Преобразователь частоты что это такое: Для чего нужен частотный преобразователь?

Что такое преобразователь частоты?

Как известно из теории электропривода, скорость вращения вала у асинхронного двигателя зависит от конструктивных особенностей электродвигателя, его параметров, частоты напряжения питающей сети и момента нагрузки. Как следует из этого утверждения, качественное регулирование частоты вращения вала электродвигателя достигается изменением такого параметра, как частота питания. Для этих целей и были созданы преобразователи частоты (Рисунок 1).

Рисунок 1.

Преобразователь частоты – это электронное устройство, которое преобразует электрическую энергию с первичными, входными параметрами U1, f1 (например, 220В, 50Гц) в электрическую энергию с выходными параметрами U2, f2.

Все преобразователи частоты, по способу преобразования энергии, разделяются на две группы:

— непосредственные – которые преобразуют переменный ток в переменный, без его выпрямления.

— двухступенчатые – наиболее распространены. В таком типе преобразователей происходит двойное преобразование энергии.

В состав двухступенчатого преобразователя частоты входит выпрямитель, который преобразует электрическую энергию переменного входного тока в энергию постоянного тока, а также инвертор, который совершает обратное преобразование постоянного тока в выходной переменный ток с новыми параметрами. Преобразователи двухступенчатого типа называют, также, преобразователями частоты со звеном постоянного тока.

По способу управления электродвигателем, преобразователи делят на:

— преобразователи с векторным управлением,

— преобразователи со скалярным управлением.

Обусловлено такое деление тем, что помимо частоты на выходе, существует необходимость в управлении выходным напряжением. В таких случаях, способ управления определяется алгоритмом вычисления значения напряжения выходного тока.

Значение напряжения в преобразователях частоты со скалярным управлением определяется при помощи зависимости U(f), которую рассчитывают при помощи метода линейной интерполяции по нескольким базовым точкам. Пользователь, при этом, может изменять значения этих точек.

В свою очередь, значение напряжения в преобразователях частоты с векторным управлением рассчитывают методом моделирования процессов, которые происходят в асинхронном двигателе. В таком случае, пользователю необходимо задать параметры электродвигателя.

Очевидно, что способ векторного управления позволяет осуществлять более качественную настройку и управление электродвигателем. Однако использование такого преобразователя частоты требует от пользователя достаточно глубоких знаний в области приводной техники и электромашин. Скалярный же способ управления позволяет обеспечить достаточное качество регулирования, даже при условии использования заводских настроек прибора. Следует учитывать, также, что использование векторного преобразователя для управления электроприводами насосов или вентиляторов не даёт существенного выигрыша по сравнению со скалярным.

На рисунке 2 представлена структурная схема преобразователя частоты со звеном постоянного тока. Рассмотрим её более подробно.

Рисунок 2.

Основу двухступенчатого преобразователя частоты, обладающего звеном постоянного тока, составляет трехфазный инвертор напряжения (АИН), обладающий широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). При этом, в систему управления преобразователем входит программируемый микропроцессорный контроллер (МК), благодаря которому, по-сути, и происходит регулирование. В инверторе напряжения (АИН), преобразование постоянного напряжения в трехфазное переменное осуществляется посредством мостового транзисторного инвертора, состоящего из трех транзисторно-диодных модулей. Каждый модуль включает в себя два IGBT-транзистора с шунтирующими обратными диодами. В соответствии с ШИМ-алгоритмом МК, IGBT-транзисторы многократно переключаются в течение периода выходной частоты. Алгоритм ШИМ-управления микроконтроллера поддерживает требуемое регулирование частоты и действующее значение выходного напряжения, при этом, обеспечивается синусоидальность формы тока нагрузки.

ООО «ТД «Автоматика» является ведущим поставщиком преобразователей частоты таких известных марок, как: Siemens, Schneider Altivar, OMRON CIMR, ERMAN, Веспер, Hitachi, UNIDRIVE, Mitsubishi Electric, TECORP, Hyundai, DELTA ELECTRONICS, Vacon, Danfoss, ProStar, Emotron и предлагает отличные цены и сроки поставки на продукцию данных производителей.

Стоит отметить, что преобразователь частоты является микропроцессорным, интеллектуальным устройством. Преобразователь частоты использует микроконтроллер высокой производительности, в связи с чем, в современных преобразователях реализован целый ряд дополнительных функций и расширений, которые позволяют создавать системы автоматического управления, в связи с чем, отпадает необходимость использования контроллеров.

Устройство и принцип работы преобразователя частоты

16391

Преобразователи частоты (ПЧ, частотники, частотные преобразователи), которые сейчас используются с асинхронными двигателями, как правило, строятся по схеме двойного преобразования электроэнергии. Первое преобразование осуществляется выпрямителем, второе инвертором.

Основные составные части ПЧ: выпрямитель, звено постоянного тока, инвертор

Рис. 1. Принципиальная схема ПЧ

Выпрямитель строится на выпрямительных диодах либо, что бывает реже, по диодно-тиристорной схеме. Остановимся на самом простом – диодном выпрямлении.

Трехфазное сетевое напряжение с частотой 50 Гц и напряжением 380 В поступает на вход выпрямителя. После выпрямления мы получаем пульсирующее напряжение, оно уже имеет определенного рода пульсации, но постоянным еще не является. Постоянным напряжение становится после попадания на звено постоянного тока и сглаживания пульсаций. Между выпрямителем и звеном постоянного тока расположен так называемый резистор предзаряда.

Резистор предзаряда ограничивает ток заряда конденсаторов в первый момент времени, таким образом предохраняя диоды выпрямителя и сеть от большого броска тока. По мере заряда конденсатора этот резистор отключается и в дальнейшей работе участия не принимает.

Звено постоянного тока представляет собой, как правило, набор конденсаторов довольно большой емкости. Задача этого элемента максимально сгладить пульсации напряжения, привести его к постоянному значению. В нормальной ситуации, когда сетевое переменное напряжение 380 В, значение на звене выпрямленного постоянного тока составляет 540 В. Если сетевое напряжение больше или меньше, то величина выпрямленного напряжения пропорционально увеличивается или уменьшается.

Структура и особенности работы инвентора

После выпрямителя напряжение поступает на инвертор. Инвертор является самой сложной и важной частью преобразователя частоты. С выхода инвертора сигнал поступает уже непосредственно на электродвигатель. Форма напряжения на выходе инвертора представляет собой набор прямоугольных импульсов разной ширины и определенной длительности. Так строится силовая часть преобразователя частоты.

Схема прибора включает в себя также слаботочные цепи, которые помогают взаимодействию всех основных частей ПЧ. В частности, есть центральный процессор, который является, по сути, мозгом преобразователя, управляет как работой инвертора, так и других частей устройства. Информацию о выходном токе процессор получает от датчиков тока, расположенных на выходных цепях ПЧ. Сигнал с датчиков тока обрабатывается, и процессор далее формирует управляющий алгоритм, чтобы преобразователь мог функционировать в заданных пользователем условиях. Также еще есть источник питания собственных нужд, он питает как процессорную часть, так и часть, отвечающую за измерения выходного тока и измерение напряжения на звене постоянного тока. Помимо этого, есть блок драйверных микросхем, которые в свою очередь управляют транзисторами инверторной части, и еще ряд вспомогательных элементов.

Рис. 2. Принципиальная схема инвертора

Рассмотрим принципиальное устройство инверторной части. Основными элементами силовой части инвертора являются IGBT-транзисторы – мощные, специально спроектированные для работы в ключевом режиме. Это гибрид полевого и биполярного транзисторов. Управляющая часть представляет собой изолированный затвор (как у полевого), а силовая часть повторяет устройство биполярного, у которого имеется коллектор–эмиттер.

Силовые элементы выпускаются в виде сдвоенного модуля, состоящего из двух силовых транзисторов, включенных последовательно. Каждый из транзисторов шунтируется диодом в обратном направлении. Поскольку на выходе должно быть 3 фазы, в конструкции инвертора имеется 3 плеча (см. рис 2).

Рис. 3. Эквивалентная схема работы транзисторов

Чтобы лучше понять принцип работы, рассмотрим эквивалентную схему, где каждый транзистор заменен обычным выключателем. На схеме (рис. 3) условными обозначениями показаны 6 выключателей (транзисторов) и электродвигатель.

Изучим, как формируются выходные токи в обмотках двигателя. За управление транзисторами (переключателями на схеме) отвечает центральный процессор. Он переключает их строго по определенной программе, которая задается изначально алгоритмом его действия.

На схеме показано срабатывание ключей № 1, № 4, № 6. Обратите внимание, категорически не допускается ситуация, когда в одном плече замкнут и верхний ключ, и нижний – это короткое замыкание и отказ изделия. В ситуации, показанной на схеме, ток протекает через открытый ключ № 1, далее заходит в обмотку А электродвигателя, выходит из обмоток B и C, и через открытые нижние ключи №4 и № 6 уходит в минусовое звено.

Для того чтобы поменять ток в обмотке C, нужно переключить ключи среднего плеча. Ток по-прежнему будет протекать через открытый ключ № 1, а уходить через обмотку B и ключ №6 в минусовое плечо. При этом, одновременно, через замкнутый ключ № 3 и втекающий ток через обмотку C уходит в минус. Меняя положение открытых и закрытых ключей можно менять ток в обмотках двигателя. Если это делать по определенной программе, то получится изменяемый ток, как при работе двигателя от сети, то есть будет происходить плавное перетекание одной фазы в другую.

Рис. 4. Протекание тока в инверторе

Теперь вместо упрощенной схемы с выключателями рассмотрим, как протекает ток в цепи транзисторов на примере реального инвертора (рис. 4). По своей сути этот процесс ничем не отличается от рассмотренного ранее ключевого режима, за исключением того, что мы имеем дело с реальным двигателем, который, в принципе, является индуктивной нагрузкой.

В момент закрытия ключа индуктивность двигателя не позволит току мгновенно прекратиться за счет явления самоиндукции. Этот остаточный ток гасится обратными диодами, которые подключены к закрытым транзисторам (см. рис. 4), т.е. в момент выключения (закрывания) транзисторов остаточный ток протекает через обратные диоды, таким образом предотвращаются выбросы напряжения на ключе.

Но поскольку транзистор работает как ключ, он может выдать либо полное напряжение на двигатель, либо не выдать вообще. На практике же нужно получить некое плавное напряжение синусоидальной формы, причем изменяемое как по величине, так и по частоте, для того чтобы иметь возможность управлять скоростью вращения асинхронного двигателя.

Алгоритм работы ШИМ

Далее рассмотрим, как формируется выходное напряжение методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Для примера возьмем некую гидравлическую модель, которая нам поможет понять, что происходит.

Рис. 5. Гидравлическая модель

Представим себе, что имеется ряд емкостей сосудов. В нижней части у каждого есть отверстия. С помощью некого устройства, которое выдает капельки воды определенных размеров с неизменной частотой, начинаем наполнять эти сосуды. Понятно, что там, где размер капель небольшой, уровень жидкости установится на низком уровне, а чем больше размер капель, тем более высокий уровень будет иметь жидкость в сосуде.

Подобрав определенным образом размер капель, можно получить огибающую этих уровней (см. рис. 5). Таким образом получилось изобразить статическую картину, которая дает понимание процесса, как можно из дискретных частей сделать некое подобие аналоговых.

Теперь перейдем к работе в динамике. Представим, что сосуд один, но меняем размер капель, которыми он заполняется. В нижней части рис. 5 показан процесс в этот момент времени – по оси x время (t), по оси y напряжение (U) или, по-другому – уровень воды в сосуде. По мере того, как изменяется размер капли, изменяется и средний уровень жидкости, он возрастает, а затем начинает падать. Это уже динамический процесс. Теперь проводим аналогию с электричеством.

Рис 6. Преобразование дискретного сигнала в аналоговый

На рис. 6 наглядно показано, что происходит с дискретным сигналом, если мы будем открывать ключ и закрывать с определенной частотой и на определенное время: чем шире импульс открытия транзистора, тем выше некий средний уровень напряжения (красная огибающая сигнала).

Введем несколько параметров и объясним их.

• Период сигнала ШИМ – это время между импульсами. Параметр строго задан и не меняется (из ранее описанного примера это когда капельки все капают с одинаковой частотой, только разного размера).
• Частота ШИМ-модуляции — обратно пропорциональна длительности периода, это то, что мы имеем как один из параметров при программировании преобразователя частоты. Определяет частоту следования импульсов на выходе каждого из каналов IGBT-модуля.
• Длительность импульса (t-импульса). Определяется уже самим процессором. То есть процессор в зависимости от заданного значения выходного сигнала в данный момент определяет, на какое время нужно открыть каждый ключ. Если рассмотреть общий период изменения этих колебаний, будем иметь период выходной частоты (t-выходная). Это выходная частота, которая будет у нас на выходе преобразователя частоты. От нее прямо пропорционально зависит скорость вращения двигателя.

За тем, чтобы двигатель не перегружался, и напряжение, которое подводится к нему на этой частоте, пропорционально уменьшалось или увеличивалось, следит преобразователь частоты. Он сам определяет необходимое время открытия каждого ключа, то есть определяя t-импульс. И такая ситуация происходит одновременно на трех каналах, ведущих на выход преобразователя на электродвигатель.

Из рисунка видно, что чем чаще будут идти импульсы, тем ближе форма напряжения будет к синусоидальной.

Критерии выбора частоты

На практике частота ШИМ может задаваться пользователем, как правило, в пределах от 1 до 15 килогерц. Для того чтобы получить напряжение по форме более-менее близкой к синусоидальной, частота ШИМ должна быть в 20-30 раз больше максимальной выходной частоты, которую вы хотите получить.

Вы можете выбрать частоту ШИМ произвольно под свою конкретную задачу. Есть несколько параметров, которые определяют выбор.

Рис.7. Параметры, влияющие на выбор частоты ШИМ

1. Длина кабеля до двигателя. Чем длиннее кабель, тем меньшую частоту ШИМ можно задать. Например если у вас длина кабеля 100 метров и больше, то частоту ШИМ больше 2,3 килогерц нет смысла ставить, иначе на этой длине будут большие потери и напрасный расход мощности.

2. Акустический шум двигателя. При питании двигателя от преобразователя частоты слышится посторонний шум. Он зависит именно от частоты ШИМ, которую вы задали. Чем она выше, тем выше тон звука. Если задана чистота более 8,10 килогерц, шума практически не слышно. На более низких частотах (1,3,5 килогерц) этот шум значителен и вызывает дискомфорт.

3. Максимальная выходная частота. Большинство двигателей используют максимальную выходную частоту инвертора 50 гц, поэтому здесь частота ШИМ должна быть не менее чем в 20 раз выше. Здесь можно задавать частоту 1, 2, 3, 5 килогерц из всего диапазона.

Если вы используете высокоскоростной двигатель, например 400-герцевый, то здесь уже частоту ШИМ 1,3,5 килогерц ставить не стоит: на выходе будет не синусоида. Для таких скоростных двигателей частота ШИМ выбирается максимально возможной для данного инвертора, скажем, 15 килогерц.

4. Тепловыделение инверторной части преобразователя. Оно связано с тем, что IGBT-транзисторы, которые формируют выходное напряжение, не идеальны, подвержены разогреву в процессе работы. Для того чтобы эффективно отводить тепло, надо применять соответствующие радиаторы, вентиляторы охлаждения. Чем больше тепловыделение в этой инверторной части, тем более мощные приборы для охлаждения надо использовать.

Потери энергии в частотном преобразователе и способы их снижения

Рассмотрим вопрос тепловыделения в инверторной части преобразователя. Чем определяются потери транзистора?

Рис.8. Потери энергии

Возьмем условный IGBT-транзистор, который включен в цепь с напряжением 500 вольт, ограничивающий резистор.

Закрытое состояние: на затворе напряжения нет, напряжение на коллекторе равно сетевому напряжению, ток отсутствует, утечки мизерные, тепловыделения никакого нет. Открываем транзистор с помощью напряжения 10 вольт на затворе, это стандартное напряжение практически для всех транзисторных модулей. Транзистор переключается в открытое состояние не мгновенно, у каждого транзистора есть параметр, который называется время включения или время выключения. Типичное значение для самых распространенных транзисторов — 0,2 микросекунды. Время небольшое, но за это время на кристалле транзистора присутствует как напряжение, которое быстро спадает, так и нарастающее значение тока, которое тоже нарастает не мгновенно. В этот момент происходят потери. И чем выше частота ШИМ, про которую мы раньше говорили, чем чаще включается и выключается транзистор, тем больше идет тепловыделения за счет потерь переключений.

Когда транзистор открылся, установился статический режим на какое-то небольшое время, тепловыделение продолжается: оно происходит за счет того, что в момент состояния открытия, напряжение на транзисторе тоже не равно нулю, он определяется потерями на кристалле в открытом состоянии. Типичное его значение 1,5 вольта. Оно может незначительно варьироваться в зависимости от технологии изготовления транзистора и пр.

В этот момент тепловыделение тоже существует, но с потерями в открытом состоянии мы ничего не можем сделать, максимум — применить транзисторы с меньшим напряжением в открытом состоянии. С потерями при переключении мы можем бороться путем уменьшения частоты ШИМ. Это бывает полезно, если преобразователь находится в закрытом шкафу, где он греется больше. Понизив частоту ШИМ, мы можем снизить потери на преобразователе и снизить его температуру.

Общие потери преобразователя частоты в виде тепла составляют около 3%.

Потери на выпрямителе происходят через открытые диоды. Падение напряжения на открытом диоде, а также протекающий через него выпрямленный ток приводят к его нагреву. Звено постоянного тока, состоящее из электролитических конденсаторов большой емкости, тоже нагревается, потому что постоянно происходит процесс заряда и разряда. Также к потерям можно отнести собственные нужды преобразователя частоты: работу вентиляторов охлаждения, электронной схемы, вторичного источника питания и так далее.

Состав типового частотного преобразователя (на примере 75 кВт)

Рис.9. Состав типового преобразователя частоты

Рассмотрим некий преобразователь частоты мощностью 75 кВт с выходным током 150 ампер. В таком преобразователе используются выпрямительные диоды с номинальным током 200 ампер на рабочее напряжение 1600 вольт, их здесь 6 штук. Звено постоянного тока состоит из набора электролитических конденсаторов, они обычно включаются параллельно и последовательно для получения необходимой емкости и рабочего напряжения.

В данном случае суммарная емкость будет равна 6800 микрофарад и рабочее напряжение батареи — 800 вольт. Инверторная часть состоит из IGBT-транзисторов с током в открытом состоянии 300 ампер и рабочим напряжением 1200 вольт. Ниже фотографии некого типичного диодного модуля, он состоит из двух диодов в верхней и нижней части (верхнее и нижнее плечо). И IGBT-транзистор точно также состоит из двух транзисторов, верхнего и нижнего плеча.

В преобразователях малой мощности (до 15, 22 киловатт и меньше) в качестве силового элемента используется матрица IGBT. Выпрямительная часть собрана в виде готового модуля с тремя выводами для подключения переменного напряжения и выходом на плюс-минус звена постоянного тока. Здесь включается резистор предзаряда либо другие элементы между выпрямительной частью и инверторной. Инверторная часть собрана на 6 транзисторах, шунтированных диодами, то есть готовых выходов для подключения на двигатель.

Один из обязательных элементов матрицы IGBT — ключ для управления тормозным резистором. Как правило, матрица IGBT снабжается встроенным терморезистором, который позволяет преобразователю частоты оценивать температуру силовых элементов и соответственно управлять вентиляторами для обдува радиатора.

Преобразователи частоты для ваших приводов

Преобразователи частоты для ваших приводов | SEW‑ЕВРОДРАЙВ

У вас есть конкретный запрос и вам нужна помощь? Просто отправьте нам сообщение с вашими вопросами.

Свяжитесь с нами сейчас Технология электропривода Редукторы Серводвигатели Сервоприводы Двигатели переменного тока, асинхронные двигатели Линейные двигатели, линейное перемещение Технология управления Что такое преобразователь частоты?

Преобразователи частоты — это электронные устройства, которые позволяют управлять скоростью двигателя переменного тока . Справочная информация: Если электродвигатели или двигатели переменного тока работают непосредственно от системы электропитания переменного тока, они могут использовать только фиксированную скорость в зависимости от количества полюсов и частоты сети электроснабжения на месте. Однако, если приложение или производственный процесс требуют регулируемого напряжения переменного тока (то есть регулируемой скорости), используются преобразователи частоты. Эти преобразователи частоты могут генерировать переменное напряжение, переменное по амплитуде (уровню выходного напряжения) и частоте из постоянного переменного напряжения.

Как работает преобразователь частоты?

Таким образом, преобразователь частоты подключается перед двигателем для создания напряжения переменного тока, которое можно регулировать в соответствии с требованиями заказчика. В этом случае система электропитания больше не генерирует частоту и уровень напряжения, с которыми работает двигатель. Вместо этого преобразователь частоты берет на себя эту задачу, а управляет выходной частотой и выходным напряжением.

В чем главное преимущество преобразователя частоты? Вы можете использовать его для плавного изменения скорости двигателя практически от нуля до требуемой номинальной скорости и иметь доступ к значительно большему диапазону скоростей. Крутящий момент двигателя остается неизменным. Таким образом, операторы установок могут в любое время адаптировать свою приводную технику к требуемым условиям. Преобразователь частоты также позволяет напрямую переключать направление вращения. Для изменения последовательности фаз достаточно простой команды управления. После этого двигатель переменного тока, расположенный ниже по потоку, вращается в противоположном направлении.

Какие типы преобразователей частоты существуют?

Существует два различных типа инверторов: с управлением по току и с управлением по напряжению. Их функции различаются следующим образом:

• Преобразователи частоты с управлением по току постоянно поддерживают отношение тока к частоте (I/f) на постоянном уровне и подходят для использования в приложениях с высоким мегаваттным диапазоном.
• В нижнем мегаваттном или киловаттном диапазоне, напротив, преобразователи частоты , управляемые напряжением, представляют собой новейшую современную технологию. Они постоянно поддерживают отношение напряжения к частоте на постоянном уровне: поэтому, если двигатель, рассчитанный на напряжение 230 В и частоту 50 Гц, работает с частотой 25 Гц, напряжение также уменьшается вдвое до 115 В.

Проще говоря, для преобразователей частоты с управлением по напряжению подходят следующие случаи: Выпрямитель преобразует переменное напряжение, подаваемое из сети, в постоянное напряжение. Затем промежуточный контур берет на себя задачу сглаживания и стабилизации этого постоянного напряжения. Затем рабочий преобразователь постоянного тока в переменный на стороне двигателя генерирует переменное напряжение с выходной частотой, требуемой приложением. Результирующее отношение напряжения к частоте обеспечивает требуемую скорость двигателя. встроенный контроллер , который связывает все агрегаты друг с другом, задает или вычисляет требуемую скорость.

Где применяются преобразователи частоты?

Преобразователи частоты используются в огромном разнообразии отраслей промышленности и применений . Будь то приводы для насосов и вентиляторов, обрабатывающие машины, ленточные конвейеры и сборочные линии или краны и системы перемещения: Преобразователи частоты теперь незаменимы в промышленном производстве. В этом секторе адаптированная или бесступенчато регулируемая скорость позволяет оптимизированные производственные процессы – наряду с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что приводы с регулированием скорости обеспечивают энергоэффективную работу .

Преобразователи частоты для любых установок и машин

Наши преобразователи частоты доступны в различных исполнениях и с большим количеством дополнительных функций, отвечающих многим потребностям и требованиям. Другой решающий вопрос заключается в том, должен ли преобразователь частоты располагаться на стене , в центральном и защищенном месте в шкафу управления, либо непосредственно в поле (то есть децентрализованное место). И в зависимости от того, насколько простым или амбициозным является рассматриваемое приложение, все больше и больше базовых преобразователей частоты или прикладных преобразователей с большим объемом функций или многоосевых сервопреобразователей используются.

SEW-EURODRIVE была первой компанией , разработавшей децентрализованную технологию и выпустившей на рынок подходящие преобразователи частоты и мехатронные приводы. Они помогают операторам установок значительно сократить расходы на установку и предоставляют множество вариантов проектирования своих установок в виде модульной системы без необходимости использования шкафов управления. Наш портфель инверторных технологий также включает устройства рекуперативного питания , которые можно комбинировать с одним или несколькими преобразователями частоты и приводными преобразователями. Кроме того, мы предлагаем базовые пускатели двигателей для интеграции с мотор-редуктором. .

Преобразователи частоты для установки в шкафу управления

От базовых преобразователей до стандартных преобразователей или преобразователей для приложений и модульных сервопреобразователей мы предлагаем вам широкий ассортимент приводной электроники – для децентрализованной установки в шкафах управления или распределительных коробках:

• Базовые преобразователи MOVITRAC® LTE-B
• Стандартные преобразователи MOVITRAC® LTP-B
• Стандартные преобразователи MOVITRAC® B
• Прикладные преобразователи MOVIDRIVE® B
• Многоосевой сервоусилитель MOVIAXIS® 90 026
• Рекуперативный блок питания MOVIDRIVE® MDR

Преобразователи частоты для настенного монтажа

Дополнительная более дешевая опция для централизованной установки преобразователей частоты предназначена для настенного монтажа. Это решение всегда следует рассматривать, если вы хотите избежать покупки дорогостоящего шкафа управления. Наши преобразователи частоты, идеально подходящие для такого типа установки, имеют соответствующую степень защиты от IP 54 до IP 66 (для пыльных и влажных условий окружающей среды).

• Базовый преобразователь MOVI4R-U® со степенью защиты IP 54
• Базовый преобразователь MOVITRAC® LTE-B со степенью защиты IP 66
• Стандартный преобразователь MOVITRAC® LTP-B со степенью защиты IP 55 или IP66

Пускатели двигателей для децентрализованной установки достаточно для вашего приложения? Или вы просто хотите включать и выключать двигатель или менять направление вращения двигателя слева направо? Если да, то в ассортименте SEW‑EURODRIVE также есть подходящие продукты для вас:

• Базовый пускатель двигателя MOVIFIT® compact
• Пускатель двигателя MOVI-SWITCH®
• Пускатель двигателя MOVIFIT® SC

Преобразователи частоты для децентрализованной установки мотор-редуктор: от базовых инверторов с параметрируемыми рампами для тяжелого режима работы в простых приложениях до стандартных инверторов для более широких функций управления и полностью программируемых инверторов приложений для сложных системных архитектур. Если вам также требуется децентрализованное решение с многоосевым перемещением и установками со связанными машинными модулями, тогда многоосевые сервоусилители — ваш лучший выбор. Децентрализованные инверторы в нашем портфолио включают:

• Преобразователь MOVIFIT® basic
• Стандартные преобразователи MOVIMOT®
• Распределители MOVIFIT® MC – классические: для MOVIMOT®
• Контроллер MOVIFIT® MC – технологии: для MOVIMOT®
• Стандартные преобразователи MOVIFIT® FC – классические
• МОВИПРО®- Стандартные преобразователи SDC
• Прикладные преобразователи MOVIFIT® FC – технология
• Прикладные преобразователи MOVIPRO® ADC

Форма обратной связи Места по всему миру Места в Германии 9Преобразователь частоты премиум-класса 0000 для частот от 50 Гц до 60 Гц и 400 Гц.

• Опыт поставки более 1000 преобразователей частоты
• Экспертиза во всех решениях по энергетике и установке преобразователей частоты
• Сокращение времени простоя и надежная среда электропитания
• Фирменные преобразователи частоты

7700,00,00 ₽ НДС

Существует множество факторов, которые следует учитывать при выборе перфорированных . .

Артикул: CT-FC-50HZ-60HZ-STATIC

MPN: CT-FC-50HZ-60HZ-STATIC

Категория: Преобразователь частоты

Статический преобразователь частоты

Преобразователь частоты, иногда называемый преобразователем частоты сети, представляет собой устройство, которое преобразует выходную мощность с 50 Гц на 60 Гц или с 50 Гц на 400 Гц. Преобразователи частоты мощности бывают различных конфигураций, включая вращающиеся преобразователи и полупроводниковые преобразователи.

Электроэнергия используется для питания системы роторного типа. Твердотельные преобразователи частоты преобразуют входной переменный ток (AC) в постоянный ток (DC).

Вы столкнетесь с необходимостью изменения частоты тока в промышленных приложениях. Преобразователи частоты, как следует из названия, являются преобразователями Герца. Преобразователь частоты преобразует синусоидальную мощность с фиксированной частотой и фиксированным напряжением (сетевая мощность) в выходное напряжение с переменной частотой и переменным напряжением. Выход переменного напряжения используется для управления скоростью асинхронного двигателя. Наиболее часто используемым блоком всех конфигураций является преобразователь частоты 50 Гц в 60 Гц.

Типы преобразователей частоты:

Существует два основных типа преобразователей частоты, которые вы можете использовать. К ним относятся как статические, так и вращательные преобразователи частоты. Рассмотрим подробнее эти различия.

Статический преобразователь частоты

Статические преобразователи частоты представляют собой преобразователи мощности, которые преобразуют поступающий переменный ток (AC) в постоянный ток (DC), а затем в переменный ток соответствующей частоты и напряжения (ступень выпрямителя). Статические преобразователи частоты отлично подходят там, где требуются низкий уровень шума, компактность, точность или гибкость. Благодаря присущей им бесшумности эти машины идеально подходят для использования в офисах и лабораториях. Как правило, уровень шума меньше или равен 65 децибелам (дБ). Наиболее типичными фазовыми преобразованиями являются однофазные в трехфазные и трехфазные в однофазные.

Статические преобразователи частоты неэффективны при пуске нагрузки двигателя из-за постоянного импульсного тока запуска двигателя, необходимого для пуска двигателей. Моторные нагрузки требуют сильного толчка для запуска (в 6-10 раз больше тока полной нагрузки). Этот всплеск запуска двигателя, также называемый током «заблокированного ротора», чрезвычайно краток, длится всего несколько миллисекунд на пике, а затем возвращается к нормальному рабочему току примерно через секунду. С другой стороны, статический преобразователь частоты не «понимает», что этот сильный скачок будет длиться всего миллисекунды, и поэтому отключается, чтобы защитить себя. Перегрузочная способность преобразователя должна соответствовать пусковому току двигателя. В результате преобразователь имеет значительно завышенные размеры.

Для аэропортов требуется преобразователь частоты, преобразующий частоты от 50 до 400 Гц в качестве наземной силовой установки (ГОУ). Преимущество заключается в том, что одна и та же машина может быть сконфигурирована для работы в качестве преобразователя 60 Гц в 50 Гц или 50 Гц в 60 Гц. На статические преобразователи также влияют температура и влажность. Они по существу кондиционированы и не могут противостоять неблагоприятным условиям, таким как соляной туман. Обычно они обеспечивают десять лет бесперебойной работы.

Вращающийся преобразователь

Входящий переменный ток преобразуется во вращательную механическую энергию и передается на генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую выходную мощность переменного тока. Электрическая мощность выражается в киловаттах (кВт) или киловольт-амперах (кВА), тогда как мощность вращения выражается в лошадиных силах (л.с.). Этот метод требует преобразования частоты, напряжения и/или фазы. В системах двигатель-генератор приводной двигатель и генератор соединяются различными способами. Ротационные преобразователи частоты всегда являются оптимальным решением для двигателей.

Преобразователи с ременной связью являются самым простым и дешевым методом, поскольку они используют приводные ремни и шкивы для передачи энергии от двигателя к генератору и регулировки частоты путем регулировки передаточного числа шкивов. Хотя некоторые клиенты выражают озабоченность по поводу долговечности приводного ремня, на практике приводные ремни не выходят из строя при правильной конструкции и установке. Преобразователь 50 в 60 Гц

Преобразователь частоты от 50 до 60 Гц идеально подходит для промышленного применения. Эти преобразователи частоты способны преобразовывать частоту в стабильный диапазон от 50 Гц до 60 Гц. Это поможет вам получить необходимое количество энергии для выполнения ваших промышленных приложений, не сталкиваясь с какими-либо трудностями.

Преобразователь частоты 400 Гц

Вы увидите, что выходная мощность преобразователей частоты 400 Гц увеличивается до 400 Гц, или 500 циклов в секунду. Эти преобразователи частоты чрезвычайно распространены в военно-морской и аэрокосмической промышленности. Например, вы увидите, как они интегрируются в новейшие вертолеты, представленные на рынке.

Преобразователь 60 Гц в 50 Гц

В США и многих других странах 60 Гц — это частота стенового тока. 60 герц (Гц) означает, что ротор генератора вращается 60 раз в секунду и что напряжение меняется с положительного на отрицательное и обратно на положительное 60 раз в секунду — один полный цикл. Регулировка частоты используется для безопасной и надежной подачи переменного тока (AC) частотой 50 или 60 Гц от источника входного питания с частотой 50 или 60 Гц.

Факты о преобразователе частоты

Наряду с энергосбережением и улучшенным управлением технологическим процессом преобразователи частоты обеспечивают следующие дополнительные преимущества:

1. Без использования отдельного контроллера преобразователь частоты может использоваться для управления температурой, давлением, или поток. Взаимодействие приводного оборудования с преобразователем частоты требует использования соответствующих датчиков и электроники.
2. Возможно снижение затрат на техническое обслуживание, поскольку более низкие рабочие скорости приводят к увеличению срока службы подшипников и двигателя.
3. За счет отказа от дроссельных клапанов и демпферов также исключаются сопутствующие расходы на техническое обслуживание.
4. Двигатель больше не требует плавного пуска.
5. В жидкостной системе контролируемая скорость разгона помогает устранить проблемы с гидравлическим ударом. Способность преобразователя частоты ограничивать крутящий момент значением, определяемым пользователем, может защитить приводное оборудование, которое не может выдержать высокий крутящий момент.

Преобразователь частоты преобразует основное синусоидальное (сетевое) напряжение фиксированной частоты в выходное переменное напряжение переменной частоты, используемое для управления асинхронным двигателем.

Основная функция водного преобразователя частоты — экономия энергии. Экономия энергии может быть существенной, если скорость насоса регулируется, а не расход с помощью дросселирующих клапанов.

Например, снижение скорости на 20% может сэкономить до 50% энергии. Это описывает снижение скорости и, соответственно, экономию энергии. Помимо экономии энергии значительно увеличился срок службы ротора, подшипников и сетки.

Преобразователи частоты предлагают идеальный способ согласования производительности насосов и вентиляторов с системными требованиями различных типов. Он преобразует стандартную электростанцию ​​(220 В или 380 В, 50 Гц) в двигатель переменного тока с регулируемым напряжением и частотой. Частота двигателя переменного тока определяет скорость двигателя.

Двигатели переменного тока обычно представляют собой идентичные стандартные двигатели, которые можно подключать к сети переменного тока. Работу можно поддерживать, включив байпасные пускатели, даже если инвертор выйдет из строя.

Также предлагает дополнительные преимущества: увеличенный срок службы подшипников и уплотнений насоса. Насос не подвергается более высокому давлению, чем необходимо, поддерживая только давление, необходимое для соответствия системным требованиям. Таким образом, компоненты служат дольше. Даже вентиляторы, работающие от преобразователей частоты, имеют те же преимущества, но в меньшей степени!

Многие специалисты получают подробную информацию от производителей для достижения оптимальной эффективности и надежности. Это может включать эффективность преобразователей частоты, необходимое техническое обслуживание, возможности диагностики преобразователя частоты и общие эксплуатационные характеристики.

Затем они подробно анализируют, какая система принесет наибольшую отдачу от инвестиций.

Преобразователи частоты могут иметь и другие преимущества, а также экономить энергию и улучшать управление технологическим процессом:

Преобразователь частоты можно использовать без использования отдельного контроллера для управления температурой, давлением или расходом технологического процесса. В интерфейсе между приводным оборудованием и преобразователем частоты используются соответствующие датчики и электроника.

Затраты на техническое обслуживание могут быть снижены, так как более низкие рабочие скорости продлевают срок службы помещений и двигателей.

Удаление дроссельных клапанов и демпфирующих клапанов также исключает обслуживание этих устройств.

Нет необходимости в мягком чехле двигателя.

В жидкой системе управляемое ускорение может решить проблему водяных молотов.

Возможность ограничения крутящего момента до выбранного пользователем уровня преобразователя частоты может защитить приводные устройства, которые не допускают чрезмерного крутящего момента.

Когда две соседние энергосистемы работают на разных частотах сети, преобразователи частоты используются для преобразования большой мощности переменного тока с одной частоты на другую.

Преобразователь частоты (VFD) — это тип преобразователя частоты, который используется для управления скоростью двигателей переменного тока, таких как двигатели, используемые в насосах и вентиляторах. Поскольку скорость двигателя переменного тока пропорциональна частоте источника питания переменного тока, изменение частоты позволяет изменить скорость двигателя. Это позволяет изменять мощность вентилятора или насоса в зависимости от условий процесса, что может привести к экономии энергии.

Кроме того, циклоконвертер является типом преобразователя частоты. В отличие от частотно-регулируемого привода (VFD), в котором используется каскад AC-DC, за которым следует каскад DC-AC, циклопреобразователь не использует промежуточных каскадов.

Кроме того, эта технология приносит пользу аэрокосмической и авиационной промышленности. Часто самолеты работают на частоте 400 Гц, что требует использования преобразователя частоты 50 Гц или 60 Гц в 400 Гц в наземной силовой установке, которая питает самолет, когда он находится на земле. Авиакомпании также могут использовать преобразователи для обеспечения пассажиров бортовым током для использования с ноутбуками и другими электронными устройствами. На военных кораблях ВМФ радиооборудование и оборудование боевых систем часто также питаются частотой 400 Гц, чтобы уменьшить шум на выпрямленном сигнале постоянного тока.

Преобразователи частоты являются важнейшим компонентом современных ветряных турбин мощностью в несколько мегаватт, в которых используются асинхронные генераторы с двойным питанием (DFIG).

Высоковольтная система постоянного тока может действовать как преобразователь частоты для больших нагрузок.

Преобразователи частоты разделены на три отдельные секции:

Цепь выпрямителя — в этой схеме используются диоды, тиристоры или биполярные транзисторы с изолированным затвором. Эти устройства преобразуют переменный ток из электросети в постоянный ток.

Шина постоянного тока . Эта шина состоит из конденсаторов, которые фильтруют и сохраняют заряд постоянного тока.

Инвертор – устройство, состоящее из высоковольтных мощных транзисторов, которое преобразует постоянный ток в переменный ток переменной частоты и переменного напряжения, подаваемый на нагрузку.

Кроме того, преобразователи частоты содержат мощный микропроцессор, который регулирует схему инвертора для подачи на нагрузку почти чистого синусоидального напряжения переменной частоты. Кроме того, микропроцессор управляет конфигурацией устройств ввода/вывода, настройками преобразователя частоты, условиями отказа и протоколами связи.

В настоящее время преобразователи частоты используются практически повсеместно для управления скоростью однофазных и трехфазных электродвигателей. И не только в промышленных условиях, но и в повседневной жизни. Начиная с очень низкой номинальной мощности для управления барабанами стиральных машин и заканчивая средней номинальной мощностью для муниципальных насосов водоснабжения.

Преобразователи частоты используются в промышленности для различных целей, включая следующие:

1. Вентиляция, откачка и компрессия
2. Размещение, обработка, перемещение и механическая обработка

Эти функции используются в различных отраслях промышленности:

1. Производство продуктов питания и напитков
2. Производство автомобилей
3. HVAC расшифровывается как отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (HVAC)
4. Промышленность водоснабжения и водоотведения
5. Производство бумаги
6. Нефть и природный газ
7. Промышленная химия
8. Логистика
9. Ветряные турбины, гидроэлектростанции и фотоэлектрические системы — все это примеры возобновляемых источников энергии.
10. Морской

Преобразование частоты — широкий термин, охватывающий множество процессов, которые изменяют частоту физических явлений:

Преобразователь частоты — это электронное устройство, которое преобразует одну частоту переменного тока (AC) в другую частоту переменного тока (AC) .

Преобразователь частоты представляет собой особый вид преобразователя частоты.

В нелинейной оптике термин «преобразование частоты» относится к различным манипуляциям с частотой света.

В сигнальной электронике для преобразования частот используется гетеродин.

Вращающиеся и полупроводниковые преобразователи представляют собой две основные формы преобразователей частоты, при этом твердотельные преобразователи действуют электрически, а вращающиеся преобразователи работают электромеханически. Эти устройства классифицируются по входной и выходной мощности, а также по частоте и могут быть рассчитаны на токи от очень малых до чрезвычайно высоких токов. Они часто используются вместе с трансформаторами для обеспечения переменного выходного напряжения и частоты. Типичные преобразователи частоты выполняют надлежащее преобразование частоты за счет использования набора полупроводников и диодов. Эти устройства часто используются в оборудовании, для которого требуются двигатели переменного тока с регулируемой скоростью, и в системах, которым требуется переменный ток с другой частотой, чем та, которая подается из доступного источника.

Для преобразования переменного тока в другую частоту преобразователь частоты выполняет двухступенчатое преобразование. Сначала он преобразует переменный ток в постоянный, а затем постоянный ток в желаемую частоту переменного тока.

Таким образом, преобразователь частоты работает в двух режимах: сначала схема выпрямителя преобразует переменный ток в постоянный, а затем схема инвертора, использующая тиристоры/БТИЗ/БТИЗ, преобразует постоянный ток в переменный с требуемой частотой. Стадия преобразователя — это место, где частота изменяется или сдвигается.

Если требуется преобразование напряжения, трансформатор обычно включается либо во входную, либо в выходную цепь переменного тока, и этот трансформатор может также служить гальванической развязкой между входной и выходной цепями переменного тока.

Кроме того, в цепь постоянного тока может быть добавлена ​​батарея, чтобы улучшить способность преобразователя работать во время коротких перерывов в питании.

Преобразователь частоты может преобразовывать 60 Гц в 50 Гц, а также повышать напряжение со 110 В до 220 В с помощью внутреннего повышающего трансформатора или наоборот. Перед покупкой преобразователя частоты целесообразно выяснить, к каким типам нагрузки он будет подключен. Существует пять распространенных типов нагрузки: 1 — резистивная нагрузка; 2 — индуктивная нагрузка; 3 — емкостная нагрузка; 4 — нагрузка выпрямителя; 5 — регенеративная нагрузка; и 6 смешанная нагрузка. Мощность преобразователя частоты следует выбирать в соответствии с мощностями и типами нагрузок.

Преобразователь частоты

Выбор мощности преобразователя частоты

Преобразователи частоты серий HZ-50 и HZ-60 не зависят от типа нагрузки; их можно использовать с резистивной, индуктивной, емкостной, выпрямительной и смешанной нагрузкой. Технические параметры преобразователя частоты подтверждены с использованием стандартных условий номинальной резистивной нагрузки; в этих условиях преобразователь частоты может работать в течение длительного периода времени. Однако, чтобы учесть колебания напряжения в электросети, пусковой ток и кратковременные перегрузки, мы должны оставить достаточный запас мощности при выборе мощности преобразователя частоты. Производители дали следующие рекомендации:

Мощность нагрузки = 1,1 мощности нагрузки при использовании резистивной нагрузки.

RC-нагрузка: Мощность равна 1,1 кажущейся мощности нагрузки.

Нагрузка двигателя: В случае жесткого пуска (прямой пуск) пусковой ток двигателя примерно в 5–7 раз превышает номинальный ток; время запуска обычно составляет менее 2 секунд. Как правило, перегрузочная способность преобразователя частоты составляет 200 % в течение нескольких миллисекунд до срабатывания защиты от перегрузки. Поэтому, если двигатель плохо запускается, рекомендуется выбрать преобразователь частоты с мощностью, в шесть раз превышающей мощность двигателя. Это означает, что номинальный ток преобразователя должен быть больше пускового тока нагрузки. В противном случае было бы разумно оборудовать двигатель устройством плавного пуска или частотно-регулируемым приводом.

Нагрузка выпрямителя: если входная цепь не включает устройство плавного пуска, то нагрузку можно рассматривать как короткое замыкание в момент замыкания входного переключателя, генерирующее большой ударный ток, который приводит в действие защиту от перегрузки по току преобразователя частоты. Если часто возникает высокий пусковой ток, это также повлияет на цепь нагрузки. В результате во входной цепи нагрузки выпрямителя должны быть предусмотрены меры плавного пуска для ограничения пускового тока.

Из-за того, что ток нагрузки выпрямителя является импульсным током, коэффициент амплитуды тока увеличивается до 3-3,5 раз, что оказывает влияние на форму волны выходного напряжения в долгосрочной перспективе, в зависимости от коэффициента амплитуды тока нагрузки. Как правило, когда пик-фактор тока превышает 2:00, для определения мощности преобразователя частоты используется следующая формула: Мощность равна пик-фактору тока нагрузки, деленному на кажущуюся мощность нагрузки.

Рекуперативные нагрузки, такие как реверсивные двигатели или двигатели с регулируемой скоростью, генерируют высокую противо-ЭДС, которая может легко повредить преобразователь частоты. Пожалуйста, указывайте такие нагрузки при заказе преобразователя частоты.

Смешанная нагрузка: при выборе преобразователя частоты учитывайте пропорцию мощности каждой нагрузки.

Напряжение и частота преобразователя частоты Заводское входное напряжение по умолчанию: 220 В, однофазное, 380 В, трехфазное, 50 Гц или 60 Гц. Если вам требуется другое входное напряжение преобразователя частоты или у вас есть другие особые требования, укажите их в процессе заказа.

Статические преобразователи частоты не содержат вращательных компонентов и также называются полупроводниковыми преобразователями. Это отличается от роторных преобразователей частоты, в которых используется электродвигатель для создания регулируемой выходной частоты.

Преобразователь статической частоты

Статические преобразователи частоты преобразуют стационарную энергию сети из переменного тока в постоянный и в переменный через внутренние электронные компоненты и компоненты; многофункциональный инвертор преобразует сеть (50 или 60 Гц, 120В, 240В, 400В) по схеме преобразования в требуемое напряжение и частоту источника питания; источник выходной мощности может имитировать международные стандарты энергосистемы. Введите одно- или трехфазное питание переменного тока, преобразуйте переменный ток в постоянный и постоянный в переменный, и на выходе получится стабильная чистая синусоида. Кроме того, выходная мощность может достигать 400 Гц для использования в авиационной промышленности.

Чтобы идти в ногу со временем, статический преобразователь частоты использует усовершенствованную технологию ШИМ (широтно-импульсной модуляции) и усовершенствованный силовой модуль IGBT в качестве привода, который имеет малый объем, высокую надежность и характеристики с низким уровнем шума. Статический преобразователь частоты, использующий технологию цифровой обработки сигналов, может предоставить точные данные о напряжении, частоте, токе и коэффициенте мощности; Конструкция модуля IGBT большой емкости и специальная схема управления для IGBT могут значительно минимизировать сложность схемы и повысить надежность и стабильность статического преобразователя частоты; электрически изолированный вход и выход, защита от помех и безопасность двигателя. Преобразователь может подавать однофазное напряжение до 300 вольт, трехфазное напряжение до 520 вольт и частоту до 40 499,9 Гц, с настраиваемой частотой в соответствии с набором.

Твердотельные блоки представляют собой силовые преобразователи, которые преобразуют поступающий переменный ток в постоянный ток (ступень выпрямителя), а затем преобразуют постоянный ток в переменный ток необходимой частоты и напряжения. Твердотельные преобразователи частоты подходят для приложений, где требуются низкий уровень шума, небольшие размеры, точность и адаптируемость. Благодаря присущей статическим преобразователям частоты бесшумности они хорошо подходят для использования в офисах и лабораториях. Уровни шума обычно меньше или равны 65 децибелам (дБ). Однофазные преобразователи в трехфазные и трехфазные в однофазные очень популярны.

ПРЕИМУЩЕСТВА ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

1. Устройства доступны в однофазной и трехфазной конфигурациях с дополнительным преобразованием фаз (например, 3 фазы в одну фазу, одна фаза в 3 фазы).
2. Подходит для резистивных, емкостных, индуктивных или нелинейных нагрузок.
3. Гальваническая развязка между входом и выходом. Отсутствуют гармонические искажения (EMI, EMC).
4. Выходной сигнал представляет собой чистую и стабильную синусоиду.
5. Способность выдерживать 300-процентную перегрузку.
6. Основанное на технологии IGBT или MOSFET, это устройство обеспечивает высокую эффективность, низкий уровень шума и максимальную надежность.
7. Использование технологии PWM для повышения компактности и веса.
8. Защитные цепи и сигнализация

В мировых сетях электроснабжения чаще всего используются источники питания с частотой 50 Гц и 60 Гц. В одних странах (регионах) используется энергосистема с частотой 50 Гц, а в других — с частотой 60 Гц.

1. Переменный ток (AC) — это тип тока, который периодически меняет свое направление.