Схема частотного преобразователя и ее расшифровка

Частотный преобразователь - это электронное устройство, которое преобразует входное напряжение постоянного тока в переменное напряжение с регулируемой частотой и амплитудой.

Схема частотного преобразователя включает в себя:

• Выпрямитель - преобразует входное переменное напряжение в постоянное для питания инвертора.
• Инвертор - генерирует на выходе переменное напряжение заданной частоты и амплитуды на основе постоянного напряжения от выпрямителя.
• Система управления - формирует сигналы управления для транзисторов инвертора, обеспечивая нужную частоту и амплитуду выходного напряжения.
• Фильтры и другие цепи формирования сигнала.

Такая схема нужна для управления скоростью вращения асинхронных электродвигателей путем изменения частоты питающего их напряжения. Это позволяет регулировать скорость в широком диапазоне, а также обеспечивает экономию электроэнергии за счет оптимального управления двигателем.

Частотные преобразователи нашли широкое применение в промышленности, на транспорте, в бытовой технике для управления скоростью вращения двигателей.

Также в состав схемы могут входить цепи защиты, сглаживающие фильтры, система охлаждения и другие узлы. Конкретная схемотехника зависит от мощности и функционала преобразователя.

Виды схем частотного преобразователя

Существует несколько основных типов схем частотных преобразователей:

1. На тиристорах. Используются тиристоры для формирования выходного переменного напряжения. Просты и надежны, но имеют ограниченную скорость регулирования.
2. На транзисторах. Применяются быстродействующие транзисторы - IGBT, MOSFET. Позволяют получить высокую частоту коммутации и точность регулирования.
3. На ключах. Используют готовые силовые ключи на IGBT или MOSFET транзисторах. Упрощают схему и снижают стоимость.
4. С непосредственной связью. Выпрямитель подключен напрямую к двигателю, отсутствует звено постоянного тока. Просты и надежны.
5. Бездатчиковые (sensorless). Не используют датчики положения ротора двигателя. Сложны в управлении, но дешевле и надёжнее.
6. Векторное управление. Обеспечивают высокую точность управления моментом на валу за счёт раздельного управления потоком и моментом.
7. С промежуточным звеном постоянного тока. Позволяют осуществлять рекуперацию энергии в сеть.

Выбор типа схемы зависит от требований к преобразователю, его мощности, условий работы и стоимости. 

Расшифровка схем частотного преобразователя

Расшифровка основных элементов в схеме частотного преобразователя:

• Входной выпрямитель - выполняет преобразование переменного напряжения в постоянное. Состоит из диодов и фильтров.
• Инвертор - преобразует постоянное напряжение в переменное с регулируемой частотой. Состоит из транзисторов (IGBT, MOSFET) и системы управления ими.
• Модулятор - формирует импульсы управления для транзисторов инвертора в соответствии с требуемой частотой.
• Микроконтроллер - выполняет алгоритмы управления, обрабатывает сигналы датчиков.
• Датчики тока и напряжения - для измерения параметров и организации обратных связей.
• LC-фильтр - для сглаживания выходного напряжения, устранения пульсаций.
• Тормозной резистор - рассеивает энергию при торможении двигателя.
• Система охлаждения - обеспечивает отвод тепла от элементов схемы.
• Источник питания - формирует стабилизированные напряжения для узлов управления.
• Защита - автоматы, варисторы и другие элементы защиты схемы.

Обозначения символами в схемах частотного преобразователя

В схемах частотных преобразователей используются следующие условные графические обозначения основных элементов:

• Выпрямитель - мост из четырех диодов или управляемых тиристоров.
• Инвертор - мостовая схема из транзисторных ключей (IGBT, MOSFET).
• Трансформатор - две перекрещенные катушки.
• Дроссель - катушка индуктивности.
• Конденсатор - две параллельные линии.
• Резистор - зигзагообразная линия.
• Двигатель - условный символ двигателя в центре окружности.
• Микроконтроллер - прямоугольник с микросхемой.
• Датчик - символ преобразователя сигнала.
• Реле, контактор - переключатель с катушкой.
• Автоматический выключатель - параллельные линии с изломом и контактом.
• Разъем - прямоугольник с контактами.
• Провод - линия.

Значки, цифры и буквенные обозначения поясняют назначение и параметры элементов схемы.

Точный состав зависит от конкретной схемы и мощности преобразователя.