Тиристорные частотные преобразователи

часть преобразователей обычно выполнена на тиристорах или транзисторах, которые работают в режиме электронных ключей.
Управляющая часть выполняется на цифровых микропроцессорах и обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).
В качестве электронных ключей в инвертерах применяются запираемые тиристоры GTO и их усовершенствованные модификации GCT, IGCT, SGCT, и биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT.

устройство, предназначенное для изменения скорости вращения асинхронных электродвигателей переменного тока.
Преобразователь частоты преобразует напряжение одной частоты на другую с управляемым напряжением и частотой. Устроенный на полупроводниках преобразователь частоты называют еще статическим преобразователь частоты, потому что первоначально преобразователи частоты были электромашинные, т.е. нестатическими. Преобразователи частоты бывают двух видов:
преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока
преобразователь частоты непосредственный

мощность
максимальный и не зависимый от нагрузки КПД
близкое к синусоидальному выходное напряжение
возможность регулировать выходное напряжение и частоту в больших пределах
требуемую степень защиты корпуса
низкий электромагнитный и акустический шум
большую надежность и срок работы
Кроме того они должны:
работать параллельно
работать на холостом ходу
иметь простое использование и обслуживание

fс (сеть).
Теоретически можно обеспечить любую по величине частоту.
2. Частота ограничивается свойствами ключей инвертора. И по быстродействию (предельные частоты переключений).
3. Простота обеспечения регулирования напряжения (выпрямитель) и выходной частоты (инвертор), особенно при применении полностью управляемых полупроводниковых ключей в инверторе.

пуска)

Применение устройств плавного регулирования частоты вращения двигателей в насосных агрегатах, помимо экономии электроэнергии, дает ряд дополнительных преимуществ, а именно:
плавный пуск и остановка двигателя исключает вредное воздействие переходных процессов (типа гидравлический удар) в напорных трубопроводах и технологическом оборудовании;
пуск двигателя осуществляется при токах, ограниченных на уровне номинального значения, что повышает долговечность двигателя, снижает требования к мощности питающей сети и мощности коммутирующей аппаратуры;
возможна модернизация действующих технологических агрегатов без замены насосного оборудования и практически без перерывов в его работе.

частоты, то надо обеспечить, чтобы магнитная индукция в воздушном зазоре двигателя осталась неизменной независимо от частоты. Также надо следить, чтобы ток статора не превышал номинального. Такое управление называют управление с постоянным магнитным потоком.
Преобразователь частоты преобразует входное напряжение 220В/380В частотой 50Гц, в выходное импульсное напряжение посредством ШИМ, которое формирует в обмотках двигателя синусоидальный ток частотой от 0Гц до 400Гц или даже до 1600Гц.
Таким образом, плавно увеличивая частоту и амплитуду напряжения, подаваемого на обмотки асинхронного электродвигателя, можно обеспечить плавное регулирование скорости вращения вала электродвигателя.
Экономия электроэнергии при использовании регулируемого электропривода для насосов в среднем составляет 50-75 % от мощности, потребляемой насосами при дроссельном регулировании. Это определило повсеместное внедрение в промышленно развитых странах регулируемого привода.

заключается в более гибком управлении напряжением двигателя при изменении нагрузки, что позволяет в некоторых режимах дополнительно сэкономить до 30% потребляемой электроэнергии за счет снижения потерь в двигателе.
Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой. Примером могут служить конвейеры, насосы, вентиляторы и т.п.
Учитывая тот факт, что во многих случаях асинхронные двигатели выбираются с существенным запасом по мощности и, следовательно, часто работают с неполной нагрузкой, можно ожидать высокой эффективности широкого использования энергосберегающих преобразователей частоты оптимизации энергопотребления.

бумажных машин, приводов на асинхронных и синхронных машинах для получения регулируемой скорости вращения.
Выходное напряжение преобразователей частоты достигает 10кW, мощность несколько МW и частота до кНz.
Используя преобразователи частоты, можно заменить машины постоянного тока на более надежные асинхронные и синхронные машины.
Несмотря на немалую стоимость современных ПЧ, средняя окупаемость вложенных средств за счёт экономии ресурсов составляет 0.5-1.5 года.

энергоресурсов;
Увеличение срока службы технологического оборудования;
Снижение затрат на ремонтные и планово-предупредительные мероприятия;
Обеспечение оперативного управления, а также достоверного контроля за выполнением технологических процессов и т.д.

0,5.30 л.с.)

применений:
SINAMICS G110 (0,12- 3 кВт)

Для применения с высокими требованиями к динамике:
SINAMICS G120 (0,37- 9 кВт)

SINAMICS G1200 (0.75 – 7,7 кВт)

уровень гибкости и возможность использования различных комбинаций компонентов;
Широкий спектр предлагаемых продуктов и услуг;

высокими динамическими показателями MICROMASTER 440 с бездатчиковым векторным управлением в диапазоне мощностей до 250 кВт.

Привода с высокими динамическими показателями - MICROMASTER 430 ( от 7.5 до 250 кВт);
Для насосов и вентиляторов - MICROMASTER 420 ( от 0.12 до 11 кВт);
Универсальный преобразователь для любой задачи - MICROMASTER 411(от 0.37 до 3 кВт);
Преобразователь частоты для задач с децентрализованной периферией - MICROMASTER 410 ( от 0.12 до 0.75 кВт).

производителей силовой преобразовательной техники, которая успешно работает на рынке с 1992 года.

энергии приходится на электропривод.

переход к следующему поколению приводов высокого напряжения - Sinamics GM150.
Приводы Sinamics GM150 объединяют в себе преимущества своих предшественников с обновленной конструкцией, а также новую управляющую платформу приводов Sinamics от компании Siemens.
"Для пользователей марка Sinamics означает унифицированные принципы построения частотно-регулируемых приводов в диапазоне напряжений от 230 до 7200 В и мощностей от 0,12 кВт до 30 МВт".

имеют на стороне питающей сети выпрямитель, на выход которого включается автономный инвертор.
Между выпрямителем и инвертором находится так называемое промежуточное звено постоянного тока, которое сглаживает ток и напряжение и накапливает энергию.

выпрямителя, фильтра сглаживания и автономного инвертера.
Переменное напряжение выпрямляется и преобразуется в переменное напряжение с изменяемой амплитудой и частотой.
Изменением напряжения и частоты можно управлять скоростью вращения трехфазных электродвигателей в больших пределах, начиная с нуля до многократной номинальной скорости.

представляет собой управляемый выпрямитель и выполнена на незапираемх теристорах.

Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети.

Принципы устройства частотного преобразователя

сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц.

Как следствие малый диапазон управления частоты вращения двигателя (не более 1 : 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров. Использование не запираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя.

«Резаная» синусоида на выходе преобразователя вызывает:
1. дополнительные потери в электрическом двигателе,
2. перегрев электрической машины,
3. снижение момента,
4. очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению к.п.д. системы в целом.

Недостатки преобразователей
с непосредственной связью