Arbejdsprincippet for frekvensomformer

Afrekvensomformerer en effektstyringsenhed, hvis kerneprincip er baseret på det proportionelle forhold mellem motorhastighed og strømforsyningsfrekvens (for asynkrone AC-motorer: n=60f/p, hvor n er hastigheden, f er frekvensen, og p er antallet af polpar).

Kerneopgave

Konvertering af den konstante vekselstrøm, der leveres af elnettet, til vekselstrøm med justerbar frekvens og spænding, som kræves af motoren, hvorved motorens hastighed og drejningsmoment styres præcist.

Grundlæggende arbejdsprincip for en frekvensomformer: Kerneproces: AC-DC-AC-konvertering
1. Ensretning (AC til DC)
Input: Frekvensomformeren modtager vekselstrøm ved en fast spænding og frekvens (50Hz eller 60Hz) fra elnettet.
Proces: Det interne ensretterkredsløb konverterer den indgående vekselstrøm til pulserende jævnstrøm.
Nøglekomponent: Ensrettermodul.

2. DC (filtrering og energilagring)
Proces: Den pulserende jævnstrøm udjævnes af filterkondensatorerne (og reaktorerne) på jævnstrømsbussen, og bliver stabil jævnstrøm med mindre bølgeslag.

Funktion: Eliminering af spændingsudsving og lagring af energi.

3. Inversion (DC til justerbar AC)
Gennem inverteren (ved hjælp af strømskiftende enheder såsom IGBT'er), under kontrol af styrekredsløbet, tændes og slukkes disse IGBT'er regelmæssigt ved ekstremt høje frekvenser (f.eks. tusinder til titusindvis af hertz).

Nøgleteknologi: PWM (Pulse Width Modulation) kontrol, der simulerer en sinusbølgeoutput ved at justere omskiftningsfrekvensen.

4. Kontrol
Core Control: V/F Control
Opretholder et konstant spændingsforhold-til-frekvens, hvilket sikrer stabil motorflux. Velegnet til applikationer med lave præcisionskrav, såsom ventilatorer og pumper.
Vektor kontrol
Dekomponerer drejningsmoment og magnetfeltkomponenter af motorstrømmen ved hjælp af algoritmer, hvilket opnår præcis drejningsmomentkontrol svarende til en jævnstrømsmotor. Velegnet til høj-hastighedsregulering, såsom i løfteudstyr og værktøjsmaskiner.
Direkte momentkontrol
Styrer direkte motorens drejningsmoment og fluxforbindelse, tilbyder hurtig dynamisk respons og velegnet til høje-påvirkningsbelastninger.

Kernekomponenter
Ensretterenhed:Konverterer AC til DC.
DC bus:Filtrerer og lagrer energi.
Inverter enhed:Konverterer DC til variabel frekvens AC.
Kontrolenhed (CPU):Behandler signaler og genererer PWM-bølgeformer.
Detektionskredsløb:Overvåger spænding, strøm, temperatur osv.