Werkingsprincipe van frequentieomvormer

Afrequentieomvormeris een vermogensregelapparaat waarvan het kernprincipe is gebaseerd op de proportionele relatie tussen de motorsnelheid en de voedingsfrequentie (voor asynchrone AC-motoren: n=60f/p, waarbij n de snelheid is, f de frequentie en p het aantal poolparen is).

Kerntaak

Het omzetten van het constante wisselstroomvermogen dat door het elektriciteitsnet wordt geleverd in wisselstroom met instelbare frequentie en spanning die door de motor wordt vereist, waardoor de snelheid en het koppel van de motor nauwkeurig worden geregeld.

Basiswerkprincipe van een frequentieomvormer: kernproces: AC-DC-AC-conversie
1. Rectificatie (AC naar DC)
Ingang: De frequentieomvormer ontvangt wisselstroom met een vaste spanning en frequentie (50 Hz of 60 Hz) van het elektriciteitsnet.
Proces: Het interne gelijkrichtcircuit zet de ingevoerde wisselstroom om in pulserende gelijkstroom.
Belangrijkste component: Gelijkrichtermodule.

2. DC (filtering en energieopslag)
Proces: Het pulserende gelijkstroomvermogen wordt afgevlakt door de filtercondensatoren (en reactoren) op de DC-bus, waardoor een stabiel gelijkstroomvermogen met minder rimpel ontstaat.

Functie: Het elimineren van spanningsschommelingen en het opslaan van energie.

3. Inversie (DC naar instelbare AC)
Via de omvormer (met behulp van stroomschakelapparaten zoals IGBT's), onder controle van het stuurcircuit, worden deze IGBT's regelmatig in- en uitgeschakeld op extreem hoge frequenties (bijvoorbeeld duizenden tot tienduizenden hertz).

Belangrijkste technologie: PWM-besturing (Pulse Breedte Modulatie), die een sinusgolfuitvoer simuleert door de schakelfrequentie aan te passen.

4. Controle
Kerncontrole: V/F-controle
Handhaaft een constante spanning-tot-frequentieverhouding, waardoor een stabiele motorflux wordt gegarandeerd. Geschikt voor toepassingen met lage precisie-eisen, zoals ventilatoren en pompen.
Vectorcontrole
Ontleedt de koppel- en magnetische veldcomponenten van de motorstroom met behulp van algoritmen, waardoor een nauwkeurige koppelregeling wordt bereikt, vergelijkbaar met een gelijkstroommotor. Geschikt voor hoge-precieze snelheidsregeling, zoals in hijsapparatuur en werktuigmachines.
Directe koppelregeling
Regelt rechtstreeks het koppel en de fluxkoppeling van de motor, biedt een snelle dynamische respons en is geschikt voor impactbelastingen met hoge- snelheden.

Kerncomponenten
Gelijkrichtereenheid:Converteert AC naar DC.
DC-bus:Filtert en slaat energie op.
Omvormereenheid:Converteert DC naar AC met variabele frequentie.
Besturingseenheid (CPU):Verwerkt signalen en genereert PWM-golfvormen.
Detectiecircuit:Bewaakt spanning, stroom, temperatuur, enz.