Частотный преобразователь или преобразователь частоты является электронным или электромеханическим устройством ,которое преобразует переменный ток ( AC ) от одной частоты к переменному току другой частоты. Устройство также может изменять напряжение , но если это так, то это связано с его основной целью.
Традиционно эти устройства были электромеханическими машинами, называемыми мотор-генераторнымиустановками. Также использовались устройства с ртутными дуговыми выпрямителями или вакуумными трубками. С появлением твердотельной электроники стало возможным создавать полностью электронные преобразователи частоты. Эти устройства обычно состоят из выпрямительной ступени (создающей постоянный ток ), которая затем инвертируется для получения переменного тока требуемой частоты. Инвертор может использовать тиристоры , IGCTs или IGBTs . Если требуется преобразование напряжения, трансформаторобычно будет включаться в схему ввода или вывода переменного тока, и этот трансформатор может также обеспечивать гальваническую развязку между входными и выходными цепями переменного тока. Батареи также могут быть добавлены в схему постоянного тока для улучшения преобразователя ездить-через краткие перебои в подаче во входной мощности.
Частотные преобразователи варьируются в зависимости от мощности от нескольких ватт до мегаватт.
Помимо очевидного применения преобразования больших объемов энергии из одного стандарта распределения в другой, частотный преобразователь также используется для управления скоростью и крутящим моментом двигателей переменного тока . В этом приложении наиболее типичной топологией преобразователя частоты является трехфазный двухуровневый преобразователь напряжения. Фазные напряжения управляются с помощью силовых полупроводниковых переключателей и широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Полупроводниковые коммутационные устройства и антипараллельные подключенные бесконтактные диоды образуют мост, который может подключать каждую фазу двигателя к положительному или отрицательному потенциалу постоянного тока. ШИМ изменяет связи фаз между положительным и отрицательным потенциалами постоянного тока, так что напряжение основной волны имеет желаемую частоту и амплитуду. Двигатель реагирует в основном на основную частоту и отфильтровывает эффекты гармонических частот.
Другое приложение – в аэрокосмической и авиационной отраслях. Часто самолеты используют мощность 400 Гц, поэтому для использования в наземном силовом агрегате, используемом для питания самолета, когда он находится на земле, необходим преобразователь частоты 50 Гц или 60 Гц на 400 Гц.Авиакомпании могут также использовать преобразователи для обеспечения потока воздуха в воздухе пассажирам для использования с ноутбуками и т. П.
В системах с возобновляемыми источниками энергии частотные преобразователи являются важным компонентом генераторов индукции с двойным питанием ( DFIG ), используемых в современных ветровых турбинах с несколькими мегаваттами. [2]
Частотные преобразователи обычно используются для управления скоростью двигателей, в первую очередь насосов и вентиляторов. Во многих приложениях достигается значительная экономия энергии. Наиболее сложные области применения находятся на промышленных технологических линиях, где требования к точности управления могут быть очень высокими. Это особенно справедливо в ядерной энергетике и оружейной промышленности, где эти устройства регулируют работу очистительных центрифуг.