다양한 상황에서 초기 전류의 주파수를 주파수 전압이 조정된 전류로 변환해야 할 수 있습니다. 이것은 예를 들어 비동기 모터를 작동하여 회전 속도를 변경할 때 필요합니다. 이 기사에서는 주파수 변환기의 작동 목적과 원리에 대해 설명합니다.
주파수 변환기 란 무엇입니까?
주파수 변환기(FC)는 주파수 50Hz의 단상 또는 3상 교류를 주파수 1~800Hz의 유사한 유형의 전류로 변환하고 원활하게 조절하는 전기 장치입니다. 이러한 장치는 예를 들어 회전 주파수를 변경하기 위해 다양한 비동기 전기 기계의 작동을 제어하는 데 널리 사용됩니다. 산업용 고전압 네트워크에 사용되는 장치도 있습니다.
간단한 변환기는 V/f 특성에 따라 주파수와 전압을 조절하고 복잡한 장치는 벡터 제어를 사용합니다.
주파수 변환기는 기술적으로 복잡한 장치이며 주파수 변환기로 구성될 뿐만 아니라 과전류, 과전압 및 단락에 대한 보호 기능도 갖추고 있습니다. 또한 이러한 장비에는 파형을 개선하기 위한 초크와 다양한 전자기 간섭을 줄이기 위한 필터가 있을 수 있습니다. 전자 변환기와 전기 기계 장치가 있습니다.
주파수 변환기의 작동 원리
전자 변환기는 정류기, 필터, 마이크로 프로세서 및 인버터와 같은 몇 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.
정류기 변환기 입력에서 초기 전류를 정류하는 다이오드 또는 사이리스터 무리가 있습니다. 다이오드 인버터는 리플이 전혀 없는 것이 특징이며 저렴하지만 동시에 안정적인 장치입니다. 사이리스터 기반 컨버터는 전류가 양방향으로 흐르고 모터가 제동될 때 네트워크로 전기 에너지를 반환할 수 있는 가능성을 만듭니다.
필터 전압 리플을 줄이거나 제거하기 위해 사이리스터 장치에 사용됩니다. 평활화는 용량성 또는 유도 용량성 필터를 사용하여 수행됩니다.
마이크로프로세서 – 변환기의 제어 및 분석 링크입니다. 센서에서 신호를 수신 및 처리하므로 내장 PID 컨트롤러로 주파수 변환기의 출력 신호를 조정할 수 있습니다.또한 이 시스템 구성 요소는 이벤트 데이터를 기록 및 저장하고 과부하, 단락 회로로부터 장치를 등록 및 보호하고 작동 모드를 분석하고 비상 작동 시 장치를 끕니다.
인버터 전압과 전류는 전기 기계를 제어하는 데 사용됩니다. 즉, 전류의 주파수를 원활하게 제어합니다. 이러한 장치는 많은 산업 분야에서 사용할 수 있는 "순수한 사인" 출력을 생성합니다.
전자 주파수 변환기(인버터)의 작동 원리는 다음 작업 단계로 구성됩니다.
- 입력 정현파 교류 단상 또는 삼상 전류는 다이오드 브리지 또는 사이리스터에 의해 정류됩니다.
- 특수 필터(커패시터)를 사용하여 신호를 필터링하여 전압 리플을 줄이거나 제거합니다.
- 전압은 미세 회로와 트랜지스터 브리지를 사용하여 특정 매개변수를 사용하여 3상 파동으로 변환됩니다.
- 인버터 출력에서 직사각형 펄스는 지정된 매개변수를 사용하여 정현파 전압으로 변환됩니다.
주파수 변환기의 유형
현재 생산 및 사용에 가장 일반적으로 사용되는 몇 가지 유형의 주파수 변환기가 있습니다.
전기기계(전기유도) 변환기: 전자 FC를 사용하는 것이 불가능하거나 부적절한 경우에 사용됩니다. 구조적으로 이러한 장치는 발전기 변환기 모드에서 작동하는 위상 회 전자가있는 비동기식 모터입니다.
이러한 장치는 스칼라 제어 변환기입니다. 이 장치의 출력에서 고정자 권선의 특정 자속을 유지하기 위해 주어진 진폭과 주파수의 전압이 생성됩니다.부하(펌프, 팬 및 기타 장비)에 따라 로터 속도를 유지할 필요가 없는 경우에 사용됩니다.
전자 변환기: 다양한 장비의 모든 작업 조건에서 널리 사용됩니다. 이러한 장치는 벡터이며 고정자와 회 전자의 자기장 상호 작용을 자동으로 계산하고 부하에 관계없이 회 전자 속도의 일정한 값을 제공합니다.
- 사이클로컨버터;
- 사이클로인버터;
- 중간 DC 링크가 있는 인버터:
- 전류원의 주파수 변환기;
- 전압원의 주파수 변환기(진폭 또는 펄스 폭 변조 포함).
범위에 따라 장비는 다음과 같습니다.
- 최대 315kW의 전력을 가진 장비의 경우;
- 최대 500kW의 전력용 벡터 변환기;
- 폭발성 및 먼지가 많은 환경에서 사용하기 위한 방폭 장치;
- 전기 모터에 장착된 주파수 변환기;
각 유형의 주파수 변환기에는 특정 장단점이 있으며 다양한 장비와 부하, 작업 조건에 적용할 수 있습니다.
주파수 변환기는 수동으로 또는 외부에서 제어할 수 있습니다. 수동 제어는 인버터의 제어 패널에서 수행되며 속도를 조정하거나 작동을 중지할 수 있습니다. 외부 제어는 모든 장치 매개변수를 제어할 수 있는 자동 제어 시스템(APCS)을 사용하여 수행되며 구성 또는 작동 모드(FC 또는 바이패스를 통해)를 전환할 수 있습니다.또한 외부 제어를 통해 작동 조건, 부하, 시간에 따라 변환기 작동을 프로그래밍할 수 있으므로 자동 모드에서 작업할 수 있습니다.
전기 모터에 주파수 변환기가 필요한 이유는 무엇입니까?
주파수 변환기를 사용하면 전기 비용, 모터 및 장비의 감가상각 비용을 줄일 수 있습니다. 저렴한 농형 모터에 사용할 수 있어 생산 비용이 절감됩니다.
많은 전기 모터는 작동 모드가 자주 변경되는 조건(자주 시작 및 중지, 부하 변경)에서 작동합니다. 주파수 변환기를 사용하면 모터를 원활하게 시동하고 장비의 최대 시동 토크와 가열을 줄일 수 있습니다. 이것은 예를 들어 호이스팅 기계에서 중요하며 급작스러운 출발의 부정적인 영향을 줄이고 정지할 때 부하의 흔들림과 저크를 제거할 수 있습니다.
인버터의 도움으로 송풍기, 펌프의 작동을 원활하게 조절할 수 있으며 기술 프로세스를 자동화할 수 있습니다(보일러 하우스, 광업, 석유 및 정유 부문, 상수도 및 기타 기업에서 사용).
컨베이어, 컨베이어, 엘리베이터에서 주파수 변환기를 사용하면 장비를 시작 및 정지할 때 저크, 충격 및 기타 부정적인 요소를 줄여주기 때문에 구성 요소의 서비스 수명을 늘릴 수 있습니다. 그들은 엔진 속도를 원활하게 증가 및 감소시키고 많은 수의 고정밀 산업 장비에 중요한 역방향 운동을 수행 할 수 있습니다.
주파수 변환기의 장점:
- 에너지 비용 절감: 시동 전류를 줄이고 부하에 따라 엔진 출력을 조정합니다.
- 장비의 신뢰성 및 내구성 향상: 서비스 수명을 연장하고 한 기술 서비스에서 다른 기술 서비스로 기간을 늘릴 수 있습니다.
- 원격 컴퓨터 장치에서 장비의 외부 제어 및 관리를 구현하고 자동화 시스템에 통합할 수 있습니다.
- 주파수 변환기는 모든 부하 전력(1킬로와트에서 수십 메가와트)으로 작동할 수 있습니다.
- 주파수 변환기 구성에 특수 구성 요소가 있으면 과부하, 결상 및 단락으로부터 보호할 수 있을 뿐만 아니라 비상 시 장비의 안전한 작동 및 종료를 보장할 수 있습니다.
물론 이러한 장점 목록을 보면 엔터프라이즈의 모든 엔진에 사용하지 않는 이유가 무엇입니까? 여기에 대한 대답은 분명하지만 이것은 chastotnikov, 설치 및 조정의 높은 비용입니다. 모든 기업이 이러한 비용을 감당할 수 있는 것은 아닙니다.
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