Principe de fonctionnement du convertisseur de fréquence

Aconvertisseur de fréquenceest un dispositif de contrôle de puissance dont le principe de base est basé sur la relation proportionnelle entre la vitesse du moteur et la fréquence d'alimentation (pour les moteurs asynchrones à courant alternatif : n=60f/p, où n est la vitesse, f est la fréquence et p est le nombre de paires de pôles).

Tâche principale

Convertit la puissance CA constante fournie par le réseau électrique en puissance CA avec une fréquence et une tension réglables requises par le moteur, contrôlant ainsi avec précision la vitesse et le couple du moteur.

Principe de fonctionnement de base d'un variateur de fréquence : Processus principal : Conversion CA-CC-CA
1. Rectification (AC à DC)
Entrée : Le variateur de fréquence reçoit du courant alternatif à une tension et une fréquence fixes (50 Hz ou 60 Hz) du réseau électrique.
Processus : Le circuit redresseur interne convertit la puissance CA d’entrée en puissance CC pulsée.
Composant clé : module redresseur.

2. DC (filtrage et stockage d'énergie)
Processus : La puissance CC pulsée est lissée par les condensateurs de filtrage (et les réacteurs) sur le bus CC, devenant ainsi une puissance CC stable avec moins d'ondulations.

Fonction : Élimine les fluctuations de tension et stocke l’énergie.

3. Inversion (DC vers AC réglable)
Grâce à l'onduleur (en utilisant des dispositifs de commutation de puissance tels que les IGBT), sous le contrôle du circuit de commande, ces IGBT sont régulièrement allumés et éteints à des fréquences extrêmement élevées (par exemple, des milliers à des dizaines de milliers de hertz).

Technologie clé : contrôle PWM (Pulse width Modulation), simulant une sortie d’onde sinusoïdale en ajustant la fréquence de commutation.

4. Contrôle
Contrôle de base : contrôle V/F
Maintient un rapport tension-sur-fréquence constant, garantissant un flux moteur stable. Convient aux applications nécessitant peu de précision, telles que les ventilateurs et les pompes.
Contrôle vectoriel
Décompose les composants du couple et du champ magnétique du courant du moteur à l'aide d'algorithmes, obtenant un contrôle précis du couple similaire à un moteur à courant continu. Convient à la régulation de vitesse de haute-précision, comme dans les équipements de levage et les machines-outils.
Contrôle direct du couple
Contrôle directement le couple et le flux du moteur, offrant une réponse dynamique rapide et adapté aux charges d'impact à grande vitesse-.

Composants de base
Unité redresseur :Convertit le courant alternatif en courant continu.
Bus CC :Filtre et stocke l’énergie.
Unité onduleur :Convertit le courant continu en courant alternatif à fréquence variable.
Unité de contrôle (UC) :Traite les signaux et génère des formes d’onde PWM.
Circuit de détection :Surveille la tension, le courant, la température, etc.