alkalmaznak, és a bemeneti áram felharmonikusai viszonylag nagyok. Nagy frekvenciaváltó kapacitás esetén figyelembe kell venni az elektromos hálózat szennyezését és a kommunikációs elektronikus berendezések zavarását. A feszültségkiegyenlítő és pufferelő áramkör technikailag bonyolult és költséges. A komponensek nagy száma és az eszköz térfogata miatt a beállítás és a karbantartás viszonylag nehéz. Az inverter híd kényszerített kommutációt alkalmaz, és nagy mennyiségű hőt termel, ami megköveteli az alkatrészek hőelvezetési problémájának megoldását. Előnye, hogy négy negyedben képes működni és fékezni. Meg kell jegyezni, hogy az ilyen típusú frekvenciaváltó alacsony bemeneti teljesítménytényezője és magas bemeneti és kimeneti felharmonikusai miatt nagyfeszültségű önjavító kondenzátorok beépítését igényli a bemeneti és kimeneti oldalára.
4. A nagyfeszültségű inverter áramköri felépítése az IGBT direkt soros technológiát alkalmazza, más néven direkt eszközsoros nagyfeszültségű invertert. Nagyfeszültségű kondenzátorokat használ a szűréshez és az energiatároláshoz az egyenáramú kapcsolatban, akár 6 kV kimeneti feszültséggel. Előnye, hogy alacsonyabb feszültségállóságú teljesítményeszközöket is képes használni, és a soros hídkaron lévő összes IGBT ugyanazt a funkciót látja el, lehetővé téve a kölcsönös biztonsági mentést vagy a redundáns kialakítást. A hátránya, hogy a szintek száma viszonylag alacsony, csak két szint, és a dV/dt kimeneti feszültség is nagy, ami speciális motorok vagy nagyfeszültségű szinuszszűrők használatát igényli, ami jelentősen növeli a költségeket. Nincs négynegyedes működési funkciója, és fékezéskor külön fékezőegységet kell telepíteni. Az ilyen típusú frekvenciaváltónak meg kell oldania az eszközfeszültség-kiegyenlítés problémáját is, ami általában a meghajtó áramkörök és a puffer áramkörök speciális tervezését igényli. Az IGBT meghajtó áramkörök késleltetésére vonatkozóan is rendkívül szigorú követelmények vonatkoznak. Ha az IGBT bekapcsolási és kikapcsolási ideje nem egyezik meg, vagy a fel- és lefutó élek meredeksége túl eltérő, az károsíthatja a tápegységeket.
Sokféle nagyfeszültségű inverter létezik, és osztályozási módszereik is változatosak. Attól függően, hogy van-e egyenáramú rész a közbenső összeköttetésben, AC/AC frekvenciaváltókra és AC-DC-AC frekvenciaváltókra oszthatók; az egyenáramú komponens tulajdonságai szerint áram- és feszültségtípusú frekvenciaváltókra oszthatók.
Áramtípusú frekvenciaváltó
A frekvenciaváltó egyenáramú körében található induktív komponensek használatáról kapta a nevét, és négynegyedes működési képességgel rendelkezik, így könnyen megvalósítható vele a motor fékezési funkciója. Hátránya, hogy az inverter híd kényszerített kommutációját igényli, és az eszköz szerkezete összetett, ami megnehezíti a beállítást. Ezenkívül a tirisztoros fázistolódásos egyenirányítás használata miatt a hálózati oldalon a bemeneti áram felharmonikusai viszonylag nagyok, ami nagy kapacitás esetén bizonyos hatással lesz a hálózatra.
Feszültség típusú frekvenciaváltó
A frekvenciaváltó egyenáramú körében található kapacitív komponensek használatáról kapta a nevét, jellemzője, hogy nem képes négy negyedben működni. Amikor a terhelésmotort fékezni kell, külön fékezőkört kell telepíteni. Nagy teljesítmény esetén szinuszszűrőt kell a kimenethez hozzáadni.
1. Mi a különbség a feszültség- és az áramtípus között?
A frekvenciaváltó fő áramköre nagyjából két kategóriába sorolható: a feszültségváltó egy olyan frekvenciaváltó, amely a feszültségforrás egyenáramát váltakozó árammá alakítja, és az egyenáramú áramkör szűrője egy kondenzátor; az áramváltó egy olyan frekvenciaváltó, amely az áramforrás egyenáramát váltakozó árammá alakítja, és az egyenáramú áramkör szűrője egy induktor.
2. Miért változik arányosan a frekvenciaváltó feszültsége és árama?
Az aszinkronmotor nyomatékát a motor mágneses fluxusa és a forgórészen átfolyó áram kölcsönhatása hozza létre. Névleges frekvencián, ha a feszültség állandó, és csak a frekvencia csökken, a mágneses fluxus túl nagy lesz, a mágneses áramkör telítődik, súlyos esetekben pedig a motor kiég. Ezért a frekvenciát és a feszültséget arányosan kell változtatni, azaz a frekvencia változtatásával a frekvenciaváltó kimeneti feszültségét úgy kell szabályozni, hogy a motor bizonyos mágneses fluxusa megmaradjon, és elkerülhető legyen a gyenge mágnesesség és a mágneses telítési jelenségek előfordulása. Ezt a szabályozási módszert gyakran használják energiatakarékos frekvenciaváltóknál ventilátorokban és szivattyúkban.