Инвертор - это устройство, преобразующее постоянный ток в переменный с регулируемым напряжением и частотой.
Частотный преобразователь - это устройство, которое изменяет частоту и напряжение переменного тока для регулирования скорости и крутящего момента асинхронного двигателя, который приводит в движение машину.
В зависимости от типа управления некоторые приводы могут запускать несколько двигателей одновременно. Тем не менее, на рынке автоматизации преобразователи частоты обычно называют инверторами, поэтому в этой статье мы будем использовать эти названия как синонимы.
Частотный преобразователь - незаменимый элемент привода машины, которая должна работать с точно определенными параметрами. При выборе привода для конкретного применения стоит знать типы, доступные на рынке.
Какие типы инверторов бывают?
1. Инвертор для трехфазного двигателя
Среди преобразователей частоты для трехфазных двигателей бывают однофазные и трехфазные преобразователи.
Что такое однофазный инвертор?
Однофазный инвертор питается от одной фазы 230 В переменного тока, а выход имеет 3 фазы с межфазным напряжением 230 В. Он используется в приложениях с небольшими двигателями мощностью до 2,2 кВт с номинальным напряжением 230 В.
Что такое 3-фазный инвертор?
Трехфазный инвертор питается от трех фаз 3 × 400 В переменного тока. Выход инвертора также имеет три фазы с межфазным напряжением 400 В.
Преобразователи частоты для трехфазных двигателей могут работать в более крупных приложениях, они могут работать в диапазоне выходной мощности, обычно от 0,7 кВт до даже 500 кВт. Они более распространены на рынке, чем однофазные инверторы, и поэтому обладают рядом функций.
К трехфазным инверторам для трехфазных двигателей чаще всего относятся: скалярное / векторное управление и ПИД-регулятор. Они имеют порт связи RS-485 с поддержкой протокола Modbus RTU, аналоговые и дискретные входы и выходы, светодиодную панель управления, фильтр ЭМС, вход безопасности STO и автоматическое регулирование напряжения AVR.
2. Инвертор для однофазного двигателя
Инверторы для однофазных двигателей обычно питаются от одной фазы. Используется для питания однофазных асинхронных двигателей, то есть с одной основной обмоткой, одной вспомогательной обмоткой и фазосдвигающим конденсатором. Они используются в таких устройствах, как насосы и вентиляторы мощностью до 1,1 кВт - они не рекомендуются для использования в сложных условиях.
Преобразователи для однофазных двигателей имеют на выходе одну фазу, а для трехфазных двигателей - три фазы. В автоматизации гораздо чаще используются преобразователи для трехфазных двигателей.
3. Скалярный инвертор
Что такое скалярный инвертор?
Инвертор с скалярным управлением (с алгоритмом U / f) используется в простых приложениях, где не требуется точное регулирование скорости и нет «тяжелого пуска», т. е. нагрузка с самого начала не имеет высокой инерции.
Его работа основана на поддержании постоянного отношения U / f, то есть частоты и эффективного напряжения, питающего двигатель. Он в основном используется в таких устройствах, как вентиляторы и насосы.
Скалярное управление может использоваться в приложениях с несколькими двигателями, то есть приложениях, где несколько двигателей подключены к одному приводу.
4. Векторный инвертор
Что такое векторный инвертор?
Инверторы с векторным управлением делятся на бессенсорные и управляемые с обратной связью. При бессенсорном управлении скорость вращения рассчитывается на основе математической модели электродвигателя без использования дополнительного датчика.
В случае преобразователей с обратной связью управление основано на измерении текущего значения скорости, измеряемого инкрементным энкодером, установленным на валу двигателя. Энкодер - датчик угла поворота.
Преобразователь с векторным управлением может поддерживать постоянное значение крутящего момента двигателя во всем диапазоне регулирования скорости, начиная с частоты питания 0,5 Гц. В этом случае привод может одновременно управлять только одним двигателем. Он отдельно регулирует крутящий момент и магнитный поток обмотки, благодаря чему возможна такая высокая эффективность работы.
Важно отметить, что любой привод с векторным управлением может работать в скалярном режиме, и это обычно режим управления по умолчанию.
Преобразователь, работающий в векторном режиме, требует точного ввода параметров двигателя и выполнения автоконфигурации. В результате инвертор будет измерять другие электрические параметры, которые не указаны на паспортной табличке двигателя, что позволит поддерживать постоянный крутящий момент.
FAQ - Часто задаваемые вопросы
Как выполняется частотное регулирование асинхронных электродвигателей?
Как устроены и работают частотные преобразователи?
Чем отличается скалярное и векторное управление электродвигателем?
Как частотный преобразователь экономит электроэнергию?
Для чего нужны входные и выходные фильтры при использовании частотного преобразователя?