Частотные преобразователи как устройства, управляющие работой асинхронного электродвигателя, все чаще находят применение. Причем не только в условиях промышленного производства, проектировании станков и машин самого различного назначения, жилищно-коммунального хозяйства, но и в быту.

Примеры применения

• токарные станки;
• фрезерные станки;
• сверлильные станки;
• поверхностные самовсасывающие насосы;
• скважинные насосы и пр.

Принцип работы частотного преобразователя, которого мы коснемся ниже, позволяет не только реализовать схему питания трехфазного асинхронного электродвигателя от однофазной сети без уменьшения мощности и крутящего момента на валу, но и осуществить плавную регулировку скорости.

Также принцип работы и наличие клемм аналогового входа позволяет подключить внешний датчик для контроля физических величин:

• давления;
• температуры;
• влажности и т.д.

При этом скорость вращения вала электродвигателя будем пропорциональна сигналу, получаемому от датчика.

Таким образом, работа частотного преобразователя позволяет легко поддерживать постоянное давление в водопроводе вне зависимости от расхода воды, температуру воздуха через систему приточно-вытяжной вентиляции и пр.

Принцип работы и внутренняя архитектура частотного преобразователя

Прежде всего, на входе преобразователя частоты стоит выпрямитель, преобразующий переменный ток, вне зависимости от количества фаз питания, в постоянный ток.

Весь процесс регулирования происходит именно здесь, в звене постоянного тока. На выходе же постоянный ток снова преобразуется в переменный. Но уже не синусоидальной формы, как на входе из питающей сети, а импульсной.

Частота выходных импульсов при работе частотного преобразователя формирует действующее значение выходного напряжения, на которое и реагирует электродвигатель. Чем выше частота, тем выше действующее значение напряжения, и тем выше скорость вращения вала электродвигателя.

Как правило, частотный преобразователь имеет две платы - силовую и плату управления. Силовая плата имеет напряжение питания 220В или 380В переменного тока. Плата управления имеет напряжение питания 10В или 24В постоянного тока и структурно соединена посредством шлейфа с кнопками на лицевой панели преобразователя частоты.

Можно ли собрать частотный преобразователь своими руками?

Ответ будет скорее отрицательный. Платы как силовые, так и управления, в условиях промышленного производства собираются на автоматической линии. Пайка микроскопических деталей полностью роботизирована для исключения воздействия человеческого фактора на процесс сборки и пайки.

После процедуры сборки и пайки платы покрываются специальным электротехническим лаком и отправляются в термотуннель для запекания. Температура в термотуннеле, как и скорость движения плат внутри него, постоянно контролируется. Во избежание повреждения дорогостоящих компонентов платы.

После высушивания лака платы полностью проверяются на предмет отсутствия производственного брака, количество параметров проверки, в зависимости от уровня производства и самой программы, может превышать 20.

Поэтому своими руками частотный преобразователь собрать можно, имея полностью исправные, проверенные производителем платы, соответствующий и штатный корпус для их размещения. Своими руками останется только лишь подключить разъемы и шлейфы питания и управления.

На рынке представлено большой число моделей частотных преобразователей от разных производителей. Абсолютное большинство которых производится в КНР.

Принцип работы вне зависимости от марки, модели и производителя преобразователя частоты остается прежним - преобразование переменного тока в постоянный и обратно в переменный.

Режимы работы преобразователя частот

Известно два режима работы частотного преобразователя:

• вольт-частотное регулирование;
• векторное регулирование.

В первом случае глубина качественного регулирования без потери крутящего момента составляет от 1/10 до 1/50. Во втором случае без потери крутящего момента глубина регулирования составляет до 1/200. Это означает, что вольт-частотное, или скалярное регулирование позволит работать на частотах до 5Гц, в случае векторного регулирования - до 0,25Гц.

При этом абсолютное большинство задач решаются с помощью вольт-частотного регулирования. Более того, принцип работы частотного преобразователя в режиме ПИД не позволит использовать векторный режим при управлении насосными и вентиляторными установками, например.

В заключение скажем, что качество сборки, показатели надежности у всех производителей частотных преобразователей растут. Происходит это из-за внедрения новых прогрессивных методов и технологий производства, совершенства производственных линий и инструментов контроля. Что, конечно же, не снимает с пользователя обязанность по проведению периодического и регламентного обслуживания. Порядок и сроки такого обслуживания указываются производителями в инструкции по эксплуатации к прибору.