Pracovní princip frekvenčního měniče

Afrekvenční měničje zařízení pro řízení výkonu, jehož základní princip je založen na proporcionálním vztahu mezi rychlostí motoru a frekvencí napájení (pro střídavé asynchronní motory: n=60f/p, kde n je rychlost, f je frekvence a p je počet párů pólů).

Základní úkol

Přeměna konstantního střídavého výkonu dodávaného ze sítě na střídavý výkon s nastavitelnou frekvencí a napětím požadovaným motorem, čímž se přesně řídí rychlost a točivý moment motoru.

Základní pracovní princip frekvenčního měniče: Základní proces: AC-DC-AC konverze
1. Usměrnění (AC na DC)
Vstup: Frekvenční měnič přijímá střídavý proud s pevným napětím a frekvencí (50 Hz nebo 60 Hz) z elektrické sítě.
Proces: Vnitřní obvod usměrňovače převádí vstupní střídavý výkon na pulzující stejnosměrný výkon.
Klíčová součást: Usměrňovací modul.

2. DC (filtrování a ukládání energie)
Proces: Pulzující stejnosměrný výkon je vyhlazován filtračními kondenzátory (a tlumivkami) na stejnosměrné sběrnici a stává se stabilním stejnosměrným napájením s menším zvlněním.

Funkce: Eliminace kolísání napětí a ukládání energie.

3. Inverze (DC na Nastavitelný AC)
Prostřednictvím invertoru (pomocí výkonových spínacích zařízení, jako jsou IGBT), pod kontrolou řídicího obvodu, jsou tyto IGBT pravidelně zapínány a vypínány na extrémně vysokých frekvencích (např. tisíce až desítky tisíc hertzů).

Klíčová technologie: PWM (Pulse Width Modulation) řízení, simulující výstup sinusové vlny úpravou spínací frekvence.

4. Ovládání
Core Control: V/F Control
Udržuje konstantní poměr napětí-k{1}}frekvenci a zajišťuje stabilní tok motoru. Vhodné pro aplikace s nízkými požadavky na přesnost, jako jsou ventilátory a čerpadla.
Vektorové ovládání
Rozkládá složky točivého momentu a magnetického pole proudu motoru pomocí algoritmů, čímž dosahuje přesné regulace točivého momentu podobně jako u stejnosměrného motoru. Vhodné pro vysoce-přesnou regulaci rychlosti, například u zdvihacích zařízení a obráběcích strojů.
Přímé řízení točivého momentu
Přímo řídí krouticí moment a propojení toku motoru, nabízí rychlou dynamickou odezvu a je vhodné pro vysokorychlostní rázové zatížení-.

Základní komponenty
Usměrňovací jednotka:Převádí AC na DC.
DC sběrnice:Filtruje a ukládá energii.
Invertorová jednotka:Převádí DC na AC s proměnnou frekvencí.
Řídicí jednotka (CPU):Zpracovává signály a generuje PWM průběhy.
Detekční obvod:Monitoruje napětí, proud, teplotu atd.