Arbeidsprinsipp for frekvensomformer

Afrekvensomformerer en effektkontrollenhet hvis kjerneprinsipp er basert på det proporsjonale forholdet mellom motorhastighet og strømforsyningsfrekvens (for asynkrone AC-motorer: n=60f/p, der n er hastigheten, f er frekvensen og p er antall polpar).

Kjerneoppgave

Konvertering av konstant vekselstrøm levert av strømnettet til vekselstrøm med justerbar frekvens og spenning som kreves av motoren, og kontrollerer dermed motorens hastighet og dreiemoment nøyaktig.

Grunnleggende arbeidsprinsipp for en frekvensomformer: Kjerneprosess: AC-DC-AC-konvertering
1. Retting (AC til DC)
Inngang: Frekvensomformeren mottar vekselstrøm med en fast spenning og frekvens (50Hz eller 60Hz) fra strømnettet.
Prosess: Den interne likeretterkretsen konverterer inngangsvekselstrøm til pulserende likestrøm.
Nøkkelkomponent: Likerettermodul.

2. DC (filtrering og energilagring)
Prosess: Den pulserende DC-effekten jevnes ut av filterkondensatorene (og reaktorene) på DC-bussen, og blir stabil likestrøm med mindre rippel.

Funksjon: Eliminere spenningssvingninger og lagre energi.

3. Inversjon (DC til justerbar AC)
Gjennom omformeren (ved bruk av strømbryterenheter som IGBT-er), under kontroll av kontrollkretsen, blir disse IGBT-ene regelmessig slått på og av ved ekstremt høye frekvenser (f.eks. tusenvis til titusenvis av hertz).

Nøkkelteknologi: PWM (Pulse Width Modulation)-kontroll, simulerer en sinusbølgeutgang ved å justere svitsjefrekvensen.

4. Kontroll
Kjernekontroll: V/F-kontroll
Opprettholder et konstant spenningsforhold-til-frekvens, og sikrer stabil motorfluks. Egnet for applikasjoner med lave presisjonskrav, som vifter og pumper.
Vektorkontroll
Dekomponerer dreiemoment- og magnetfeltkomponentene til motorstrømmen ved hjelp av algoritmer, og oppnår presis dreiemomentkontroll som ligner på en DC-motor. Egnet for høy-hastighetsregulering, for eksempel i løfteutstyr og maskinverktøy.
Direkte dreiemomentkontroll
Styrer motorens dreiemoment og flukskobling direkte, gir rask dynamisk respons og egnet for støtbelastninger med høye-hastigheter.

Kjernekomponenter
Likeretterenhet:Konverterer AC til DC.
DC buss:Filtrerer og lagrer energi.
Inverterenhet:Konverterer DC til variabel frekvens AC.
Kontrollenhet (CPU):Behandler signaler og genererer PWM-bølgeformer.
Deteksjonskrets:Overvåker spenning, strøm, temperatur osv.