В чем причина использования инверторов вместо трансформаторов с открытой цепью в применениях с частотным регулированием?

В приложениях с частотно-регулируемым приводом (ЧРП) предпочтение отдается использованию инвертора вместо трансформатора с открытым контуром (также известного как линейный трансформатор) по нескольким причинам. Вот основные причины:

1. Регулируемая выходная частота

Инвертор: Инвертор может генерировать переменное напряжение с переменной частотой, что является основной функцией ЧРП. За счет регулировки выходной частоты можно точно контролировать скорость и момент вращения двигателя.

Трансформатор с открытым контуром: Трансформатор с открытым контуром может обеспечивать только фиксированную частоту выхода, обычно соответствующую частоте сети (50 Гц или 60 Гц), и не может регулировать частоту.

2. Более высокая эффективность

Инвертор: Инверторы работают с использованием высокоэффективных коммутационных устройств (например, IGBT) и могут достигать высокой эффективности, часто превышающей 95%.

Трансформатор с открытым контуром: Трансформаторы с открытым контуром испытывают потери на железо и медь, особенно при малых нагрузках или без нагрузки, что приводит к снижению эффективности.

3. Низкий пусковой ток

Инвертор: Инверторы могут контролировать пусковой ток при запуске двигателя, избегая больших скачков тока. Это помогает продлить срок службы двигателя и уменьшить воздействие на электрическую сеть.

Трансформатор с открытым контуром: Трансформаторы с открытым контуром не могут контролировать пусковой ток, что приводит к значительным пусковым токам, вызывающим падение напряжения в сети и помехи другому оборудованию.

4. Быстрая динамическая реакция

Инвертор: Инверторы обладают быстрой динамической реакцией, что позволяет им быстро адаптировать выход к изменениям нагрузки. Это важно для приложений, требующих быстрого отклика.

Трансформатор с открытым контуром: Трансформаторы с открытым контуром имеют медленную динамическую реакцию и не могут быстро адаптироваться к изменениям нагрузки.

5. Богатые защитные функции

Инвертор: Инверторы обычно оснащены множеством защитных функций, таких как защита от перегрузки, короткого замыкания и перегрева, что обеспечивает безопасную работу системы.

Трансформатор с открытым контуром: Трансформаторы с открытым контуром имеют ограниченные защитные функции и часто требуют внешних защитных устройств.

6. Подавление гармоник

Инвертор: Современные инверторы часто включают фильтры гармоник, которые эффективно подавляют гармоники, уменьшая загрязнение сети.

Трансформатор с открытым контуром: Трансформаторы с открытым контуром не могут эффективно подавлять гармоники, что может ухудшить качество сети.

7. Гибкость и программируемость

Инвертор: Инверторы предлагают высокую гибкость и программируемость, позволяя реализовывать сложные функции через настройку параметров и программирование, такие как многоскоростное управление и регулирование PID.

Трансформатор с открытым контуром: Трансформаторы с открытым контуром имеют ограниченные функции и не могут обеспечить сложное управление и регулирование.

8. Размер и вес

Инвертор: Инверторы обычно имеют меньший размер и вес, что делает их более легкими для установки и обслуживания.

Трансформатор с открытым контуром: Трансформаторы с открытым контуром имеют больший размер и вес, что усложняет установку и обработку.

9. Экономичность

Инвертор: Хотя первоначальные инвестиции могут быть выше, высокая эффективность и экономия энергии инверторов могут привести к значительной экономии затрат в долгосрочной перспективе, обеспечивая хорошую экономическую целесообразность.

Трансформатор с открытым контуром: Трансформаторы с открытым контуром имеют более низкую начальную стоимость, но их низкая эффективность и высокие эксплуатационные расходы приводят к более высоким затратам на длительный период.

Заключение

В приложениях с ЧРП инверторы предлагают множество преимуществ по сравнению с трансформаторами с открытым контуром, включая регулируемую выходную частоту, высокую эффективность, низкий пусковой ток, быструю динамическую реакцию, богатые защитные функции, подавление гармоник, гибкость и программируемость, меньший размер и вес, а также хорошую экономическую целесообразность. Эти преимущества делают инверторы предпочтительным выбором для приложений с ЧРП.