Delovanje frekvenčnega pretvornika

Frekvenčni pretvornik je elektronska naprava, ki se uporablja za regulacijo motorjev, kjer je potreba po spremenljivi hitrosti. Pretvornik je zmožen regulirati hitrost in navor asinronskih in/ali sinhronskih motorjev. Njihova uporaba je zelo razširjena v različnih industrijskih aplikacijah in transportnih sistemih.

Kako deluje frekvenčni pretvornik

Že pri zelo nizkih vrtljajih elektromotor doseže velik navor. Vrtljaje motorja lahko krmilimo od zelo nizkih in vse do dovoljenih najvišjih obratov motorja. Frekvenčni pretvornik spreminja frekvenco in napetost pri asinhronskem motorju. S tem kontrolira hitrosti vrtenja. Frekvenčni pretvorniki pretvarjajo električno energijo ene frekvence v izmenično napetost druge frekvence. Možno je enako ali drugačno število faz ter različno fazno zaporedje.

Glavna elementa frekvenčnega pretvornika sta:

• močnostni del, za pretvorbo električne energije in
• kontrolni del, kjer se izvaja regulacija.

Novejši pretvorniki so izdelani modularno, kar omogoča širši spekter uporabe. Pogosta uporaba teh razširitev je v obliki I/O enot, komunikacijskih vmesnikov in varnostnih funkcij.

Način delovanja frekvenčnih pretvornikov

Poznamo več načinov delovanja, ki direktno vplivajo na celoten izkoristek moči. Ta vpliva tako na izkoristek delovanja, kot na izboljšanje ekonomske in energetske učinkovitosti. Glavni cilj je doseči čim večji izkoristek z minimalnimi izgubami.

Najbolj poznana načina delovanja sta:

PWM – Pulzno širinska modulacija (pulse-width modulation) je metoda, ki iz enosmerne generira izmenično napetost, da je kar se da podobna sinusu. S tem se zmanjša izguba v motorju.

SVM – Vektorska modulacija (Space Vector Modulation) je metoda algoritmov kontrole PWM. Kontrolira, da se tok skozi navitje čim bolj spreminja po sinusni obliki. Več kot je impulzov, bolj je tok sinusne oblike. Tako dosežemo ustrezne harmonske komponente, saj visoke povzročajo motnje v omrežju in segrevanje elektro motorja. Manjši kot je delež višjih harmonskih komponent, boljše je delovanje.

Kateri frekvenčni pretvornik potrebujem

Pri izbiri frekvenčnega pretvornika ni pomembna samo izbira prave moči. Pozorni moramo biti na izbor EMC filtra, SOF (Safe Torque Off), zaviralni upor, vgrajene funkcije delovanja, možnosti priključitve enkoderja itd. Upoštevati moramo tudi druge dejavnike vezane na aplikacijo, zahtevnost in način vgradnje, izvedbo, vrsto komunikacije, ipd.

V nadaljevanju si preberite kaj je pomembno pri izbiri pravega frekvenčnega pretvornika.

Za kakšno vrsto aplikacije bomo uporabili frekvenčni pretvornik

Pred nakupom frekvenčnega pretvornika moramo vedeti za kakšno vrsto aplikacije ga bomo uporabili.

Za enostavne aplikacije, kot je pogon traka ali ventilatorja (brez regulacije), je zadosti uporaba enostavnejših frekvenčnih pretvornikov.

Za kompleksnejše aplikacije, kot so pozicioniranje, ali pri aplikacijah kjer je potrebno zagotavljati konstantne obrate in uporabo povratne zanke za zagotavljanje točne regulacije, pa je potrebno uporabiti naprednejše frekvenčne pretvornike.

Kakšna je obremenitev in pričakovana preobremenitev motorja

Pomembno je, da poznate polno obremenitev motorja in njegov največji dovoljen tok. V kolikor je zagon motorja pod večjo ali polno obremenitvijo, se priporoča izbira frekvenčnega pretvornika, ki je eno stopnjo moči večji od izbranega motorja.

Če napajate pogon z enofaznim napajanjem, se prepričajte, da uporabljate pogone za eno fazo. Tudi v primeru, ko je pogon poganjan z enofazno močjo, vedno ustvari trifazni izhod za motor.

Večina frekvenčnih pretvornikov je zasnovana za delovanje pri 150 % preobremenitvi za 60 sekund. Prepričajte se, da lahko pogon upravlja z vsemi pogoji preobremenitve, ki jih lahko pričakujete med zagonom ali občasnimi dodatnimi obremenitvami.

Kakšna je frekvenca

V primeru uporabe nizkih ali višjih hitrosti je pomembna informacija, katera je frekvenca, ki jo lahko uporablja vaš motor.

Kakšno IP zaščito potrebujete

Večinoma so AC pretvorniki izdelani z zaščito IP20. V zahtevnejših okoljih z možnostjo vdora vode, izberite frekvenčne pretvornike z zaščito IP66/67.

Kakšni so zaviralni upori

Zaradi prisotnosti elektromagnetnih motenj med delovanjem zaviralne upore običajno namestimo izven glavne električne omarice.

Poskrbite za ustrezno prezračevanje / hlajenje

Pretvorniki izmeničnega toka proizvajajo veliko količino toplote in lahko presegajo tudi temperaturne vrednosti pretvornika. Morda bo potrebno zunanje hlajenje / prezračevanje. Upoštevajte, da ima nadmorska višina vpliv na hlajenje. Večinoma so vsi frekvenčni pretvorniki narejeni tako, da delujejo dobro do 1000 m nadmorske višine.

Preverite širok nabor ABB frekvenčnih pretvornikov in ostale pogonske tehnike. V primeru dodatnih vprašanj se obrnite na našega specialista.