ตัวแปลงความถี่มีการจำแนกประเภทอะไรบ้าง?

ซัพพลายเออร์หน่วยป้อนกลับพลังงานขอเตือนให้คุณทราบว่า ด้วยความก้าวหน้าของยุคอุตสาหกรรม เทคโนโลยีการควบคุมความเร็วความถี่แปรผันได้กลายเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญของเทคโนโลยีการส่งกำลังไฟฟ้าสมัยใหม่ ในฐานะแกนหลักของระบบควบคุมความเร็วความถี่แปรผัน ประสิทธิภาพของตัวแปลงความถี่จึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพการควบคุมความเร็ว นอกจากเงื่อนไข "โดยธรรมชาติ" ของกระบวนการผลิตตัวแปลงความถี่แล้ว วิธีการควบคุมที่ใช้กับตัวแปลงความถี่ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกัน

การจำแนกประเภทของตัวแปลงความถี่

1. จำแนกตามลักษณะของแหล่งจ่ายไฟ DC:

ก. ตัวแปลงความถี่ชนิดกระแสตรง ลักษณะเฉพาะของตัวแปลงความถี่ชนิดกระแสตรงคือใช้ตัวเหนี่ยวนำขนาดใหญ่เป็นตัวเก็บพลังงานในวงจร DC กลาง เพื่อบัฟเฟอร์กำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ นั่นคือ ยับยั้งการเปลี่ยนแปลงของกระแสและทำให้แรงดันไฟฟ้าใกล้เคียงกับคลื่นไซน์ เนื่องจากวงจร DC นี้มีความต้านทานภายในสูง จึงเรียกว่าตัวแปลงความถี่ชนิดแหล่งจ่ายกระแส (กระแสตรง) ลักษณะเฉพาะ (ข้อดี) ของตัวแปลงความถี่ชนิดกระแสตรงคือ สามารถยับยั้งการเปลี่ยนแปลงของกระแสโหลดที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งและรวดเร็ว มักใช้ในสถานการณ์ที่กระแสโหลดเปลี่ยนแปลงอย่างมาก

ข. ตัวแปลงความถี่ชนิดแรงดัน ลักษณะของตัวแปลงความถี่ชนิดแรงดันคือ อุปกรณ์เก็บพลังงานในวงจร DC กลางใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ ซึ่งทำหน้าที่บัฟเฟอร์กำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟของโหลด แรงดันไฟฟ้า DC ค่อนข้างเสถียร และความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟ DC มีค่าต่ำ เทียบเท่ากับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นจึงเรียกว่าตัวแปลงความถี่ชนิดแรงดัน และมักใช้ในสถานการณ์ที่แรงดันไฟฟ้าของโหลดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก

2. จำแนกตามโหมดการทำงานของวงจรหลัก:

ก. ตัวแปลงความถี่ชนิดแรงดันไฟฟ้า ในตัวแปลงความถี่ชนิดแรงดันไฟฟ้า วงจรเรียงกระแสหรือวงจรสับจะสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ตามที่วงจรอินเวอร์เตอร์ต้องการ และส่งออกหลังจากปรับให้เรียบผ่านตัวเก็บประจุของวงจรกลางกระแสตรงแล้ว วงจรเรียงกระแสและวงจรกลางกระแสตรงทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ส่งออกจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ตามความถี่ที่ต้องการในวงจรอินเวอร์เตอร์

ข. ตัวแปลงความถี่ชนิดกระแส ในตัวแปลงความถี่ชนิดกระแส วงจรเรียงกระแสจะจ่ายกระแสตรงและปรับกระแสให้เรียบผ่านรีแอกแตนซ์ของวงจรกลางก่อนส่งออก วงจรเรียงกระแสและวงจรกลางกระแสตรงทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายกระแส และกระแสตรงที่ส่งออกจากแหล่งจ่ายกระแสจะถูกแปลงเป็นกระแสสลับตามความถี่ที่ต้องการในวงจรอินเวอร์เตอร์ และจ่ายไปยังแต่ละเฟสเอาต์พุตเป็นกระแสสลับเพื่อจ่ายให้กับมอเตอร์

3. จำแนกตามแรงสลับ:

ก. การควบคุมแบบ PAM การควบคุมแบบ PAM ย่อมาจาก Pulse Amplitude Modulation control เป็นวิธีการควบคุมที่ควบคุมแอมพลิจูดของแรงดันเอาต์พุต (กระแส) ในวงจรเรียงกระแสและความถี่เอาต์พุตในวงจรอินเวอร์เตอร์

ข. การควบคุม PWM การควบคุม PWM ย่อมาจาก Pulse Width Modulation เป็นวิธีการควบคุมที่ควบคุมแอมพลิจูดและความถี่ของแรงดันไฟฟ้าขาออก (กระแส) ในวงจรอินเวอร์เตอร์พร้อมกัน

c. การควบคุม PWM ความถี่พาหะสูง วิธีการควบคุมนี้เป็นการพัฒนาจากวิธีการควบคุม PWM โดยหลักการแล้ว และเป็นวิธีการควบคุมที่นำมาใช้เพื่อลดเสียงรบกวนจากการทำงานของมอเตอร์ ในวิธีการควบคุมนี้ ความถี่พาหะจะถูกเพิ่มให้อยู่ในระดับที่หูมนุษย์สามารถได้ยิน (10-20kHz) หรือสูงกว่า จึงบรรลุเป้าหมายในการลดเสียงรบกวนจากมอเตอร์

4. จำแนกตามขั้นตอนการเปลี่ยนแปลง:

ก. สามารถแบ่งได้เป็นตัวแปลงความถี่ AC-AC ซึ่งแปลงความถี่ไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับโดยตรงด้วยความถี่และแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้ หรือที่เรียกว่าตัวแปลงความถี่โดยตรง

ข. เครื่องแปลงความถี่ AC-DC-AC เป็นเครื่องแปลงความถี่สากลที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยแปลงความถี่ไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงผ่านวงจรเรียงกระแส จากนั้นจึงแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่สามารถปรับความถี่และแรงดันไฟฟ้าได้ เครื่องแปลงความถี่นี้เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเครื่องแปลงความถี่ทางอ้อม