Le fournisseur de l'unité de freinage à convertisseur de fréquence vous rappelle que les convertisseurs de fréquence de type courant et de type tension appartiennent à la catégorie des convertisseurs de fréquence AC-DC-AC, composés d'un redresseur et d'un onduleur.
Du fait que les charges sont généralement inductives, un transfert de puissance réactive doit avoir lieu entre leurs sources d'alimentation. Par conséquent, la liaison CC intermédiaire nécessite des composants pour amortir la puissance réactive.
Si un condensateur de grande capacité est utilisé pour absorber la puissance réactive, il s'agit d'un convertisseur de fréquence de type source de tension ; si une bobine d'induction de grande capacité est utilisée pour absorber la puissance réactive, il s'agit d'un convertisseur de fréquence de type source de courant.
La différence entre les convertisseurs de fréquence à tension et les convertisseurs de fréquence à courant réside uniquement dans la forme du filtre de bus CC intermédiaire. Cependant, cela engendre des différences de performances significatives entre les deux types de convertisseurs, comme le montre le tableau comparatif suivant :
1. Composants de stockage d'énergie : convertisseur de fréquence de type tension - condensateur ; type courant - réacteur.
2. Characteristics of output waveform: Voltage waveform is a rectangular wave, current waveform is approximately a sine wave; The current type frequency converter has a rectangular waveform for current and an approximate sine waveform for voltage
3. The characteristics of the circuit composition include a feedback diode DC power supply in parallel with a large capacity capacitor (low impedance voltage source) as the voltage type; The current type non feedback diode DC power supply in series with a large inductance (high impedance current source) makes it easy for the motor to operate in four quadrants.
4. In terms of characteristics, the voltage type generates overcurrent when the load is short circuited, and open-loop motors may also operate stably; The current type can suppress overcurrent when the load is short circuited, and feedback control is required for unstable operation of the motor.
Current source inverters use naturally commutated thyristors as power switches, which have expensive DC side inductance and are used in doubly fed speed regulation. They require commutation circuits at over synchronous speeds and have poor performance at low slip frequencies.
Structural characteristics of frequency converter
The DC link of the current type frequency converter is named after the use of inductive components, which has the advantage of four quadrant operation capability and can easily achieve the braking function of the motor. The disadvantage is that it requires forced commutation of the inverter bridge, and the device structure is complex, making adjustment difficult. In addition, due to the use of thyristor phase-shifting rectification on the power grid side, the input current harmonics are relatively large, which will have a certain impact on the power grid when the capacity is large.
2. The voltage type frequency converter is named after the use of capacitive components in the DC link of the frequency converter. Its characteristic is that it cannot operate in four quadrants. When the load motor needs to brake, a separate braking circuit needs to be installed. When the power is high, a sine wave filter needs to be added to the output.
3. High current frequency converter uses GTO, SCR or IGCT components in series to achieve direct high-voltage frequency conversion, with a current voltage of up to 10KV. Due to the use of inductive components in the DC link, it is not sensitive enough to current, making it less prone to overcurrent faults. The inverter is also reliable in operation and has good protection performance. The input side adopts thyristor phase controlled rectification, and the input current harmonics are relatively large. When the capacity of the frequency converter is large, the pollution to the power grid and the interference to communication electronic equipment should be considered. The voltage equalization and buffering circuit is technically complex and costly. Due to the large number of components and device volume, adjustment and maintenance are relatively difficult. The inverter bridge adopts forced commutation and generates a large amount of heat, which requires solving the heat dissipation problem of the components. Its advantage lies in its ability to operate in four quadrants and brake. It should be noted that this type of frequency converter requires the installation of high-voltage self-healing capacitors on its input and output sides due to its low input power factor and high input and output harmonics.
4. The circuit structure of the high-voltage inverter adopts IGBT direct series technology, also known as direct device series high-voltage inverter. It uses high-voltage capacitors for filtering and energy storage in the DC link, with an output voltage of up to 6KV. Its advantage is that it can use lower voltage resistant power devices, and all IGBTs on the series bridge arm have the same function, enabling mutual backup or redundant design. The disadvantage is that the number of levels is relatively low, only two levels, and the output voltage dV/dt is also large, requiring the use of special motors or high-voltage sine wave filters, which will increase the cost significantly. It does not have a four quadrant operation function, and a separate braking unit needs to be installed during braking. This type of frequency converter also needs to solve the problem of device voltage equalization, which generally requires special design of drive circuits and buffer circuits. There are also extremely strict requirements for the delay of IGBT drive circuits. Once the turn-on and turn off times of IGBT are inconsistent, or the slopes of the rising and falling edges are too different, it will cause damage to power devices.
There are many types of high-voltage inverters, and their classification methods are also diverse. According to whether there is a DC part in the intermediate link, it can be divided into AC/AC frequency converters and AC-DC-AC frequency converters; According to the properties of the DC component, it can be divided into current type and voltage type frequency converters.
Current type frequency converter
Tirant son nom de l'utilisation de composants inductifs dans le bus CC du convertisseur de fréquence, ce dispositif présente l'avantage d'un fonctionnement sur les quatre quadrants et permet d'assurer facilement le freinage du moteur. Son principal inconvénient réside dans la nécessité d'une commutation forcée du pont d'onduleur et dans la complexité de sa structure, ce qui rend les réglages difficiles. De plus, l'utilisation d'un redressement à thyristors côté réseau électrique engendre des harmoniques de courant d'entrée relativement importantes, susceptibles de perturber le réseau en cas de forte charge.
Convertisseur de fréquence de type tension
Ce convertisseur de fréquence, dont le nom provient de l'utilisation de composants capacitifs dans son bus continu, se caractérise par son fonctionnement limité aux quatre quadrants. Un circuit de freinage spécifique doit être installé pour freiner le moteur en charge. En cas de forte puissance, un filtre sinusoïdal doit être ajouté à la sortie.
1. Quelle est la différence entre un type de tension et un type de courant ?
Le circuit principal d'un convertisseur de fréquence peut être grossièrement divisé en deux catégories : le convertisseur de tension est un convertisseur de fréquence qui convertit le courant continu d'une source de tension en courant alternatif, et le filtrage du circuit continu est assuré par un condensateur ; le convertisseur de courant est un convertisseur de fréquence qui convertit le courant continu d'une source de courant en courant alternatif, et son filtre de circuit continu est assuré par une inductance.
2. Pourquoi la tension et le courant d'un convertisseur de fréquence varient-ils proportionnellement ?
Le couple d'un moteur asynchrone est généré par l'interaction entre le flux magnétique du moteur et le courant traversant le rotor. À la fréquence nominale, si la tension reste constante et que seule la fréquence diminue, le flux magnétique devient excessif, le circuit magnétique sature et, dans les cas les plus graves, le moteur grille. Il est donc nécessaire de modifier la fréquence et la tension proportionnellement. Autrement dit, lors d'une variation de fréquence, la tension de sortie du variateur de fréquence doit être ajustée afin de maintenir un flux magnétique constant dans le moteur et d'éviter les phénomènes de faible magnétisme et de saturation magnétique. Cette méthode de régulation est couramment utilisée dans les variateurs de fréquence à économie d'énergie pour ventilateurs et pompes.