Sisteme moderne de comandă a mașinilor de curent alternativ

Un convertizor de frecventa este o componenta electronica ce ajuta la ajustarea turatiei si puterii unui motor electric, prin varierea frecventei curentului si a voltajului acestuia.

Convertizoarele de frecventa, de asemenea denumite si convertoare/variatoare de frecventa sau invertoare, pot ajusta automat turatia unui motor până la viteza nominaăa cerută de un anumit proces, producând o economie de energie de 10, pana la 50% din energia consumată de motor la turația maximă.

Convertizorul de frecventa ajusteaza si controleaza frecventa curentului de alimentare a motorului. Frecventa curentului de alimentare este direct proportionala cu viteza de rotatie a motorului. Cu alte cuvinte, pe masura ce creste frecventa, creste si viteza motorului si invers. Daca, intr-un proces, nu este necesar ca motorul sa functioneze la turatia sa maxima, poate fi folsit un convertizor de frecventa pentru a micsora controlat frecventa si tensiunea curentului de alimentare pentru a a ajusta turatia si puterea motorului pana la cele necesare in aplicatia respectiva. Odata cu schimbarea necesarului de turatie sau de putere date de motor, convertizorul de frecventa pur si simplu este ajustat pentru ca motorul sa functioneze in parametri necesari noii aplicatii.

Comanda motoarelor de curent alternativ cu convertizoare statice de frecvență

Faţă de metodele clasice de acţionare (cu contactoare), utilizarea Convertizorului Static de Frecvenţă (numit si Variator de Frecvenţă sau Variator de Turaţie) pentru comanda motorului asincron trifazat este o metodă, care, desi este mai scumpă, oferă câteva avantaje esenţiale:

- posibilitatea reglării turaţiei motorului, în limite largi;

- eliminarea şocului de curent la pornire, concomitent cu asigurarea unui cuplu de pornire suficient de mare;

- posibilitatea frânării rapide a motorului;

- importante economii de energie electrică;

- posibilitatea integrării motorului într-o buclă de reglare automată;

- realizarea rapidă a conexiunilor electrice şi punerea în funcţiune a aplicaţiei într-un timp foarte scurt;

- protecţie suplimentară a motorului (termică, la sub şi supratensiune, punere la pământ, scurtcircuit, călare rotor etc).

Variatoarele de frecvenţă sunt compuse din 3 părţi principale: un redresor, un filtru (capacitiv sau capacitiv-inductiv) şi un invertor. Comanda tranzistoarelor invertorului este dată de un microprocesor şi are la bază metoda modulării în lăţime a impulsurilor (în engleza PWM - Pulse Width Modulation). Tranzistoarele sunt de obicei de tip IGBT (în engleză Insulated Gate Bipolar Transistor) şi ele comută la frecvenţe de ordinul 4-20 kiloHertz.

Schema de principiu a unui convertizor de frecvenţă: