Що таке частотний перетворювач і для чого він потрібен?

Основним завданням сучасного електропривода є забезпечення якісного регулювання частоти обертання асинхронних, синхронних електродвигунів змінного струму або постійного струму в широкому діапазоні від нуля до номінальної швидкості обертання або вище. Дуже важливими є також обмеження пускового струму та плавний запуск двигуна, захист і продовження терміну служби двигуна, автоматичне управління технологічним процесом з високою економією електроенергії.

На сьогоднішній день найпростішим і успішним рішенням для вирішення вищезазначених завдань є частотний перетворювач (частотник) або, якщо говорити повністю, "перетворювач частоти напруги" - пристрій, який перетворює постійну частоту напруги мережі живлення в змінну, змінної амплітуди та частоти. Існують ще пристрої для плавного пуску, але вони не можуть регулювати частоту обертання двигуна.

Принцип роботи частотних перетворювачів базується на широко-імпульсній модуляції (ШІМ; PWM - Pulse Width Modulation), побудованій на основі спеціальних напівпровідникових інверторів. Напруга на виході такого інвертора має форму послідовності імпульсів, що дозволяє змінювати частоту слідування цих імпульсів, задаючи необхідну швидкість обертання двигуну. Сучасні технології дозволили створювати частотні перетворювачі з різними типами (законами) управління двигуном:

• найпростіше скалярне (частотне) управління, де напруга прямо пропорційна частоті;
• побудована математична модель векторного управління двигуном без зворотного зв'язку (енкодера), що дозволяє досягти більшої точності, гарної динаміки та підтримання моменту на низьких частотах обертання;
• повне векторне управління зі зворотнім зв'язком по швидкості (енкодером) - використовується для досягнення високої точності регулювання частоти обертання двигуна та там, де важливо знати положення вала двигуна (позиціонування).