Frekvenční měnič: jeho struktura a princip činnosti

Elektromotory se používají všude, jsou zapojeny do nejrůznějších technologických procesů v řadě průmyslových odvětví. Různé elektromotory zároveň vyžadují ke svému provozu proud různých frekvencí. Právě tato funkce je přiřazena měniči kmitočtu. Řídí rychlost otáčení hřídele indukčního motoru změnou frekvence dodávaného elektrického proudu. Tato řízená změna rychlosti otáčení umožňuje nejen všechny druhy technologických procesů, ale vytváří podmínky pro úplnou automatizaci strojů a vede také k úsporám energie. Velmi významnou vlastností je, že frekvenční měnič umožňuje dosáhnout koordinovaného nebo distribuovaného pohybu více elektromotorů najednou.

Frekvenční měnič lze použít téměř v každém průmyslu nebo stavebnictví. Je potřeba k ovládání elektromotorů ve ventilačních systémech, kompresorových a pístových instalacích, čerpacích systémech atd. V městských oblastech se frekvenční měniče používají k provozu eskalátorů a výtahů. Na stavbách jej lze použít jako proudový zdroj dané frekvence pro řízení míchaček betonu, extruderů, drtičů, jeřábových zařízení atd. Ve výrobě potřebuje frekvenční měnič mnoho zpracovatelských strojů, dopravníků, balicích strojů, skladových zařízení. Dokonce i v zemědělství může být nutná změna frekvence elektrického proudu pro provoz separátorů, mlýnů, drtičů a odstředivek.

Základní parametry

Při výběru frekvenčního měniče byste měli nejprve věnovat pozornost vstupnímu napětí. Může být jednofázový (220V) nebo třífázový (380V). Totéž platí pro výstupní napětí. Další důležitou charakteristikou, která stojí za pozornost, je frekvenční rozsah, měřený v hertzech. V rámci těchto limitů bude měnič kmitočtu pracovat. Nezapomeňte také, že jakýkoli frekvenční měnič je navržen pro určitý výkon. Právě tato charakteristika, měřená v kilowattech, určuje celkový výkon elektrického zařízení, které lze k danému měniči připojit.

Princip činnosti

Hlavní podstatou činnosti frekvenčního měniče je, že přijímá proud o jiné frekvenci z elektrického proudu o jedné frekvenci. V tomto případě zůstává napětí a proud stejné, ale výsledná frekvence se může výrazně lišit od klasické síťové frekvence 50 Hz. V závislosti na zvoleném modelu může frekvenční měnič generovat proud o frekvenci od 0,5 do několika set hertzů.

Výstavba

Klasický frekvenční měnič má konstrukci složenou z několika prvků, z nichž nejvýznamnější jsou usměrňovač a měnič. Vstupní napětí je tedy přiváděno do usměrňovače, což je sada polovodičových prvků (obvykle tyristory). Zde se napájecí napětí převádí na proud s určenými parametry. Poté proud teče do vstupní tlumivky, která působí jako filtr proti vysokofrekvenčnímu rušení a vyhlazuje proudovou křivku. Tím se proud dostává do měniče, kde již vzniká elektrické napětí s danou symetrií. Za zmínku stojí zejména typ zařízení pro spouštění frekvence, jako je softstartér. Není žádným tajemstvím, že při nastartování motoru může být startovací proud a točivý moment několikanásobně vyšší než jmenovité hodnoty. A to je již plné přehřívání vinutí a dokonce selhání mechanické části elektromotoru. Softstartér vám umožní udržovat aktuální parametry v rámci zadaných hodnot. Zajistí plynulé zrychlení a zastavení motoru a za provozu vytvoří správný poměr točivého momentu a proudového zatížení. Kromě toho v systémech s čerpadlem a pístem zařízení pro měkký start zabrání hydraulickým rázům při spouštění a zastavování zařízení.