Инвертором (преобразователем частоты) в силовой электронике называется устройство, преобразующее постоянный ток в переменный. В вентильном инверторе изменение направления тока в нагрузке достигается соответствующим чередованием замкнутого и разомкнутого состояний вентилей, играющих роль ключей-переключателей тока, каждые полпериода изменяющих его направление в нагрузке.
Инвертирование постоянного тока в переменный имеет большое практическое значение при применении полупроводниковых вентилей, так как в этом случае инверторы оказываются более экономичными и надежными:
1.Электрическое торможение электродвигателей постоянного тока с отдачей энергии торможения в сеть переменного тока.
2.Разряд электромагнитной энергии накопителей (например, электромагнитов ускорителей, обмоток возбуждения)
3.B системе передачи энергии постоянным током для обратного преобразования постоянного тока в переменный в конце линии электропередачи, а также промежуточного отбор а энергии.
Любой автономный инвертор может быть использован в качестве преобразователя частоты. Однако для этого вначале необходимо выпрямить переменное напряжение входной частоты f1, с тем чтобы затем снова преобразовать постоянное напряжение в переменное напряжение с выходной частотой f2. Такие преобразователи частоты поэтому называются преобразователями со звеном постоянного тока.
На схеме
1 - трехфазный мостовой выпрямитель с Г-образным фильтром, питающийся от сети переменного тока 50 Гц;
2 - коммутационные устройства, каждое из которых состоит из двух коммутационных тиристоров Tк1 и Tк2 (или Tк3 и Tк4), конденсатора C1(или C2), дросселя L1 (или L2 );
3 - однофазного мостового параллельного инвертора с четырьмя тиристорами Т1—Т4 и четырьмя диодами Д1—Д4; инвертор преобразует напряжение выпрямителя в переменное напряжение, имеющее частоту, задаваемую системой управления инвертора;
4 - фильтр на стороне вторичного напряжения выходного трансформатора.
Основным узлом преобразователя является инвертор.
Если выходная частота f2 меньше первичной частоты, возможно и целесообразно осуществить более простой вентильный преобразователь частоты с непосредственным преобразованием, без звена постоянного тока.
На рисунке представлена нулевая схема непосредственного преобразования трехфазного тока с частотой в однофазный с частотой f2.
К фазам питающего трансформатора присоединены две группы управляемых вентилей I и II; первая группа присоединена к фазам анодами, а вторая группа - катодами. Активная нагрузка включена между общей точкой обеих групп вентилей Е и нулем трансформатора. Положительный полупериод выходного напряжения Uн с выходной частотой f2 формируется при поочередном включении вентилей I (катодной) группы; отрицательный полупериод напряжения Uн образуется при поочередном включении вентилей II (анодной) группы.
Тиристорные преобразователи частоты серии ТПЧР применяются для питания электротермических устройств и предназначены для преобразования трехфазного тока промышленной частоты в переменный ток средней частоты.
Модельный ряд преобразователей охватывает верхнюю часть среднечастотного диапазона от 2,4 до 10,0 кГц и производится в пределах по мощности от 63 до 320 кВт.
Силовая часть преобразователей имеет двухзвенную структуру, первым звеном которой является управляемый выпрямитель, а вторым звеном – резонансный инвертор с диодами встречного тока. Работа инвертора в резонансном режиме позволяет более эффективно использовать тиристоры по мощности на повышенных частотах при резкопеременном характере нагрузки.
Преобразователи оснащены системами:
- внутренней самодиагностики и защиты;
- многоконтурного автоматического регулирования;
- дистанционного управления и регулирования;
- отображения параметров преобразователя и состояния основных элементов.
По выбору Заказчика преобразователи частоты могут быть укомплектованы аналого-цифровой или цифровой системой управления. Охлаждение водяное двухконтурное.
Преимущества:
- российская элементная база;
- простота и удобство в эксплуатации - высокая надежность и устойчивость к дестабилизирующим воздействиям;
- возможность адаптации к существующему оборудованию;
- легко перенастраиваемые параметры;
- высокий КПД (не ниже 0,95);
- индивидуальная доработка по требованию Заказчика;
- поставка запасных частей сервисное обслуживание, обучение персонала;
- комплексная поставка “под ключ”;
- гарантийное и сервисное обслуживание;
- замена морально и физически устаревших ламповых и машинных генераторов на тиристорные и транзисторные преобразователи частоты с согласованием параметров преобразователей и технологического оборудования Заказчика.