Електроприводи з постійним струмом-це досить прості системи в плані організації регулювання швидкостей обертання у двигунів. Сам же двигун - слабка ланка системи, оскільки є досить дорогим і насправді мало надійний. Область, де знаходить застосування даний тип двигунів, обмежується надмірним іскрінням щіток і, як наслідок, підвищеною електроерозією зі зносу колектора, що не дозволяє користуватися двигуном з постійним струмом в умовах великої кількості пилу та вибухонебезпечних середовищах. Альтернативним способом отримання постійного струму є асинхронний двигун із змінним струмом від частотного перетворювача.
Отже, розглянемо у наочному вигляді роботу частотного перетворювача, представлену малюнку
Основними структурними частинами перетворювача є:
- інвертори,
- діодні силові випрямлячі,
- модулі управління широтно-імпульсною модуляцією,
- системи управління,
- дроселі,
- конденсатори фільтру.
Управління частотою на виході fвих. і напругою та Uвих. проводиться широтно-імпульсним керуванням з високою частотою. Таке регулювання залежить від модуляційної періодичності. Ці показання і є період, протягом якого статор по черзі отримає сигнали і від позитивного і від негативного полюса напруги. Довжина періоду залежить від синусоїдальної форми гармонійних частот і додаткового перетворення, що відбувається в обмотках двигуна, де в результаті фільтрації струм набуває строго синусоїдальної форми.
Крива напруги на виході - це послідовність високої частоти двох поляриц, створені прямокутним імпульсом. Ці фактори теж піддаються регуляції широтно-імпульсної модуляції, а сама ширина імпульсів модулюється синусоїдальним законом. Характеристик вихідної напруги змінюються двома способами: амплітудою АР, де регуляцією буде значення вхідної напруги Uвх.; при Uвх., з незмінним значенням, вносячи зміни в програму контролю періодичності перемикання V1-V6. За допомогою сучасних IBGT-транзисторів на мікропроцесорах для управління другий спосіб застосування буде більш продуктивним і широко використовується. За допомогою ШИМу можна досягти кривої струму, близької формою до синусоїди. Це може бути реалізовано завдяки властивостям обмоток, які також виконують функції фільтра.
Зазначений метод управління сприяє значному збільшенню ККД у перетворювача, властивості характеристик якого будуть повністю аналогічні методик управління, змінюючи амплітуду і частоту струму. Існує кілька сучасних компоновок інверторів, де керування виконується ключами:
- замикані GTO тиристори;
- біполярні IGBT-транзисторні ключі із затвором тощо.
З подібними прикладами можна ознайомитись на наступному малюнку. Мостова трифазна схема, що використовує IGBT-транзистори. Автономний інвертор. Тут використовують 6 транзисторних ключів (на схемі V1-V6), ємнісного фільтра струму. Транзистори включаються діодами із зворотним струмом (на схемі D1-D6) за зустрічно-паралельною схемою.
Спосіб перемикання вентилів встановлюється мікропроцесорами, при перемиканні постійне Uвх. перетворюється на змінну напругу на виході з прямокутною формою імпульсу. Активність елементів струмових потоків у асинхронного двигуна проходить транзистори, а реактивні через діоди зі зворотним струмом.
І – трифазний мостовий інвертор;
В – трифазний бруківка випрямляч;
Сф - конденсатор фільтра;