Dalam berbagai situasi, mungkin perlu untuk mengubah frekuensi arus awal menjadi arus dengan tegangan frekuensi yang diatur. Ini diperlukan, misalnya, saat mengoperasikan motor asinkron untuk mengubah kecepatan putarannya. Artikel ini akan membahas tujuan dan prinsip pengoperasian konverter frekuensi.
Isi
Apa itu konverter frekuensi
Konverter frekuensi (FC) adalah perangkat listrik yang mengubah dan mengatur dengan lancar arus bolak-balik satu fasa atau tiga fasa dengan frekuensi 50 Hz menjadi jenis arus yang serupa dengan frekuensi 1 hingga 800 Hz. Perangkat semacam itu banyak digunakan untuk mengontrol pengoperasian berbagai mesin listrik asinkron, misalnya, untuk mengubah frekuensi putarannya. Ada juga perangkat untuk digunakan dalam jaringan tegangan tinggi industri.
Konverter sederhana mengatur frekuensi dan tegangan sesuai dengan karakteristik V/f, perangkat kompleks menggunakan kontrol vektor.
Konverter frekuensi adalah perangkat yang kompleks secara teknis dan tidak hanya terdiri dari konverter frekuensi, tetapi juga memiliki perlindungan terhadap arus lebih, tegangan lebih, dan hubung singkat. Juga, peralatan tersebut mungkin memiliki choke untuk meningkatkan bentuk gelombang dan filter untuk mengurangi berbagai interferensi elektromagnetik. Ada konverter elektronik, serta perangkat mesin listrik.
Prinsip pengoperasian konverter frekuensi
Konverter elektronik terdiri dari beberapa komponen utama: penyearah, filter, mikroprosesor, dan inverter.
penyearah memiliki sekelompok dioda atau thyristor yang memperbaiki arus awal pada input ke konverter. Inverter dioda dicirikan oleh tidak adanya riak, harganya murah, tetapi pada saat yang sama merupakan perangkat yang andal. Konverter berbasis thyristor menciptakan kemungkinan arus mengalir di kedua arah dan memungkinkan kembalinya energi listrik ke jaringan saat motor direm.
Saring digunakan dalam perangkat thyristor untuk mengurangi atau menghilangkan riak tegangan. Smoothing dilakukan dengan menggunakan filter kapasitif atau induktif-kapasitif.
Mikroprosesor – adalah tautan kontrol dan analisis konverter. Ini menerima dan memproses sinyal dari sensor, yang memungkinkan Anda untuk menyesuaikan sinyal output dari konverter frekuensi dengan pengontrol PID bawaan.Selain itu, komponen sistem ini merekam dan menyimpan data kejadian, mendaftarkan dan melindungi perangkat dari kelebihan beban, korsleting, menganalisis mode operasi, dan mematikan perangkat jika terjadi operasi darurat.
inverter tegangan dan arus digunakan untuk mengontrol mesin listrik, yaitu untuk mengontrol frekuensi arus dengan lancar. Perangkat semacam itu menghasilkan output "sinus murni", yang memungkinkannya digunakan di banyak industri.
Prinsip pengoperasian konverter frekuensi elektronik (inverter) terdiri dari tahapan kerja berikut:
- Input sinusoidal arus satu fasa atau tiga fasa disearahkan oleh jembatan dioda atau thyristor;
- Dengan bantuan filter khusus (kapasitor), sinyal disaring untuk mengurangi atau menghilangkan riak tegangan;
- Tegangan diubah menjadi gelombang tiga fase dengan parameter tertentu menggunakan sirkuit mikro dan jembatan transistor;
- Pada output inverter, pulsa persegi panjang diubah menjadi tegangan sinusoidal dengan parameter yang ditentukan.
Jenis konverter frekuensi
Ada beberapa jenis konverter frekuensi, yang saat ini paling umum untuk produksi dan penggunaan:
Konverter mesin listrik (elektroinduksi): digunakan dalam kasus di mana tidak mungkin atau tidak pantas untuk menggunakan FC elektronik. Secara struktural, perangkat tersebut adalah motor asinkron dengan rotor fase, yang beroperasi dalam mode generator-konverter.
Perangkat ini adalah konverter yang dikendalikan skalar. Pada output perangkat ini, tegangan dengan amplitudo dan frekuensi tertentu dibuat untuk mempertahankan fluks magnet tertentu dalam belitan stator.Mereka digunakan dalam kasus di mana tidak perlu mempertahankan kecepatan rotor tergantung pada beban (pompa, kipas, dan peralatan lainnya).
Konverter elektronik: banyak digunakan di semua kondisi kerja untuk berbagai peralatan. Perangkat tersebut adalah vektor, mereka secara otomatis menghitung interaksi medan magnet stator dan rotor dan memberikan nilai konstan kecepatan rotor terlepas dari beban.
- siklokonverter;
- Cycloinverter;
- Inverter dengan tautan DC menengah:
- Konverter frekuensi sumber arus;
- Konverter frekuensi sumber tegangan (dengan modulasi amplitudo atau lebar pulsa).
Menurut ruang lingkup, peralatan dapat berupa:
- untuk peralatan dengan daya hingga 315 kW;
- konverter vektor untuk daya hingga 500 kW;
- perangkat tahan ledakan untuk digunakan di lingkungan yang eksplosif dan berdebu;
- konverter frekuensi yang dipasang pada motor listrik;
Setiap jenis konverter frekuensi memiliki kelebihan dan kekurangan tertentu, dan dapat diterapkan pada peralatan dan beban yang berbeda, serta kondisi kerja.
Konverter frekuensi dapat dikontrol secara manual atau eksternal. Kontrol manual dilakukan dari panel kontrol inverter, yang dapat menyesuaikan kecepatan atau menghentikan operasi. Kontrol eksternal dilakukan menggunakan sistem kontrol otomatis (APCS), yang dapat mengontrol semua parameter perangkat dan memungkinkan Anda untuk mengganti skema atau mode operasi (melalui FC atau bypass).Juga, kontrol eksternal memungkinkan Anda untuk memprogram pengoperasian konverter tergantung pada kondisi operasi, beban, waktu, yang memungkinkan Anda untuk bekerja dalam mode otomatis.
Mengapa motor listrik memerlukan konverter frekuensi?
Penggunaan konverter frekuensi memungkinkan untuk mengurangi biaya listrik, biaya penyusutan motor dan peralatan. Mereka dapat digunakan untuk motor sangkar-tupai yang murah, yang mengurangi biaya produksi.
Banyak motor listrik beroperasi dalam kondisi perubahan mode operasi yang sering (sering dimulai dan berhenti, perubahan beban). Konverter frekuensi memungkinkan Anda untuk memulai motor dengan lancar dan mengurangi torsi awal maksimum dan pemanasan peralatan. Ini penting, misalnya, dalam mesin pengangkat dan memungkinkan Anda untuk mengurangi dampak negatif dari start mendadak, serta menghilangkan ayunan beban dan sentakan saat berhenti.
Dengan bantuan inverter, Anda dapat dengan lancar mengatur pengoperasian blower, pompa, dan memungkinkan Anda untuk mengotomatiskan proses teknologi (digunakan di rumah boiler, di pertambangan, di sektor penyulingan minyak dan minyak, di saluran air dan perusahaan lain).
Penggunaan konverter frekuensi di konveyor, konveyor, elevator memungkinkan Anda untuk meningkatkan masa pakai komponennya, karena mengurangi sentakan, guncangan, dan faktor negatif lainnya saat memulai dan menghentikan peralatan. Mereka dapat dengan lancar menambah dan mengurangi kecepatan mesin, melakukan gerakan mundur, yang penting untuk sejumlah besar peralatan industri presisi tinggi.
Keuntungan dari konverter frekuensi:
- Mengurangi biaya energi: dengan mengurangi arus start dan menyesuaikan tenaga mesin berdasarkan beban;
- Meningkatkan keandalan dan daya tahan peralatan: memungkinkan Anda untuk memperpanjang masa pakai dan meningkatkan periode dari satu layanan teknis ke layanan teknis lainnya;
- Memungkinkan Anda untuk menerapkan kontrol eksternal dan manajemen peralatan dari perangkat komputer jarak jauh dan kemampuan untuk berintegrasi ke dalam sistem otomasi;
- Konverter frekuensi dapat beroperasi dengan daya beban apa pun (dari satu kilowatt hingga puluhan megawatt);
- Kehadiran komponen khusus dalam komposisi konverter frekuensi memungkinkan Anda untuk melindungi dari kelebihan beban, kegagalan fase, dan korsleting, serta memastikan pengoperasian dan penghentian peralatan yang aman jika terjadi keadaan darurat.
Tentu saja, melihat daftar keuntungan seperti itu, orang mungkin bertanya-tanya mengapa tidak menggunakannya untuk semua mesin di perusahaan? Jawabannya di sini jelas, sayangnya, tetapi ini adalah biaya tinggi chastotnikov, pemasangan dan penyesuaiannya. Tidak setiap bisnis mampu membayar biaya ini.
Artikel serupa:
