在各種情況下，可能需要將初始電流的頻率轉換為具有調節頻率電壓的電流。例如，當運行異步電機以改變其轉速時，這是必需的。本文將討論變頻器的用途和工作原理。
什麼是變頻器
頻率轉換器（FC）是一種將頻率為50赫茲的單相或三相交流電轉換並平滑調節為頻率為1至800赫茲的類似電流的電氣設備。這種裝置廣泛用於控制各種異步電機的運行，例如，改變它們的旋轉頻率。也有用於工業高壓網絡的設備。
簡單的轉換器根據 V/f 特性調節頻率和電壓，複雜的設備使用矢量控制。
變頻器是一種技術複雜的設備，它不僅由變頻器組成，而且還具有過流、過壓和短路保護。此外，此類設備可能具有用於改善波形的扼流圈和用於減少各種電磁干擾的濾波器。有電子轉換器，以及電機設備。
變頻器的工作原理
電子轉換器由幾個主要部件組成：整流器、濾波器、微處理器和逆變器。
整流器 有一堆二極管或晶閘管對轉換器輸入端的初始電流進行整流。二極管逆變器的特點是完全沒有紋波，它們價格低廉，但同時也是可靠的設備。基於晶閘管的轉換器為電流雙向流動創造了可能性，並在電機制動時允許電能返回網絡。
篩選 用於晶閘管器件以減少或消除電壓紋波。使用電容或電感電容濾波器執行平滑。
微處理器 – 是轉換器的控制和分析環節。它接收並處理來自傳感器的信號，允許您使用內置 PID 控制器調整變頻器的輸出信號。此外，該系統組件記錄和存儲事件數據，註冊和保護設備免受過載、短路、分析操作模式並在緊急操作時關閉設備。
逆變器 電壓和電流用於控制電機，即平滑控制電流的頻率。這種設備產生“純正弦”輸出，使其可用於許多行業。
電子變頻器（變頻器）的工作原理包括以下工作階段：
- 輸入的正弦交流單相或三相電流經二極管橋或晶閘管整流；
- 在特殊濾波器（電容器）的幫助下，對信號進行濾波以減少或消除電壓紋波；
- 通過微電路和晶體管電橋將電壓轉換成具有一定參數的三相波；
- 在逆變器的輸出端，矩形脈衝被轉換為具有指定參數的正弦電壓。
變頻器類型
變頻器有幾種類型，目前生產和使用最為普遍：
電機（電感應）轉換器： 在不可能或不適合使用電子 FC 的情況下使用。在結構上，此類設備是具有相轉子的異步電動機，以發電機-變流器模式運行。
這些設備是標量控制的轉換器。在該設備的輸出端，會產生一個給定幅度和頻率的電壓，以維持定子繞組中的一定磁通量。它們用於不需要根據負載（泵、風扇和其他設備）保持轉子速度的情況。
電子轉換器： 廣泛用於各種設備的各種工況。這種設備是矢量的，它們會自動計算定子和轉子磁場的相互作用，並提供轉子速度的恆定值，而不管負載如何。
- 循環轉換器；
- 循環逆變器；
- 帶中間直流環節的逆變器：
- 電流源變頻器；
- 電壓源的變頻器（具有幅度或脈寬調製）。
按範圍，設備可以是：
- 用於功率高達 315 kW 的設備；
- 功率高達 500 kW 的矢量轉換器；
- 用於易爆和多塵環境的防爆裝置；
- 安裝在電動機上的變頻器；
每種類型的變頻器都有一定的優缺點，適用於不同的設備和負載，以及工況。
變頻器可以手動或外部控制。手動控制由變頻器控制面板進行，可調節速度或停止運行。外部控制使用自動控制系統 (APCS) 進行，它可以控制所有設備參數並允許您切換方案或操作模式（通過 FC 或旁路）。此外，外部控制允許您根據操作條件、負載、時間對轉換器的操作進行編程，從而使您可以在自動模式下工作。
為什麼電動機需要變頻器？
使用變頻器可以降低電力成本、電機和設備的折舊成本。它們可用於廉價的鼠籠式電機，從而降低生產成本。
許多電動機在運行模式頻繁變化（頻繁啟動和停止、負載變化）的條件下運行。變頻器可讓您平穩啟動電機並降低設備的最大啟動扭矩和發熱。這很重要，例如，在起重機械中，可以減少突然啟動的負面影響，以及消除負載的擺動和停止時的抖動。
在逆變器的幫助下，您可以平穩地調節鼓風機、泵的運行，並使您的工藝流程自動化（用於鍋爐房、採礦、石油和煉油行業、自來水廠和其他企業）。
在輸送機、輸送機、升降機中使用變頻器可以延長其組件的使用壽命，因為它可以減少啟動和停止設備時的抖動、衝擊和其他負面因素。它們可以平滑地增加和降低發動機轉速，進行反向運動，這對於大量高精度工業設備來說非常重要。
變頻器的優點：
- 降低能源成本：通過降低啟動電流和根據負載調整髮動機功率；
- 增加設備的可靠性和耐用性：讓您延長使用壽命，增加從一項技術服務到另一項技術服務的時間；
- 允許您從遠程計算機設備實現對設備的外部控制和管理，並能夠集成到自動化系統中；
- 變頻器可以在任何負載功率下運行（從一千瓦到幾十兆瓦）；
- 變頻器組成中特殊組件的存在使您可以防止過載、斷相和短路，並確保在緊急情況下安全運行和關閉設備。
當然，看到這樣的優勢列表，人們可能想知道為什麼不將它們用於企業中的所有引擎？唉，這裡的答案很明顯，但這是 chastotnikov 的高成本，它們的安裝和調整。並非每個企業都能負擔得起這些成本。
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