Пример - Преобразователь частоты для асинхронных двигателей.

Частота вращения регулируется с помощью частоты питающей напряжение сети. Использовали электромеханические преобразователи (ЭМП). Сейчас же используют статические преобразователи (электронные).

Функции:

o регулирование параметров питания асинхронного двигателя в целях:

o управления усилием и положением рабочего органа по требуемому закону;

o экономии энергии, затрачиваемой на технологический процесс;

o уменьшения потерь в процессе преобразования энергии;

o обеспечение точного и удобного способа управления двигателем.

Современные частотные преобразователи оснащены устройствами ввода, вывода информации:

· дискретный сигнал ввода: старт, стоп, реверс;

· дискретный сигнал вывода: аварийный выход;

· входные аналоговые сигналы позволяют управлять двигателем, используя стандартные сигналы тока и напряжения;

· промышленные интерфейсы позволяют встроить системы управления на базе промышленных полевых шин (RS485 с протоколом MOD, BUS, EitherNet,CAN).

Структурно-функциональная схема:

Работа схемы:

Диоды VD1 – VD6 выпрямляют сетевое трехфазное напряжение. Конденсатор C сглаживает пульсации, транзисторы VT1 – VT6 формируют импульсный трехфазный сигнал управления двигателем.

Обратная связь по току ОС снимается датчиками DT1, DT2. Схема управления формирует управляющее воздействие для транзисторов. Схема управления по сигналу задания, используя информацию с датчиков тока формирует требуемый закон управления двигателем.

Биполярный транзистор с изолированным затвором.

IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) – биполярные транзисторы с изолированным затвором. В составе высоковольтных транзисторов входят обратно включенные диоды от выбросов напряжения (обратной полярности).

Задачей преобразователя является сформировать на выходе трехфазное управление, где каждая фаза сдвинута относительно другой на 120˚.

Частота коммутации: 0.5÷ 20кГц;

Частота модуляции: 0÷ 1000Гц.

Выбор частоты коммутации:

Низкая частота, достоинства: малый уровень помех, малый уровень потерь преобразователя.

Низкая частота, недостатки: повышенный шум, вибрация двигателя.

Высокая частота, достоинства: низкий уровень шума, улучшение тепловых и электромеханических показателей двигателя.

Высокая частота, недостатки высокий уровень помех, потери преобразователя, потери в кабеле.