Высоковольтные частотные преобразователи среди средств автоматизации занимают отдельный сегмент. Асинхронные электрические машины 250…8000кВт, как правило, используют напряжение 6.000…10.000В. Очевидно, что применение специального оборудования дает огромный энергосберегающий эффект.
О преобразователях кратко
В настоящее время известны три типа преобразователей:
- с двумя трансформаторами
- на тиристорах
- на транзисторах.
В первом случае напряжение питающей сети предварительно понижают, затем преобразуют до требуемой частоты, и только потом повышают и подают на электродвигатель. Подобная схема позволяет использовать недорогие низковольтные преобразователи частоты.
Достоинствами схемы считаются следующие моменты:
- вариативность выбора питающего напряжения электродвигателя (2-10кВ)
- гальваническая развязка системы
- отсутствие подшипниковых токов
- возможность использования в «плавающих» сетях.
Чтобы уменьшить искажения на выходе при больших мощностях, требуются достаточно дорогие и конструктивно сложные синусоидальные фильтры. Высокие токи подразумевают кабеля больших сечений, что в целом негативно влияет на габаритные размеры установок и их массу.
С уменьшением частоты резко снижается КПД преобразователя, что неизбежно сужает диапазон регулирования. Проблему можно решить путем увеличения сечения магнитопровода, но это другим гонцом бьет по стоимости оборудования и его массогабаритным характеристикам.
Тиристорные схемы выделяются среди конкурентов наилучшим сочетанием массы и габаритных размеров. Диапазон регулирования частоты 0…300Гц, КПД - 97,5%. Вместе с этим, достаточно сложно согласовать совместную работу многочисленных электронных ключей, выходное напряжение далеко от идеала и требует дорогостоящей фильтрации, значения высших гармоник неприлично большие.
Транзисторные преобразователи частоты выдают «чистый синус» без высших гармоник. Они могут похвастаться высокими коэффициентами мощности, просторным диапазоном регулирования и самым большим коэффициентом полезного действия. Минус – сложная эксплуатация.