Měnič kmitočtu

Měnič kmitočtu

V elektrotechnice, zařízení pro změnu frekvence napětí nebo proudu. Používá se v napájecích systémech pro nastavitelné elektrické pohony a magnetické zesilovače. Mezi jeho další využití patří přizpůsobení dvou nebo více systémů AC s různými frekvencemi. Měniče kmitočtu lze rozdělit na statické, rotační a kombinované. Statické frekvenční měniče lze dále rozdělit na elektromagnetické a usměrňovače.

Provoz elektromagnetických měničů kmitočtu je založen na změně tvaru sinusového střídavého napětí pomocí magnetických nelineárních prvků, jako jsou tlumivky a transformátory se saturovatelnými jádry, a pak extrakce složky napětí s požadovanou frekvencí. Elektromagnetické frekvenční měniče se používají jako frekvenční děliče a frekvenční multiplikátory; jejich účinnost je mezi 70 a 80 procenty.

Tranzistory a tyristory se běžně používají jako usměrňovače v měničech usměrňovačů, kde mají nahrazené tyratrony a rtuťové obloukové trubice. Statické měniče kmitočtu typu tranzistoru se používají hlavně v radiotechnických zařízeních; jejich výkon může být až 2 až 3 kilovolt-ampérů (kVA). Tyristorové měniče statického kmitočtu mohou být tří druhů: s přímým spojením, s mezilehlým stupněm stejnosměrného proudu as mezilehlým stupněm střídavého proudu se zvýšenou frekvencí.

Statické frekvenční měniče s přímým připojením (proudové usměrňovače mohou být považovány za v této třídě) jsou využívány ve vysoce výkonných průmyslových střídavých elektrických pohonech, v střídavých elektrických pohonech samostatných energetických systémů s generátory, které pracují se zvýšenou frekvencí a v zařízeních centralizovaných systémů napájení pro osobní vlaky. Účinnost těchto frekvenčních měničů dosahuje 95–98%.

Měnič kmitočtu s mezilehlým meziobvodem je dvoufázový frekvenční měnič; do vstupního stupně je zabudován usměrňovač a ve výstupním stupni je k dispozici měnič. Tyto statické frekvenční měniče se používají v průmyslových a trakčních střídavých elektrických pohonech, kde je požadována plynulá regulace frekvence a napětí; jejich výkon může dosáhnout 3 až 5 megavoltů ampérů. Jejich účinnost je poněkud nižší než účinnost měničů kmitočtu s přímým spojením.

Menší frekvenční měniče s mezilehlým stupněm střídavého proudu provozovaným na frekvenci vyšší, než je frekvence napájecího zdroje, se používají méně široce. Mají jednotku měniče zabudovanou ve vstupní fázi. Výstupní stupeň zahrnuje statický frekvenční měnič s přímým připojením. Zatížení pracující na zvýšené frekvenci mohou být připojena k mezilehlým sběrnicím. Účinnost tohoto typu je nižší než účinnost frekvenčních měničů s mezilehlým stupněm stejnosměrného proudu.

Měniče kmitočtu mohou být budovány buď jako dva stroje nebo jako jeden stroj. Typ se dvěma stroji obvykle kombinuje elektrický hnací motor a generátor střídavého nebo stejnosměrného proudu. V samostatných napájecích systémech se používají dvoufrekvenční frekvenční měniče se synchronním generátorem napájejícím proud při frekvencích 50 až 400 Hz. Jejich účinnost může dosáhnout 85 procent a jejich výkony se pohybují od 30 do 800 kVA. Měniče kmitočtu mohou být také postaveny jako jeden elektrický stroj se společnou armaturou.