Furnizorul unității de frânare cu convertor de frecvență vă reamintește că atât convertoarele de frecvență de curent, cât și cele de tensiune aparțin convertoarelor de frecvență AC-DC-AC, constând dintr-un redresor și un invertor.
Deoarece sarcinile sunt în general inductive, trebuie să existe un transfer de putere reactivă între sursele lor de alimentare. Prin urmare, în legătura intermediară de curent continuu, este nevoie de componente care să amortizeze puterea reactivă.
Dacă se utilizează un condensator mare pentru a tampona puterea reactivă, acesta constituie un convertor de frecvență de tip sursă de tensiune; dacă se utilizează o reactanță mare pentru a tampona puterea reactivă, acesta constituie un convertor de frecvență de tip sursă de curent.
Diferența dintre convertoarele de frecvență de tip tensiune și convertoarele de frecvență de tip curent constă doar în filtrul intermediar de curent continuu. Cu toate acestea, acest lucru duce la diferențe semnificative de performanță între cele două tipuri de convertoare de frecvență, așa cum se arată în următoarea listă comparativă:
1. Componente de stocare a energiei: convertor de frecvență de tip tensiune - condensator; Tip curent - reactanță.
2. Caracteristicile formei de undă de ieșire: Forma de undă a tensiunii este dreptunghiulară, forma de undă a curentului este aproximativ sinusoidală; Convertorul de frecvență de tip curent are o formă de undă dreptunghiulară pentru curent și o formă de undă sinusoidală aproximativă pentru tensiune.
3. Caracteristicile compoziției circuitului includ o sursă de alimentare de curent continuu cu diodă de feedback în paralel cu un condensator de mare capacitate (sursă de tensiune cu impedanță joasă) ca tip de tensiune; sursa de alimentare de curent continuu fără diodă de feedback în serie cu o inductanță mare (sursă de curent cu impedanță înaltă) facilitează funcționarea motorului în patru cadrane.
4. În ceea ce privește caracteristicile, tipul de tensiune generează supracurent atunci când sarcina este scurtcircuitată, iar motoarele în buclă deschisă pot funcționa, de asemenea, stabil; tipul de curent poate suprima supracurentul atunci când sarcina este scurtcircuitată, iar controlul feedback-ului este necesar pentru funcționarea instabilă a motorului.
Invertoarele de curent utilizează tiristoare cu comutație naturală ca întrerupătoare de putere, care au o inductanță costisitoare pe partea de curent continuu și sunt utilizate în reglarea vitezei cu alimentare dublă. Acestea necesită circuite de comutație la viteze suprasincrone și au performanțe slabe la frecvențe de alunecare scăzute.
Caracteristicile structurale ale convertorului de frecvență
Legătura de curent continuu a convertorului de frecvență de tip curent este numită după utilizarea componentelor inductive, care are avantajul capacității de funcționare în patru cadrane și poate realiza cu ușurință funcția de frânare a motorului. Dezavantajul este că necesită comutația forțată a punții invertorului, iar structura dispozitivului este complexă, ceea ce face dificilă reglarea. În plus, datorită utilizării rectificării cu defazaj cu tiristoare pe partea rețelei electrice, armonicile de curent de intrare sunt relativ mari, ceea ce va avea un anumit impact asupra rețelei electrice atunci când capacitatea este mare.
2. Convertorul de frecvență de tip tensiune este numit după utilizarea componentelor capacitive în legătura de curent continuu a convertorului de frecvență. Caracteristica sa este că nu poate funcționa în patru cadrane. Când motorul de sarcină trebuie să frâneze, trebuie instalat un circuit de frânare separat. Când puterea este mare, trebuie adăugat un filtru sinusoidal la ieșire.
3. Convertorul de frecvență de curent înalt utilizează componente GTO, SCR sau IGCT în serie pentru a realiza o conversie directă a frecvenței de înaltă tensiune, cu o tensiune de curent de până la 10KV. Datorită utilizării componentelor inductive în legătura de curent continuu, acesta nu este suficient de sensibil la curent, ceea ce îl face mai puțin predispus la defecțiuni de supracurent. Invertorul este, de asemenea, fiabil în funcționare și are performanțe bune de protecție. Partea de intrare adoptă o rectificare controlată în fază cu tiristor, iar armonicele de curent de intrare sunt relativ mari. Atunci când capacitatea convertorului de frecvență este mare, trebuie luate în considerare poluarea rețelei electrice și interferențele cu echipamentele electronice de comunicații. Circuitul de egalizare a tensiunii și de tamponare este complex din punct de vedere tehnic și costisitor. Datorită numărului mare de componente și a volumului dispozitivului, reglarea și întreținerea sunt relativ dificile. Puntea invertorului adoptă comutația forțată și generează o cantitate mare de căldură, ceea ce necesită rezolvarea problemei disipării căldurii de către componente. Avantajul său constă în capacitatea sa de a funcționa în patru cadrane și de a frâna. Trebuie menționat că acest tip de convertor de frecvență necesită instalarea unor condensatoare de înaltă tensiune cu auto-reparare pe partea de intrare și ieșire, datorită factorului de putere de intrare redus și a armonicelor ridicate de intrare și ieșire.
4. Structura circuitului invertorului de înaltă tensiune adoptă tehnologia IGBT serie directă, cunoscută și sub denumirea de invertor de înaltă tensiune serie directă cu dispozitive. Acesta utilizează condensatoare de înaltă tensiune pentru filtrare și stocarea energiei în legătura de curent continuu, cu o tensiune de ieșire de până la 6KV. Avantajul său este că poate utiliza dispozitive de alimentare rezistente la tensiune mai mică, iar toate IGBT-urile de pe brațul punții serie au aceeași funcție, permițând backup reciproc sau design redundant. Dezavantajul este că numărul de niveluri este relativ mic, doar două niveluri, iar tensiunea de ieșire dV/dt este, de asemenea, mare, necesitând utilizarea unor motoare speciale sau filtre sinusoidale de înaltă tensiune, ceea ce va crește semnificativ costul. Nu are o funcție de funcționare în patru cadrane și trebuie instalată o unitate de frânare separată în timpul frânării. Acest tip de convertor de frecvență trebuie, de asemenea, să rezolve problema egalizării tensiunii dispozitivului, care necesită, în general, un design special al circuitelor de acționare și al circuitelor tampon. Există, de asemenea, cerințe extrem de stricte pentru întârzierea circuitelor de acționare IGBT. Odată ce timpii de pornire și oprire ai IGBT sunt inconsecvenți sau pantele flancurilor ascendente și descendente sunt prea diferite, acest lucru va cauza deteriorarea dispozitivelor de alimentare.
Există multe tipuri de invertoare de înaltă tensiune, iar metodele lor de clasificare sunt, de asemenea, diverse. În funcție de prezența unei componente de curent continuu în legătura intermediară, acestea pot fi împărțite în convertoare de frecvență AC/AC și convertoare de frecvență AC-DC-AC; în funcție de proprietățile componentei de curent continuu, aceasta poate fi împărțită în convertoare de frecvență de tip curent și de tip tensiune.
Convertor de frecvență de tip curent
Numit după utilizarea componentelor inductive în legătura de curent continuu a convertorului de frecvență, acesta are avantajul capacității de funcționare în patru cadrane și poate realiza cu ușurință funcția de frânare a motorului. Dezavantajul este că necesită comutația forțată a punții invertorului, iar structura dispozitivului este complexă, ceea ce face dificilă reglarea. În plus, datorită utilizării rectificării cu defazaj cu tiristoare pe partea rețelei electrice, armonicile de curent de intrare sunt relativ mari, ceea ce va avea un anumit impact asupra rețelei electrice atunci când capacitatea este mare.
Convertor de frecvență de tip tensiune
Numit după utilizarea componentelor capacitive în legătura de curent continuu a convertorului de frecvență, caracteristica sa este că nu poate funcționa în patru cadrane. Când motorul de sarcină trebuie frânat, trebuie instalat un circuit de frânare separat. Când puterea este mare, trebuie adăugat la ieșire un filtru sinusoidal.
1. Care este diferența dintre tipul de tensiune și tipul de curent?
Circuitul principal al unui convertor de frecvență poate fi împărțit aproximativ în două categorii: tipul de tensiune este un convertor de frecvență care convertește curentul continuu al sursei de tensiune în curent alternativ, iar filtrul circuitului de curent continu este un condensator; tipul de curent este un convertor de frecvență care convertește curentul continuu al unei surse de curent în curent alternativ, iar filtrul circuitului său de curent continu este un inductor.
2. De ce se modifică proporțional tensiunea și curentul unui convertor de frecvență?
Cuplul unui motor asincron este generat de interacțiunea dintre fluxul magnetic al motorului și curentul care curge prin rotor. La frecvența nominală, dacă tensiunea este constantă și doar frecvența este redusă, fluxul magnetic va fi prea mare, circuitul magnetic se va satura, iar în cazuri grave, motorul se va arde. Prin urmare, frecvența și tensiunea ar trebui modificate proporțional, adică, în timp ce se modifică frecvența, tensiunea de ieșire a convertorului de frecvență ar trebui controlată pentru a menține un anumit flux magnetic al motorului și a evita apariția magnetismului slab și a fenomenelor de saturație magnetică. Această metodă de control este utilizată în mod obișnuit pentru convertoarele de frecvență de economisire a energiei în ventilatoare și pompe.