Однофазный преобразователь частоты: особенности устройства и способы подключения

Мир электротехники очень многообразен и в нем существует множество полезных приспособлений, позволяющий получать от работы оборудования больше пользы. Одним из часто применяемых буквально везде элементов, является однофазный преобразователь частоты. Это устройство, работающее в однофазных электрических сетях и меняющее частоту сетевого переменного тока на нужную. Преобразователи активно используются практически во всех сферах. Рассмотрим подробнее, что собой представляет это устройство, как оно работает, какие есть варианты его подключения.

Содержание

1. Устройство однофазных преобразователей частоты (ПЧ)
2. Варианты подключения
3. Преимущества однофазных преобразователей

Устройство однофазных преобразователей частоты (ПЧ)

Данное приспособление состоит из нескольких ключевых компонентов, каждый из которых по-своему важен в функционировании преобразователя. Вот важнейшие его узлы:

• Входной фильтр, который предназначается для фильтрации входного сигнала переменного тока и сглаживания его первоначальной формы. Это необходимо для устранения высокочастотных помех и защиты ПЧ от возможных скачков напряжения в питающей сети;
• Выпрямитель. С его помощью происходит выпрямление переменного тока в постоянный, изготавливается компонент с помощью диодов или выпрямительных мостов;
• Конденсатор, через который проходит ток после выпрямителя. Он необходим для того, чтобы убрать нежелательные пульсации тока и сгладить сигнал напряжения;
• Еще один важный узел – инвертор, задача которого состоит в преобразовании постоянного напряжения назад в переменное. В нем применяются полевые транзисторы, создающие выходной сигнал с желаемыми пользователем частотой и амплитудой. Управление инвертором происходит с помощью специализированных микроконтроллеров или DSP-процессоров, которые следят за заданной частотой и амплитудой выходного сигнала, корректируя ее при необходимости.
  

Помимо этого, однофазный частотный преобразователь имеет в своей структуре выходной фильтр, различные защитные механизмы, позволяющие избежать перегрева, аварии при коротком замыкании, перегрузок. Также современные преобразователи оборудуются удобной системой мониторинга и управления рабочими параметрами, к примеру, сенсорным экраном или детализированной панелью управления, что помогает гибко работать с устройством.

Варианты подключения

В зависимости от потребностей потребителя, рассматриваемый частотный преобразователь можно подключать по-разному. Существует несколько типовых схем его работы:

• Подключение 1Ф-1Ф (с однофазным входом и однофазным выходом). В этом случае однофазный ПЧ применяется для управления однофазным электродвигателем, что является наиболее классическим вариантом его использования. Он подключается к однофазной сети и создает переменное напряжение и частоту на выходе для управления однофазным мотором. Этот способ наиболее часто используется в бытовых системах, таких как вентиляторы, насосы и кондиционеры;
• Подключение 1Ф-3Ф (с однофазным входом и трехфазным выходом). Этот способ позволяет использовать однофазный ПЧ для питания трехфазного электродвигателя. Однофазный вход питается от однофазной электрической сети, а выход ПЧ генерирует трехфазное напряжение и частоту для питания трехфазного движка;
• Подключение 1Ф-3Ф с конденсатором (с однофазным входом и трехфазным выходом с использованием конденсатора). Такой тип подключения используется в случаях, когда требуется использовать однофазный ПЧ для питания трехфазного двигателя, но для этого доступна только однофазная сеть. С помощью специальных стартовых конденсаторов и реле, однофазный ПЧ создает фазовый сдвиг и имитирует трехфазное питание для двигателя. Этот способ менее эффективен и надежен, чем непосредственное трехфазное подключение, упомянутое выше, но он может быть полезен в случаях, когда нет доступа к трехфазной сети.

Бывают и другие варианты, зависящие от того, какие задачи стоят перед пользователем.

Преимущества однофазных преобразователей

Однофазный ПЧ имеет ряд сильных сторон, благодаря чему активно используется во многих сферах. Вот некоторые из его преимуществ:

• Однофазные ПЧ специально разработаны для управления однофазными электродвигателями, которые широко применяются в таких системах, как вентиляторы, компрессоры, насосы. Это позволяет оптимизировать работу электродвигателей и экономить электроэнергию;
• Однофазные ПЧ обеспечивают мягкий запуск электродвигателей, что уменьшает воздействие стартовых токов на электрическую сеть, а также позволяет повысить сохранность и ресурс самого двигателя;
•  Достигается точное управление скоростью и моментом мотора;
• Простота подключения и использования с различными типами оборудования.

Также с применением рассматриваемого устройства достигается увеличение срока службы оборудования, его сохранность от перегрузок и других негативных воздействий.