Pemasok unit pengereman konverter frekuensi mengingatkan Anda bahwa konverter frekuensi tipe arus dan tipe tegangan termasuk dalam konverter frekuensi AC-DC-AC, yang terdiri dari penyearah dan inverter.
Karena beban umumnya bersifat induktif, harus ada transfer daya reaktif antar sumber dayanya. Oleh karena itu, pada tautan DC antara, diperlukan komponen untuk menahan daya reaktif.
Jika kapasitor berukuran besar digunakan untuk menyangga daya reaktif, maka kapasitor tersebut merupakan konverter frekuensi jenis sumber tegangan; Jika reaktor berukuran besar digunakan untuk menyangga daya reaktif, maka kapasitor tersebut merupakan konverter frekuensi jenis sumber arus.
Perbedaan antara konverter frekuensi tipe tegangan dan konverter frekuensi tipe arus hanya terletak pada bentuk filter penghubung DC antara. Namun, hal ini mengakibatkan perbedaan kinerja yang signifikan antara kedua jenis konverter frekuensi tersebut, seperti yang ditunjukkan pada daftar perbandingan berikut:
1. Komponen penyimpanan energi: konverter frekuensi tipe tegangan - kapasitor; Tipe arus - reaktor.
2. Karakteristik bentuk gelombang keluaran: Bentuk gelombang tegangan adalah gelombang persegi panjang, bentuk gelombang arus kira-kira gelombang sinus; Konverter frekuensi tipe arus memiliki bentuk gelombang persegi panjang untuk arus dan bentuk gelombang sinus perkiraan untuk tegangan
3. Karakteristik komposisi rangkaian meliputi catu daya DC dioda umpan balik yang dirangkai paralel dengan kapasitor berkapasitas besar (sumber tegangan impedansi rendah) sebagai jenis tegangan; catu daya DC dioda non-umpan balik tipe arus yang dirangkai seri dengan induktansi besar (sumber arus impedansi tinggi) memudahkan motor beroperasi dalam empat kuadran.
4. Dari segi karakteristik, tipe tegangan menghasilkan arus berlebih saat beban mengalami hubung singkat, dan motor loop terbuka juga dapat beroperasi dengan stabil; Tipe arus dapat menekan arus berlebih saat beban mengalami hubung singkat, dan kontrol umpan balik diperlukan untuk operasi motor yang tidak stabil.
Inverter sumber arus menggunakan thyristor komutasi alami sebagai sakelar daya, yang memiliki induktansi sisi DC yang mahal dan digunakan dalam pengaturan kecepatan umpan ganda. Inverter ini membutuhkan rangkaian komutasi pada kecepatan yang melebihi kecepatan sinkron dan memiliki kinerja yang buruk pada frekuensi slip rendah.
Karakteristik struktural konverter frekuensi
Tautan DC pada konverter frekuensi tipe arus dinamai berdasarkan penggunaan komponen induktif, yang memiliki keunggulan kemampuan operasi empat kuadran dan dapat dengan mudah mencapai fungsi pengereman motor. Kelemahannya adalah memerlukan komutasi paksa pada jembatan inverter, dan struktur perangkatnya rumit, sehingga menyulitkan penyesuaian. Selain itu, karena penggunaan penyearah pergeseran fasa thyristor pada sisi jaringan listrik, harmonisa arus input relatif besar, yang akan berdampak tertentu pada jaringan listrik ketika kapasitasnya besar.
2. Konverter frekuensi tipe tegangan dinamai berdasarkan penggunaan komponen kapasitif pada tautan DC konverter frekuensi. Karakteristiknya adalah tidak dapat beroperasi dalam empat kuadran. Ketika motor beban perlu direm, sirkuit pengereman terpisah perlu dipasang. Ketika daya tinggi, filter gelombang sinus perlu ditambahkan ke output.
3. Konverter frekuensi arus tinggi menggunakan komponen GTO, SCR, atau IGCT secara seri untuk mencapai konversi frekuensi tegangan tinggi langsung, dengan tegangan hingga 10 kV. Karena penggunaan komponen induktif pada sambungan DC, konverter ini tidak terlalu sensitif terhadap arus, sehingga lebih kecil kemungkinannya mengalami gangguan arus lebih. Inverter ini juga andal dalam pengoperasian dan memiliki kinerja proteksi yang baik. Sisi input mengadopsi penyearah fase terkontrol thyristor, dan harmonisa arus input relatif besar. Ketika kapasitas konverter frekuensi besar, polusi pada jaringan listrik dan interferensi pada peralatan elektronik komunikasi perlu dipertimbangkan. Rangkaian pemerataan dan penyangga tegangan secara teknis rumit dan mahal. Karena banyaknya komponen dan volume perangkat, penyesuaian dan perawatannya relatif sulit. Jembatan inverter mengadopsi komutasi paksa dan menghasilkan panas dalam jumlah besar, yang membutuhkan pemecahan masalah pembuangan panas komponen. Keunggulannya terletak pada kemampuannya untuk beroperasi dalam empat kuadran dan pengereman. Perlu dicatat bahwa jenis konverter frekuensi ini memerlukan pemasangan kapasitor penyembuhan otomatis bertegangan tinggi pada sisi masukan dan keluarannya karena faktor daya masukannya rendah dan harmonisa masukan dan keluarannya tinggi.
4. Struktur rangkaian inverter tegangan tinggi ini mengadopsi teknologi seri langsung IGBT, yang juga dikenal sebagai inverter tegangan tinggi seri perangkat langsung. Inverter ini menggunakan kapasitor tegangan tinggi untuk penyaringan dan penyimpanan energi pada sambungan DC, dengan tegangan keluaran hingga 6kV. Keunggulannya adalah dapat menggunakan perangkat daya dengan resistansi tegangan rendah, dan semua IGBT pada lengan jembatan seri memiliki fungsi yang sama, memungkinkan desain cadangan bersama atau redundan. Kekurangannya adalah jumlah levelnya relatif rendah, hanya dua level, dan tegangan keluaran dV/dt juga besar, sehingga memerlukan penggunaan motor khusus atau filter gelombang sinus tegangan tinggi, yang akan meningkatkan biaya secara signifikan. Inverter ini tidak memiliki fungsi operasi empat kuadran, dan unit pengereman terpisah perlu dipasang selama pengereman. Konverter frekuensi jenis ini juga perlu mengatasi masalah pemerataan tegangan perangkat, yang umumnya memerlukan desain khusus untuk rangkaian penggerak dan rangkaian penyangga. Persyaratan penundaan rangkaian penggerak IGBT juga sangat ketat. Bila waktu nyala dan mati IGBT tidak konsisten, atau kemiringan sisi naik dan sisi turun terlalu berbeda, maka akan menimbulkan kerusakan pada perangkat listrik.
Terdapat banyak jenis inverter tegangan tinggi, dan metode klasifikasinya pun beragam. Berdasarkan keberadaan komponen DC pada tautan antara, inverter dapat dibagi menjadi konverter frekuensi AC/AC dan konverter frekuensi AC-DC-AC; berdasarkan sifat komponen DC, inverter dapat dibagi menjadi konverter frekuensi tipe arus dan tipe tegangan.
Konverter frekuensi jenis saat ini
Dinamai berdasarkan penggunaan komponen induktif pada tautan DC konverter frekuensi, ia memiliki keunggulan kemampuan operasi empat kuadran dan dapat dengan mudah mencapai fungsi pengereman motor. Kelemahannya adalah memerlukan komutasi paksa jembatan inverter, dan struktur perangkatnya rumit, sehingga menyulitkan penyesuaian. Selain itu, karena penggunaan penyearah pergeseran fasa thyristor pada sisi jaringan listrik, harmonisa arus input relatif besar, yang akan berdampak tertentu pada jaringan listrik ketika kapasitasnya besar.
Konverter frekuensi tipe tegangan
Dinamai berdasarkan penggunaan komponen kapasitif pada tautan DC konverter frekuensi, karakteristiknya adalah tidak dapat beroperasi dalam empat kuadran. Ketika motor beban perlu direm, sirkuit pengereman terpisah perlu dipasang. Ketika daya tinggi, filter gelombang sinus perlu ditambahkan ke output.
1. Apa perbedaan antara jenis tegangan dan jenis arus?
Rangkaian utama konverter frekuensi secara garis besar dapat dibagi menjadi dua jenis: jenis tegangan merupakan konverter frekuensi yang mengubah DC dari sumber tegangan menjadi AC, dan penyaringan rangkaian DC adalah kapasitor; jenis arus merupakan konverter frekuensi yang mengubah DC dari sumber arus menjadi AC, dan penyaringan rangkaian DC-nya adalah induktor.
2. Mengapa tegangan dan arus konverter frekuensi berubah secara proporsional?
Torsi motor asinkron dihasilkan oleh interaksi antara fluks magnet motor dan arus yang mengalir melalui rotor. Pada frekuensi terukur, jika tegangan konstan dan hanya frekuensi yang dikurangi, fluks magnet akan terlalu besar, sirkuit magnet akan jenuh, dan dalam kasus yang parah, motor akan terbakar. Oleh karena itu, frekuensi dan tegangan harus diubah secara proporsional, yaitu, saat mengubah frekuensi, tegangan keluaran konverter frekuensi harus dikontrol untuk mempertahankan fluks magnet motor tertentu dan menghindari terjadinya fenomena magnet lemah dan saturasi magnetik. Metode kontrol ini umumnya digunakan untuk konverter frekuensi hemat energi pada kipas dan pompa.