Необходимость в изменении частоты исходного электротока появляется в разных ситуациях.
Подача электротока с напряжением измененной частоты нужна, к примеру, при функционировании асинхронных моторов для изменения быстроты их вращения. В данных целях повсеместно используются частотные преобразователи – электротехнические приборы, трансформирующие и плавно изменяющие трехфазный или однофазный переменный электроток с частотой 50 герц в электроток аналогичного типа с частотой 1-800 герц. Эти аппараты повсеместно используются для управления функционированием разнообразного электрооборудования. Кроме того, существуют частотные преобразователи для применения в высоковольтных промышленных электросетях.
Простые приборы изменяют напряжение и частоту в соответствии с параметром V/f, тогда как действие сложных устройств основано на применении векторного управления. Электронный преобразователь представляет собой технически сложный прибор, защищенный от короткого замыкания, перегрузок по электротоку и перенапряжения. Он может быть оснащен фильтрами, ослабляющими разнообразные электромагнитные помехи, и дросселем, улучшающим форму сигнала.
Частотный преобразователь включает в себя следующие главные элементы:
- Выпрямитель со связкой из тиристоров или диодов, выпрямляющих исходный электроток на входе в прибор. Диодные устройства отличаются отсутствием пульсаций, доступной стоимостью и высокой надежностью. Приборы на основе тиристоров обеспечивают условия для протекания электротока в двух направлениях и дают возможность возвращать электроэнергию в сеть при замедлении мотора.
- Фильтр. Этот элемент применяется в тиристорных приборах для исключения или понижения пульсаций напряжения. Для сглаживания используются индуктивно-емкостные или емкостные фильтры.
- Микропроцессор. Этот элемент отвечает за анализ и управление. Он осуществляет прием и обработку сигналов, получаемых с датчиков, благодаря чему обеспечивается возможность изменения выходного сигнала при помощи встроенного ПИД-регулятора. Кроме того, микропроцессор осуществляет регистрацию и защиту прибора от короткого замыкания и перегрузок, запись и хранение информации о событиях, анализ режима функционирования и отключение аппарата в аварийной ситуации.
- Инвертор напряжения и электротока. Данный элемент обеспечивает плавное изменение частоты элетротока, выдавая «чистый синус» на выходе.
