Способы увеличения частоты тока
Частота тока — это величина, характеризующая скорость изменения напряжения и силы тока в электрической цепи. Частота тока измеряется в герцах (Гц) и определяется как количество полных колебаний тока за одну секунду.
В настоящее время в большинстве стран мира используется стандартная частота тока 50 или 60 Гц. Однако с развитием науки и техники появляются новые возможности для повышения частоты тока до сотен или даже тысяч герц.
Наиболее популярным на сегодняшний день методом увеличения (или уменьшения) частоты тока является применение частотного преобразователя. Частотные преобразователи позволяют получить из однофазного или трехфазного переменного тока промышленной частоты (50 или 60 Гц) ток требуемой частоты, например от 1 до 800 Гц, для питания однофазных или трехфазных двигателей.
Наряду с электронными частотными преобразователями, с целью увеличения частоты тока, применяют и электроиндукционные частотные преобразователи, в которых например асинхронный двигатель с фазным ротором работает частично в режиме генератора. Еще есть умформеры — двигатели-генераторы, о которых также будет рассказано в данной статье.
Электронные преобразователи частоты
Электронные преобразователи частоты позволяют плавно регулировать скорость синхронных и асинхронных двигателей благодаря плавному повышению частоты на выходе преобразователя до заданного значения. Наиболее простой подход обеспечивается заданием постоянной характеристики V/f, а более прогрессивные решения используют векторное управление.
Частотные преобразователи, обычно, включают в себя выпрямитель, который преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный; после выпрямителя стоит инвертор, в простейшем виде — на базе ШИМ, который преобразует постоянное напряжение в переменный ток нагрузки, причем частота и амплитуда задаются уже пользователем, и эти параметры могут отличаться от сетевых параметров на входе в большую или в меньшую сторону.
Выходной блок электронного преобразователя частоты чаще всего представляет собой тиристорный или транзисторный мост, состоящий из четырех или из шести ключей, которые и формируют требуемый ток для питания нагрузки, в частности — электродвигателя. Для сглаживания помех в выходном напряжении, на выходе добавляют EMC-фильтр.
Как говорилось выше, электронный преобразователь частоты использует для своей работы в качестве ключей тиристоры или транзисторы. Для управления ключами применяется микропроцессорный модуль, служащий контроллером, и одновременно выполняющий ряд диагностических и защитных функций.
Между тем, частотные преобразователи бывают все таки двух классов: с непосредственной связью, и с промежуточным звеном постоянного тока. При выборе между этими двумя классами взвешивают достоинства и недостатки того и другого, и определяют целесообразность того или иного для решения насущной задачи.
С непосредственной связью
Преобразователи с непосредственной связью отличаются тем, что в них используется управляемый выпрямитель, в котором группы тиристоров поочередно отпираясь коммутируют нагрузку, например обмотки двигателя, прямо к питающей сети.
В результате на выходе получаются кусочки синусоид сетевого напряжения, а эквивалентная частота на выходе (для двигателя) становится меньше сетевой, в пределах 60% от нее, то есть от 0 до 36 Гц для 60 Гц входа.
Такие характеристики не позволяют в широких пределах варьировать параметры оборудования в промышленности, от того и спрос на данные решения низок. Кроме этого незапираемые тиристоры сложно управляются, стоимость схем становится выше, да и помех на выходе много, требуются компенсаторы, и как следствие габариты высокие, а КПД низкий.
С звеном постоянного тока
Гораздо лучше в этом отношении частотные преобразователи с ярко выраженным звеном постоянного тока, где сначала переменный сетевой ток выпрямляется, фильтруется, а затем снова схемой на электронных ключах преобразуется в переменный ток нужной частоты и амплитуды. Здесь частота может быть значительно выше. Безусловно, двойное преобразование несколько снижает КПД, зато выходные параметры по частоте как раз соответствуют требованиям потребителя.
Чтобы на обмотках двигателя получить чистый синус, используют схему инвертора, в котором напряжение нужной формы получается благодаря широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Электронными ключами здесь служат запираемые тиристоры или IGBT-транзисторы.
Тиристоры выдерживают большие импульсные токи, по сравнению с транзисторами, поэтому все чаще прибегают именно к тиристорным схемам, как в преобразователях с непосредственной связью, так и в преобразователях с промежуточным звеном постоянного тока, КПД получается до 98%.
Справедливости ради отметим, что электронные преобразователи частоты для питающей сети являются нелинейной нагрузкой, и порождают в ней высшие гармоники, это ухудшает качество электроэнергии.
С целью преобразования электроэнергии из одной ее формы в другую, в частности — для повышения частоты тока без необходимости прибегать к электронным решениям, применяют так называемые умформеры — двигатели-генераторы. Такие машины функционируют подобно проводнику электроэнергии, однако на самом деле прямого преобразования электроэнергии, как например в трансформаторе или в электронном частотном преобразователе, как такового не происходит.
Здесь доступны следующие возможности:
- постоянный ток может быть преобразован в переменный более высокого напряжения и требуемой частоты;
- постоянный ток может быть получен из переменного;
- прямое механическое преобразование частоты с повышением или понижением оной;
- получение трехфазного тока требуемой частоты из однофазного тока сетевой частоты.
В каноническом виде мотор-генератор представляет собой электродвигатель, вал которого напрямую соединен с генератором. На выходе генератора устанавливают стабилизирующее устройство для улучшения частотных и амплитудных параметров получаемой электроэнергии.
В некоторых моделях умформеров якорь содержит обмотки и моторные и генераторные, которые гальванически развязаны, и выводы которых соединены соответственно с коллектором и с выходными контактными кольцами.
В других вариантах встречаются общие обмотки для обоих токов, например для преобразования числа фаз коллектора с контактными кольцами нет, а просто от обмотки статора делаются отводы для каждой из выходных фаз. Так асинхронная машина преобразует однофазный ток в трехфазный (тождественно в принципе увеличению частоты).
Итак, мотор-генератор позволяет преобразовать род тока, напряжение, частоту, количество фаз. До 70-х годов в военной технике СССР использовались преобразователи данного типа, где они питали, в частности, устройства на лампах. Однофазные и трехфазные преобразователи питались постоянным напряжением 27 вольт, а на выходе получалось переменное напряжение 127 вольт 50 герц однофазное или 36 вольт 400 герц трехфазное.
Мощность таких умформеров достигала 4,5 кВА. Подобные машины использовались и в электровозах, где постоянное напряжение 50 вольт преобразовывалось в переменное 220 вольт частотой до 425 герц для питания люминесцентных ламп, и 127 вольт 50 герц для питания бритв пассажиров. Первые ЭВМ часто использовали для своего питания умформеры.
По сей день кое-где еще можно встретить умформеры: на троллейбусах, в трамваях, в электропоездах, где их устанавливали с целью получения низкого напряжения для питания цепей управления. Но нынче они уже вытеснены почти полностью полупроводниковыми решениями (на тиристорах и транзисторах).
Преобразователи типа мотор-генератор ценны рядом достоинств. Во-первых это надежная гальваническая развязка выходной и входной силовых цепей. Во-вторых, на выходе получается чистейший синус без помех, без шумов. Устройство очень просто по своей конструкции, от того и обслуживание довольно бесхитростно.
Это легкий способ получения трехфазного напряжения. Инерция ротора сглаживает броски тока при резком изменении параметров нагрузки. И конечно, здесь очень просто осуществлять рекуперацию электроэнергии.
Не обошлось и без недостатков. Умформеры имеют движущиеся части, от того и ресурс их ограничен. Масса, вес, обилие материалов, и как следствие — высокая стоимость. Шумная работа, вибрации. Необходимость в частой смазке подшипников, чистке коллекторов, замене щеток. КПД в пределах 70%.
Несмотря на недостатки, механические моторы-генераторы по сей день применяются в электроэнергетической отрасли для преобразования больших мощностей. В перспективе моторы-генераторы вполне могут помочь согласованию сетей с частотами 60 и 50 Гц, либо для обеспечения сетей с повышенными требованиями по качеству электроэнергии. Питание обмоток ротора машины в данном случае возможно от твердотельного преобразователя частоты небольшой мощности.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Преобразователи частоты: Управление скоростью и энергоэффективность в электротехнике
Двигатель с частотным преобразователем (ЧП) является системой, которая позволяет изменять частоту и напряжение электрического сигнала, подаваемого на электродвигатель. ЧП, также известный как преобразователь переменного тока (ПВТ), применяется для управления скоростью и крутящим моментом электродвигателя.
Основная идея работы частотного преобразователя состоит в следующем:
Преобразование постоянного тока в переменный: ЧП получает электрическую энергию от источника постоянного тока (обычно это сеть переменного тока), а затем преобразует ее в переменный ток с помощью инвертора. Инвертор создает переменный ток определенной частоты и напряжения.
Управление частотой переменного тока: Частота переменного тока, подаваемого на электродвигатель, регулируется с помощью частотного преобразователя. Путем изменения частоты можно контролировать скорость вращения электродвигателя. Например, увеличение частоты увеличивает скорость вращения, а снижение частоты — уменьшает скорость.
Управление напряжением переменного тока: ЧП также может регулировать напряжение переменного тока, подаваемое на электродвигатель. Это позволяет контролировать крутящий момент или мощность, выдаваемую двигателем. Увеличение напряжения может увеличить крутящий момент, а снижение напряжения — уменьшить его.
Частотные преобразователи широко используются в промышленности и автоматизированных системах для управления электродвигателями. Они обеспечивают гибкость и точное управление скоростью, крутящим моментом и энергопотреблением электродвигателя. Это позволяет эффективно использовать энергию и оптимизировать процессы производства.
Как повысить частоту тока?
Нужно в домашних условиях повысить! Не предлогать купить приборы! ~220V сейчас 50 гц нужно чем выше тем лутше что за устройство?
Лучший ответ
Остальные ответы
разбери комп или телевизор — там на импульснике есть высокая частота. Сколько помню — килогерцах.. .
а вообще надо понимать, что частота — это не напряжение, ее простым трансом не поднимешь. Если у вас в розетке колеблются 50 герц, то синхронно с напряжением крутятся и все генераторы на всех электростанциях в Единой Энергетической Системе.
Простейший удвоитель частоты — выпрямительный диодный мост. При выпрямлении частота удваивается (одна из полуволн тока переворачивается в противоположную плоскость) . Затем этот ток пропускаем через конденсатор большой ёмкости — отсекаем постоянную составляющую и на обмотку трансформатора — чтобы опять получить классический переменный ток. На выходе трансформатора — напряжение с основной несущей 100 Гц и шлейфом гармоник.
Трансформатор с расцеплением фаз намотать.
Левин правильно сказал.
Как повысить частоту переменного тока
| Текущее время: Сб апр 06, 2024 03:44:34 |
Часовой пояс: UTC + 3 часа
Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
| Страница 1 из 2 | [ Сообщений: 23 ] | На страницу 1 , 2 След. |
Заголовок сообщения: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 16:45:19
| Первый раз сказал Мяу! |
Необходимо увеличить или уменьшить частоту переменного тока(50 Гц) на 20 Гц. С помощью чего это можно сделать?
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 17:12:34
| Это не хвост, это антенна |
С помощю дорогущего «частотника», например, или тормоза на валу генератора электростанции.
Чтобы дать «предметный» ответ, необходим более «предметный» вопрос.
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 17:22:48
А еще можно с помощью дешевого частотника. От мощности зависит.
Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 17:28:37
| Это не хвост, это антенна |
SmarTrunk писал(а):
А еще можно с помощью дешевого частотника. От мощности зависит.
Вот именно, вопрос дюже «всеобьемлющий», можно сказать «ниочем».
Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества.
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 19:01:14
| Первый раз сказал Мяу! |
Необходимо для лабораторного стенда. Нужно 2 источника — 1-й 50 Гц, а 2-й на 20 Гц больше или меньше. Собираюсь использовать звуковой генератор, но возможно есть аналоги(кроме частотника)? Напряжение источника 12В.
Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 19:10:46
Jek_Rock
Ну раз напряжение всего 12В, то никакой частотник не нужен. А обычный звуковой генератор, наверно с усилителем мощности низкой частоты. Какая будет нагрузка, и какая нужна выходная мощность?
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 19:17:08
| Первый раз сказал Мяу! |
SmarTrunk писал(а):
Jek_Rock
Ну раз напряжение всего 12В, то никакой частотник не нужен. А обычный звуковой генератор, наверно с усилителем мощности низкой частоты. Какая будет нагрузка, и какая нужна выходная мощность?
С нагрузкой еще не определился(не больше 30-40 Ом), выходная мощность неважно какая(достаточно пары ватт). В принципе звуковой генератор у меня уже есть, но боюсь не потянет схему, а усилитель можно достать с платы Скифа.
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 19:20:27
Усилитель низкой частоты для сигнала (синусоидального?) 12В (амплитудное или действующее значение?), на нагрузку 30-40 Ом (и даже до 4 Ом) делается на одной маленькой микросхемке, при желании.
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 19:25:08
| Первый раз сказал Мяу! |
SmarTrunk писал(а):
Усилитель низкой частоты для сигнала (синусоидального?) 12В (амплитудное или действующее значение?), на нагрузку 30-40 Ом (и даже до 4 Ом) делается на одной маленькой микросхемке, при желании.
У нас в городе нет возможности купить радиодетали, к сожалению. Приходится использовать то, что есть. Под рукой оказалась часть платы от Скифа. Сигнал синусоидальный, 12В — напряжение питание от трансформатора.
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 19:29:14
| Это не хвост, это антенна |
SmarTrunk писал(а):
Усилитель низкой частоты для сигнала (синусоидального?) 12В (амплитудное или действующее значение?), на нагрузку 30-40 Ом (и даже до 4 Ом) делается на одной маленькой микросхемке, при желании.
Ну тогда лучше мостовую схему использовать, чтоб на развязывающем кондюке всё не потерять, или с двуполярным питанием. Или вообще ШИМ.
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 19:30:59
| Это не хвост, это антенна |
Jek_Rock писал(а):
У нас в городе нет возможности купить радиодетали
Почта надеюсь есть? Интернет-магазины в помощь. Многие наложенным платежом высылают.
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 19:40:05
| Это не хвост, это антенна |
вот тут рекомендую тему почитать:
viewtopic.php?f=25&t=222&start=60
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 19:43:18
| Первый раз сказал Мяу! |
conler писал(а):
Jek_Rock писал(а):
У нас в городе нет возможности купить радиодетали
Почта надеюсь есть? Интернет-магазины в помощь. Многие наложенным платежом высылают.
Почта есть, времени нет ждать посылку. Так что можно использовать усилитель со Скифа?
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 19:50:59
| Это не хвост, это антенна |
Jek_Rock писал(а):
. можно использовать усилитель со Скифа?
Это конечно грубо, но почему бы и нет? Генератор на вход и вперед! Правда паровоз, а не стенд получится.
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 20:11:26
| Первый раз сказал Мяу! |
conler писал(а):
Jek_Rock писал(а):
. можно использовать усилитель со Скифа?
Это конечно грубо, но почему бы и нет? Генератор на вход и вперед! Правда паровоз, а не стенд получится.
Эт да, но другого варианта на данный момент пока нет.
Тогда у меня еще один вопрос, если можно: как правильно отделить усилители друг от друга? А именно — цепь коррекции.
| Вложения: |
| Без Имени.jpg [80.68 KiB] Скачиваний: 610 |
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 20:25:09
| Это не хвост, это антенна |
Выкинь коррекцию вообще. И еще С17(С18) увеличь раз в десять, на низах эффективность повыше будет.
А вообще погугли как их (УН7) вдвоем «мостом» включить (схему). Мощность увеличится в ~4раза (по сравнению с одним) и С17 с С18 можно будет вовсе удалить — будет «бомба».
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Вс мар 25, 2012 20:26:55
| Первый раз сказал Мяу! |
conler писал(а):
Выкинь коррекцию вообще. И еще С17(С18) увеличь раз в десять, на низах эффективность повыше будет.
А вообще погугли как их (УН7) вдвоем «мостом» включить (схему). Мощность увеличится в ~4раза (по сравнению с одним) и С17 с С18 можно будет вовсе удалить — будет «бомба».
Понял. Спасибо большое!
Заголовок сообщения: Re: Уменьшение и увеличение частоты переменного тока
Добавлено: Пн мар 26, 2012 19:12:08
| Мучитель микросхем |
Jek, можно чуть вмешаюсь с , почти, аналогичной проблемой.
Суть проблемы: давно мечтаю прикупить часики типа флип-клок (как в самом начале первой серии «назад в будущее»).Само собой все они на ебее (хотя, может тут подскажут где поближе взять).А в основной стране-поставщике частота в розетках 60Гц.
Вот и вопрос, будут ли они у нас тикать и, если будут, то точно или будут отставать?
Может есть спецы и пояснят этот вопрос
_________________
ХОТЕЛКИ:
-старые приемники
-подсвечник (3-5 свечей)
-фигурки ЛФЗ
-старые фотики и объективы,
-стеллаж для гаража (размер обсуждаем)
-механизм от немецких настенных часов с боем
-часы сейко со светлым циферблатом