4 типа инверторов, которые должен знать каждый инженер по автоматизации

Из этой статьи вы узнаете:

• Что такое инвертор и преобразователь частоты,
• Какие бывают типы инверторов,
• Чем однофазный инвертор отличается от инвертора от однофазного двигателя,
• Когда использовать скалярное и векторное управление.

Инвертор - это устройство, преобразующее постоянный ток в переменный с регулируемым значением напряжения и частоты. Преобразователь частоты - это устройство, которое изменяет частоту и напряжение переменного тока для регулирования скорости и крутящего момента асинхронного двигателя, который приводит в движение машин.

В зависимости от типа управления некоторые приводы могут запускать несколько двигателей одновременно. Тем не менее, на рынке автоматизации преобразователи частоты обычно называют инверторами , поэтому в этой статье мы будем использовать эти названия как синонимы.

Преобразователи частоты - незаменимый элемент привода машины, которая должна работать с точно определенными параметрами.

При выборе инвертора для конкретного применения стоит знать типы, доступные на рынке.

1. Инвертор для трехфазного двигателя

Среди преобразователей частоты для трехфазных двигателей бывают однофазные и трехфазные преобразователи.

Что такое однофазный инвертор?

Однофазный инвертор питается от одной фазы 230 В переменного тока, а выход имеет 3 фазы с межфазным напряжением 230 В. Он используется в электроприводах с небольшими двигателями мощностью до 2,2 кВт с номинальным напряжением 230 В.

Что такое 3-фазный инвертор?

Трехфазный инвертор питается от трех фаз 3 × 400 В переменного тока. Выход инвертора также имеет три фазы с межфазным напряжением 400 В. Преобразователи частоты для трехфазных двигателей могут работать в более крупных электроприовдах, они могут работать в диапазоне выходной мощности, обычно от 0,7 кВт до даже 500 кВт. Они более распространены на рынке, чем однофазные инверторы, и поэтому обладают рядом функций.

2. Инвертор для однофазного двигателя

Инверторы для однофазных двигателей обычно питаются от одной фазы. Используется для питания однофазных асинхронных двигателей, то есть с одной основной обмоткой, одной вспомогательной обмоткой и фазосдвигающим конденсатором. Они используются в таких устройствах, как насосы и вентиляторы мощностью до 1,1 кВт - они не рекомендуются для использования в сложных условиях.

Очень важно различать однофазные инверторы и инверторы для однофазных двигателей. Преобразователи для однофазных двигателей имеют на выходе одну фазу, а для однофазных двигателей - три фазы. В автоматизации гораздо чаще используются преобразователи для трехфазных двигателей.

3. Скалярный инвертор

Что такое скалярный инвертор?

Инвертор с скалярным управлением (с алгоритмом U / f) используется в простых электроприводах, где не требуется точное регулирование скорости и нет «тяжелого пуска», т. е. нагрузка с самого начала не имеет высокой инерции. Его работа основана на поддержании постоянного отношения U / f, то есть частоты и эффективного напряжения, питающего двигатель. Инвертор с скалярным управлением в основном используется в таких устройствах, как вентиляторы и насосы. Скалярное управление может использоваться в электроприводах с несколькими двигателями, то есть, где несколько двигателей подключены к одному инвертору.

4. Векторный инвертор

Что такое векторный инвертор?

Инверторы с векторным управлением делятся на бессенсорные и управляемые с обратной связью. При бессенсорном управлении скорость вращения рассчитывается на основе математической модели электродвигателя без использования дополнительного датчика. В случае преобразователей с обратной связью управление основано на измерении текущего значения скорости, измеряемого инкрементным энкодером, установленным на валу двигателя.

Преобразователь с векторным управлением может поддерживать постоянное значение крутящего момента двигателя во всем диапазоне регулирования скорости, начиная с частоты питания 0,5 Гц. В этом случае инвертор может одновременно управлять только одним двигателем.

Важно отметить, что любой привод с векторным управлением может работать в скалярном режиме, и это обычно режим управления по умолчанию. Преобразователь, работающий в векторном режиме, требует точного ввода параметров двигателя и выполнения автоконфигурации. Это позволяет инвертору измерять другие электрические параметры, которые не указаны на паспортной табличке двигателя, что позволяет поддерживать постоянный крутящий момент.

Михаил Зелинский