Zastosowania przetwornic częstotliwości
Przetwornica częstotliwości to urządzenie elektroniczne, które przetwarza prąd przemienny (AC) o jednej częstotliwości na prąd przemienny o innej. Może również zmieniać napięcie, ale zwykle jest to przypadkowe w stosunku do jego głównego celu.
silniki elektryczne wysokiego napięcia
Większość aplikacji korzystających z przetwornicy częstotliwości dotyczy zasilania obciążeń silnika. Dzieje się tak, ponieważ charakterystyka obrotowa większości silników jest bezpośrednią funkcją wejściowej częstotliwości zasilania. Na przykład silnik 60 Hz będzie się obracał z pewną wielokrotnością 60, podczas gdy silnik 50 Hz będzie się obracał z pewną wielokrotnością 50.
Korzystanie z przetwornicy częstotliwości umożliwia prawidłowe działanie maszyny zaprojektowanej na określoną prędkość obrotową, gdy jest zasilana inną częstotliwością zasilania. Należy zauważyć, że obciążenia rezystancyjne, takie jak grzejniki rezystancyjne i niektóre światła, nie dbają o częstotliwość zasilania wejściowego. Z tego powodu może nie być konieczne stosowanie przetwornicy częstotliwości podczas zasilania tego typu obciążeń.
przetwornic częstotliwości
Sieci energetyczne wielu krajów działają na różnych częstotliwościach. Przetwornice częstotliwości umożliwiają producentom wytwarzającym produkty na eksport testowanie ich sprzętu w obcych systemach zasilania. Jest to bardzo ważne, aby zapewnić prawidłowe działanie produktu podczas sprzedaży za granicę.
Przetwornicę częstotliwości można również wykorzystać do przekształcenia mocy wyjściowej z odnawialnych źródeł energii, takich jak wiatr lub panele słoneczne, na częstotliwość zasilania sieciowego. Jest to szczególnie potrzebne w przypadku korzystania ze źródeł zasilania poza siecią, które znajdują się w odległych lokalizacjach.
Możliwe jest zbudowanie niedrogiej przetwornicy częstotliwości ze stosunkowo prostą elektroniką. Historycznie urządzenia te były urządzeniami elektromechanicznymi zwanymi zespołami silnik-generator lub urządzeniami z rtęciowymi prostownikami łukowymi lub lampami próżniowymi. W ostatnich czasach opracowano całkowicie elektroniczne przetwornice częstotliwości. Podstawowym obwodem półprzewodnikowej przetwornicy częstotliwości jest falownik AC-AC, który wytwarza na wyjściu prąd stały o żądanej częstotliwości. Osiąga się to za pomocą szeregu diod i kondensatorów wygładzających, które przekształcają prąd przemienny w kształt fali prądu stałego, który można następnie odwrócić, aby wytworzyć prąd przemienny o pożądanej częstotliwości. Falownik może wykorzystywać tyrystory, tranzystory IGBT lub inne urządzenia półprzewodnikowe.
Nowoczesne przetwornice częstotliwości zostały zaprojektowane w celu wyeliminowania niektórych problemów, które nękały wcześniejsze konstrukcje. Na przykład technika przełączania starszych przetwornic częstotliwości powodowała występowanie prądu składowej zerowej, który mógł przedostać się przez łożyska silników indukcyjnych i spowodować ich nagrzanie. Na szczęście pojawienie się szybkich półprzewodników mocy i mikroprocesorów umożliwiło uniknięcie tego problemu poprzez staranny dobór komponentów używanych w schemacie przełączania.