Un convertidor de frecuencia es un dispositivo de control de potencia que utiliza tecnología de conversión de frecuencia y tecnología microelectrónica para controlar motores de CA modificando la frecuencia de potencia de funcionamiento del motor. El convertidor de frecuencia se basa en un IGBT interno para ajustar el voltaje y la frecuencia de la fuente de alimentación de salida, proporcionando el voltaje de alimentación requerido según las necesidades reales del motor, logrando así el objetivo de regulación de velocidad para ahorrar energía.
Además, el convertidor de frecuencia también tiene varias funciones de protección, como protección contra sobrecorriente, sobretensión y sobrecarga. Con la mejora continua de la automatización industrial, los convertidores de frecuencia también se han utilizado ampliamente.
El convertidor de frecuencia se compone principalmente de rectificación (CA/CC), filtrado, inversor (CC/CA), unidad de frenado, unidad de accionamiento, unidad de detección, unidad de microprocesador, etc.
1. Rectificador
El circuito rectificador de un convertidor de frecuencia universal consta de un puente rectificador trifásico. Su función es rectificar la frecuencia de la red y proporcionar la potencia de CC necesaria para el circuito inversor y el circuito de control. Recientemente, el convertidor más utilizado es el convertidor de diodos, que convierte la fuente de alimentación de frecuencia de la red en una fuente de alimentación de CC. También se pueden utilizar dos conjuntos de inversores de transistores para formar un inversor reversible, que puede realizar una operación regenerativa debido a su dirección de potencia reversible.
2. Circuito de onda plana
En la tensión continua rectificada por el rectificador, hay una tensión pulsante con una frecuencia seis veces mayor que la de la fuente de alimentación. Además, la corriente pulsante generada por el inversor también provoca fluctuaciones en la tensión continua. Para suprimir las fluctuaciones de tensión, se utilizan inductores y condensadores para absorber la tensión pulsante (corriente). Cuando la capacidad del dispositivo es pequeña, si hay exceso de capacidad en los componentes de la fuente de alimentación y el circuito principal, se puede utilizar un circuito de suavizado simple en lugar de un inductor.
3. Inversor
A diferencia de los rectificadores, los inversores convierten la corriente continua en corriente alterna de la frecuencia requerida y, al encender y apagar seis dispositivos de conmutación en un momento determinado, se puede obtener una salida de corriente alterna trifásica. La función del circuito inversor es convertir la salida de corriente continua del circuito de corriente continua en una corriente alterna ajustable bajo el control del circuito de control. La salida del circuito inversor es la salida del convertidor de frecuencia, por lo que el circuito inversor es uno de los circuitos centrales del convertidor de frecuencia y desempeña un papel muy importante.
4. Circuito principal y circuito de control
El circuito principal es la parte de conversión de potencia que proporciona potencia de regulación de voltaje y frecuencia a los motores asíncronos. El circuito principal de un convertidor de frecuencia se puede dividir aproximadamente en dos categorías: el tipo de voltaje es un convertidor de frecuencia que convierte la fuente de voltaje de CC en CA, y el filtrado del circuito de CC es un condensador. El tipo de corriente es un convertidor de frecuencia que convierte la CC de una fuente de corriente en CA, y su filtro de circuito de CC es un inductor.
El circuito de control es un circuito que proporciona señales de control al circuito principal que suministra energía (voltaje y frecuencia regulables) a los motores asíncronos. Está formado por un "circuito de cálculo" de frecuencia y voltaje, un "circuito de detección de voltaje y corriente" del circuito principal, un "circuito de detección de velocidad" del motor, un "circuito de accionamiento" que amplifica las señales de control del circuito de cálculo y un "circuito de protección" del inversor y del motor.