Пастаўшчык тармазнога блока пераўтваральніка частоты нагадвае, што пераўтваральнікі частоты як токавага, так і напружання адносяцца да пераўтваральнікаў частоты пераменнага току ў пастаянны і пераменнага току, якія складаюцца з выпрамніка і інвертара.
З-за таго, што нагрузкі звычайна з'яўляюцца індуктыўнымі, паміж іх крыніцамі харчавання павінна адбывацца перадача рэактыўнай магутнасці. Таму ў прамежкавай звяне пастаяннага току неабходныя кампаненты для буферызацыі рэактыўнай магутнасці.
Калі для буферызацыі рэактыўнай магутнасці выкарыстоўваецца вялікі кандэнсатар, ён уяўляе сабой пераўтваральнік частаты тыпу крыніцы напружання; калі для буферызацыі рэактыўнай магутнасці выкарыстоўваецца вялікі рэактар, ён уяўляе сабой пераўтваральнік частаты тыпу крыніцы току.
Розніца паміж пераўтваральнікамі частаты напружання і пераўтваральнікамі частаты току заключаецца толькі ў выглядзе прамежкавага фільтра пастаяннага току. Аднак гэта прыводзіць да значных адрозненняў у прадукцыйнасці паміж гэтымі двума тыпамі пераўтваральнікаў частаты, як паказана ў наступным параўнальным спісе:
1. Кампаненты назапашвання энергіі: пераўтваральнік частаты тыпу напружання - кандэнсатар; тып току - рэактар.
2. Характарыстыкі формы выхаднога сігналу: форма сігналу напружання — прамавугольная хваля, форма сігналу току — прыблізна сінусоідная; пераўтваральнік частаты току мае прамавугольную форму сігналу току і прыблізна сінусоідную форму сігналу напружання.
3. Характарыстыкі схемы ўключаюць у сябе крыніцу пастаяннага току з дыёдам зваротнай сувязі, падключаную паралельна да кандэнсатара вялікай ёмістасці (крыніца напружання з нізкім імпедансам) у якасці тыпу напружання; крыніцу пастаяннага току без дыёда зваротнай сувязі, падключаную паслядоўна да вялікай індуктыўнасці (крыніца току з высокім імпедансам), што дазваляе рухавіку лёгка працаваць у чатырох квадрантах.
4. Што тычыцца характарыстык, тып напружання генеруе перагрузку па току пры кароткім замыканні нагрузкі, і рухавікі з разамкнутым контурам таксама могуць працаваць стабільна; тып току можа падаўляць перагрузку па току пры кароткім замыканні нагрузкі, і для нестабільнай працы рухавіка патрабуецца кіраванне зваротнай сувяззю.
Інвертары току выкарыстоўваюць натуральна камутаваныя тырыстары ў якасці сілавых ключоў, якія маюць дарагую індуктыўнасць пастаяннага току і выкарыстоўваюцца ў падвойным рэгуляванні хуткасці. Яны патрабуюць камутацыйных ланцугоў пры хуткасцях вышэй за сінхронныя і маюць дрэнную прадукцыйнасць пры нізкіх частотах слізгацення.
Структурныя характарыстыкі пераўтваральніка частаты
Пастаянны ток пераўтваральніка частаты току атрымаў сваю назву ад выкарыстання індуктыўных кампанентаў, якія маюць перавагу ў магчымасці працы ў чатырох квадрантах і могуць лёгка рэалізаваць функцыю тармажэння рухавіка. Недахопам з'яўляецца неабходнасць прымусовай камутацыі інвертарнага моста, а таксама складаная структура прылады, што ўскладняе рэгуляванне. Акрамя таго, з-за выкарыстання тырыстарнага фазазрушаючага выпрамлення з боку электрасеткі ўваходныя гармонікі току адносна вялікія, што будзе мець пэўны ўплыў на электрасетку пры вялікай магутнасці.
2. Пераўтваральнік частоты напружанага тыпу атрымаў сваю назву з-за выкарыстання ёмістных кампанентаў у звяне пастаяннага току пераўтваральніка частоты. Яго асаблівасцю з'яўляецца тое, што ён не можа працаваць у чатырох квадрантах. Пры неабходнасці тармажэння рухавіка нагрузкі неабходна ўсталяваць асобны тармазны ланцуг. Пры высокай магутнасці на выхадзе неабходна дадаць сінусоідны фільтр.
3. Высокавольтны пераўтваральнік частоты выкарыстоўвае кампаненты GTO, SCR або IGCT, злучаныя паслядоўна, для дасягнення прамога пераўтварэння частаты высокага напружання з напружаннем току да 10 кВ. З-за выкарыстання індуктыўных кампанентаў у звяне пастаяннага току ён недастаткова адчувальны да току, што робіць яго менш схільным да перагрузкі па току. Інвертар таксама надзейны ў эксплуатацыі і мае добрыя ахоўныя характарыстыкі. На ўваходзе выкарыстоўваецца тырыстарнае фазавае выпрамленне, і ўваходныя гармонікі току адносна вялікія. Пры вялікай магутнасці пераўтваральніка частоты варта ўлічваць забруджванне электрасеткі і перашкоды для камунікацыйнага электроннага абсталявання. Схема выраўноўвання і буферызацыі напружання тэхнічна складаная і дарагая. З-за вялікай колькасці кампанентаў і аб'ёму прылады рэгуляванне і абслугоўванне адносна складаныя. Інвертарны мост выкарыстоўвае прымусовую камутацыю і выпрацоўвае вялікую колькасць цяпла, што патрабуе вырашэння праблемы цеплааддачы кампанентаў. Яго перавага заключаецца ў здольнасці працаваць у чатырох квадрантах і тармазіць. Варта адзначыць, што гэты тып пераўтваральніка частаты патрабуе ўстаноўкі высакавольтных самааднаўляльных кандэнсатараў на ўваходзе і выхадзе з-за нізкага каэфіцыента ўваходнай магутнасці і высокіх уваходных і выходных гармонік.
4. Схема інвертара высокага напружання выкарыстоўвае тэхналогію прамога паслядоўнага злучэння IGBT, таксама вядомую як паслядоўны высокавольтны інвертар прамой прылады. Ён выкарыстоўвае высакавольтныя кандэнсатары для фільтрацыі і назапашвання энергіі ў звяне пастаяннага току, з выходным напружаннем да 6 кВ. Яго перавагай з'яўляецца тое, што ён можа выкарыстоўваць прылады харчавання з нізкім устойлівым да напружання, і ўсе IGBT на плячы паслядоўнага моста маюць адну і тую ж функцыю, што дазваляе ўзаемнае рэзерваванне або рэзерваванне. Недахопам з'яўляецца адносна невялікая колькасць узроўняў, толькі два ўзроўні, і выходнае напружанне dV/dt таксама вялікае, што патрабуе выкарыстання спецыяльных рухавікоў або высакавольтных сінусоідных фільтраў, што значна павялічвае кошт. Ён не мае функцыі чатырохквадрантнага рэжыму працы, і падчас тармажэння неабходна ўсталёўваць асобны тармазны блок. Гэты тып пераўтваральніка частаты таксама павінен вырашаць праблему выраўноўвання напружання прылад, што звычайна патрабуе спецыяльнай канструкцыі схем кіравання і буферных схем. Існуюць таксама надзвычай строгія патрабаванні да затрымкі схем кіравання IGBT. Калі час уключэння і выключэння IGBT не супадае, або калі нахілы нарастаючага і спадаючага франтоў занадта адрозніваюцца, гэта прывядзе да пашкоджання сілавых прылад.
Існуе мноства тыпаў высакавольтных інвертараў, і метады іх класіфікацыі таксама разнастайныя. У залежнасці ад таго, ці ёсць частка пастаяннага току ў прамежкавым звяне, іх можна падзяліць на пераўтваральнікі частаты AC/AC і пераўтваральнікі частаты AC-DC-AC; у залежнасці ад уласцівасцей кампанента пастаяннага току іх можна падзяліць на пераўтваральнікі частаты току і напружання.
Пераўтваральнік частаты тыпу току
Названая так з-за выкарыстання індуктыўных кампанентаў у звяне пастаяннага току пераўтваральніка частоты, яна мае перавагу ў выглядзе магчымасці працы ў чатырох квадрантах і лёгкага тармажэння рухавіка. Недахопам з'яўляецца неабходнасць прымусовай камутацыі інвертарнага моста і складаная структура прылады, што ўскладняе рэгуляванне. Акрамя таго, з-за выкарыстання тырыстарнага фазазрушаючага выпрамлення з боку электрасеткі, гармонікі ўваходнага току адносна вялікія, што будзе мець пэўны ўплыў на электрасетку пры вялікай магутнасці.
Пераўтваральнік частоты тыпу напружання
Названы так з-за выкарыстання ёмістных кампанентаў у звяне пастаяннага току пераўтваральніка частоты, ён характэрны тым, што не можа працаваць у чатырох квадрантах. Пры неабходнасці тармажэння рухавіка нагрузкі неабходна ўсталяваць асобны тармазны ланцуг. Пры высокай магутнасці на выхадзе неабходна дадаць сінусоідны фільтр.
1. У чым розніца паміж тыпам напружання і тыпам току?
Галоўныя схемы пераўтваральніка частаты можна ўмоўна падзяліць на дзве катэгорыі: тыпу напружання — гэта пераўтваральнік частаты, які пераўтварае пастаянны ток крыніцы напружання ў пераменны, а фільтрам ланцуга пастаяннага току з'яўляецца кандэнсатар; тыпу току — гэта пераўтваральнік частаты, які пераўтварае пастаянны ток крыніцы току ў пераменны, а яго фільтрам ланцуга пастаяннага току з'яўляецца індуктар.
2. Чаму напружанне і ток пераўтваральніка частаты змяняюцца прапарцыйна?
Крутоўны момант асінхроннага рухавіка ствараецца ў выніку ўзаемадзеяння паміж магнітным патокам рухавіка і токам, які праходзіць праз ротар. Пры намінальнай частаце, калі напружанне пастаяннае, а частата толькі змяншаецца, магнітны паток будзе занадта вялікім, магнітны контур насыціцца, а ў цяжкіх выпадках рухавік перагарыць. Таму частату і напружанне неабходна змяняць прапарцыйна, гэта значыць, пры змене частаты выходнае напружанне пераўтваральніка частаты павінна кантралявацца, каб падтрымліваць пэўны магнітны паток рухавіка і пазбегнуць узнікнення слабога магнетызму і магнітнага насычэння. Гэты метад кіравання звычайна выкарыстоўваецца для энергазберагальных пераўтваральнікаў частаты ў вентылятарах і помпах.