현재 주파수를 높이는 방법

오늘날 전류 주파수를 높이거나 낮추는 가장 보편적인 방법은 주파수 변환기를 사용하는 것입니다. 주파수 변환기를 사용하면 산업용 주파수(50 또는 60Hz)의 단상 또는 3상 교류에서 예를 들어 1 ~ 800Hz의 필요한 주파수를 가진 전류를 얻어 단상 또는 3상에 전원을 공급할 수 있습니다. 상-위상 모터.

전자 주파수 변환기와 함께 현재 주파수를 높이기 위해 전기 유도 주파수 변환기도 사용됩니다. 예를 들어 권선 회 전자가있는 비동기식 모터가 발전기 모드에서 부분적으로 작동합니다. 이 문서에서도 설명할 umformers(엔진 발전기)도 있습니다.

전자 주파수 변환기

전자 주파수 변환기를 사용하면 변환기의 출력 주파수가 설정 값으로 부드럽게 증가하여 동기 및 비동기 모터의 속도를 원활하게 제어할 수 있습니다. 가장 간단한 접근 방식은 일정한 V/f 특성을 설정하여 제공되며 보다 고급 솔루션은 벡터 제어를 사용합니다.

주파수 변환기일반적으로 전력 주파수 교류를 직류로 변환하는 정류기를 포함합니다. 정류기 뒤에는 정전압을 교류 부하 전류로 변환하는 PWM 기반의 가장 간단한 형태의 인버터가 있으며 주파수와 진폭은 사용자가 이미 설정했으며 이러한 매개변수는 정류기의 네트워크 매개변수와 다를 수 있습니다. 위 또는 아래로 입력합니다.

전자 주파수 변환기의 출력 모듈은 대부분 부하, 특히 전기 모터에 공급하는 데 필요한 전류를 형성하는 4개 또는 6개의 스위치로 구성된 사이리스터 또는 트랜지스터 브리지입니다. 출력 전압의 노이즈를 완화하기 위해 출력에 EMC 필터가 추가됩니다.

위에서 언급했듯이 전자 주파수 변환기는 사이리스터 또는 트랜지스터를 스위치로 사용하여 작동합니다. 마이크로프로세서 모듈은 컨트롤러 역할을 하는 동시에 여러 진단 및 보호 기능을 수행하는 키를 제어하는 ​​데 사용됩니다.

한편, 주파수 변환기는 여전히 직접 결합 및 DC 결합의 두 가지 등급으로 나뉩니다. 이 두 클래스 중 하나를 선택할 때 두 유형의 장단점을 평가하고 긴급한 문제를 해결하는 데 어느 쪽이 적절한지 결정합니다.

직접 커뮤니케이션

직접 결합 변환기는 사이리스터 그룹이 순차적으로 잠금을 해제하고 예를 들어 모터 권선과 같은 부하를 공급 네트워크로 직접 전환하는 제어 정류기를 사용한다는 사실로 구별됩니다.

결과적으로 그리드 전압 사인파의 비트가 출력에서 ​​얻어지고 등가 출력 주파수(모터에 대한)는 그리드의 60% 이내, 즉 60Hz의 경우 0에서 36Hz까지 그리드보다 작아집니다. 입력.

이러한 특성으로 인해 업계에서 장비의 매개 변수를 광범위하게 변경할 수 없으므로 이러한 솔루션에 대한 수요가 낮습니다. 또한 non-locking thyristor는 제어가 어렵고 회로의 비용이 높아지고 출력에 노이즈가 많아 보상기가 필요하며 결과적으로 치수가 높고 효율이 낮습니다.

DC 연결

이 점에서 훨씬 나은 것은 직류 연결이 뚜렷한 주파수 변환기입니다. 먼저 교류 전원이 정류되고 필터링된 다음 다시 전자 스위치 회로를 통해 필요한 주파수와 진폭의 교류로 변환됩니다. 여기서 주파수는 훨씬 높을 수 있습니다. 물론 이중 변환은 효율성을 다소 감소시키지만 출력 주파수 매개변수는 단순히 사용자의 요구 사항과 일치합니다.

모터 권선에서 순수한 사인파를 얻기 위해 원하는 모양의 전압을 얻는 인버터 회로가 사용됩니다. 펄스 폭 변조(PWM)… 여기서 전자 스위치는 록인 사이리스터 또는 IGBT 트랜지스터입니다.

사이리스터는 트랜지스터에 비해 큰 임펄스 전류를 견디므로 직접 통신 변환기와 중간 DC 링크가 있는 변환기 모두에서 사이리스터 회로에 점점 더 의존하고 있으며 효율은 최대 98%입니다.

공정성을 위해 전력 네트워크용 전자 주파수 변환기는 비선형 부하이며 전력 품질을 저하시키는 더 높은 고조파를 생성합니다.

모터 제너레이터(umformer)

전자 솔루션에 의존하지 않고 특히 전류의 주파수를 높이기 위해 전기를 한 형태에서 다른 형태로 변환하기 위해 소위 umformers (모터 발전기)가 사용됩니다. 이러한 기계는 전기 전도체 역할을 하지만 변압기나 전자 주파수 변환기와 같이 실제로 전기를 직접 변환하지는 않습니다.

여기에서 다음 옵션을 사용할 수 있습니다.

• 직류는 더 높은 전압과 필요한 주파수를 가진 교류로 변환될 수 있습니다.

• 직류는 교류에서 얻을 수 있습니다.

• 증가 또는 감소와 함께 주파수의 직접적인 기계적 변환;

• 주전원 주파수의 단상 전류에서 필요한 주파수의 3상 전류를 얻습니다.

정식 형식에서 모터 발전기는 샤프트가 발전기에 직접 연결된 전기 모터입니다. 생성된 전기의 주파수 및 진폭 매개변수를 개선하기 위해 발전기 출력에 안정화 장치가 설치됩니다.

umformers의 일부 모델에서 전기자는 코일과 모터 및 발전기를 포함합니다. 갈바닉 절연, 그의 와이어는 각각 컬렉터와 출력 링에 연결됩니다.

다른 버전에서는 두 전류에 대한 공통 권선이 있습니다. 예를 들어 위상 수를 변환하기 위한 슬립 링이 있는 컬렉터가 없지만 각 출력 위상에 대한 고정자 권선에서 간단히 탭이 만들어집니다.따라서 유도 기계는 단상 전류를 3상 전류로 변환합니다(기본적으로 증가하는 주파수와 동일).

따라서 모터 발전기를 사용하면 전류 유형, 전압, 주파수, 위상 수를 변환할 수 있습니다. 70년대까지 이러한 유형의 변환기는 특히 램프 장치에 전원을 공급하는 소련의 군사 장비에 사용되었습니다. 단상 및 3상 변환기에는 27볼트의 정전압이 공급되며 출력은 127볼트 50헤르츠 단상 또는 36볼트 400헤르츠 3상 교류 전압입니다.

이러한 변압기의 전력은 4.5kVA에 이릅니다. 비슷한 기계가 전기 기관차에 사용되는데, 여기서 50볼트의 직류 전압은 최대 425헤르츠의 주파수를 가진 220볼트의 교류 전압으로 변환되어 형광등에 전원을 공급하고 127볼트 50헤르츠는 승객용 면도기에 전원을 공급합니다. 최초의 컴퓨터는 종종 umformers가 전원을 공급하는 데 사용되었습니다.

오늘날까지 umformers는 제어 회로에 전원을 공급하기 위해 저전압을 얻기 위해 설치되는 트롤리 버스, 트램, 전기 열차에서 여기 저기에서 찾을 수 있습니다.그러나 이제 그들은 이미 반도체 솔루션으로 거의 완전히 대체되었습니다 ( 사이리스터 및 트랜지스터).

모터-제너레이터 컨버터는 여러 가지 장점이 있습니다. 첫째, 출력 및 입력 전원 회로의 안정적인 갈바닉 절연입니다. 둘째, 출력은 왜곡과 노이즈가 없는 가장 순수한 사인파입니다. 이 장치는 설계가 매우 간단하므로 유지 관리가 상당히 수완이 많습니다.

이것은 삼상 전압을 얻는 쉬운 방법입니다. 로터의 관성은 부하 매개변수가 갑자기 변할 때 전류 스파이크를 부드럽게 합니다.물론 여기에서 전기를 복원하는 것은 매우 쉽습니다.

결함이 없는 것은 아닙니다. Umformers에는 움직이는 부품이 있으므로 자원이 제한됩니다. 질량, 무게, 풍부한 재료 및 결과적으로 높은 가격. 시끄러운 작업, 진동. 베어링의 빈번한 윤활, 수집기 청소, 브러시 교체의 필요성. 효율성은 70% 이내입니다.

단점에도 불구하고 기계식 모터 발전기는 여전히 전력 산업에서 큰 전력을 변환하는 데 사용됩니다. 미래에는 모터 제너레이터가 60Hz 및 50Hz 그리드를 일치시키거나 전력 품질 요구 사항이 향상된 그리드를 제공할 수 있습니다. 이 경우 기계의 회 전자 권선에 전원을 공급하는 것은 저전력 솔리드 스테이트 주파수 변환기에서 가능합니다.