Un convertisseur de fréquence est un dispositif de contrôle de puissance qui utilise la technologie de conversion de fréquence et la technologie microélectronique pour contrôler les moteurs à courant alternatif en modifiant la fréquence de fonctionnement du moteur. Le convertisseur de fréquence s'appuie sur un IGBT interne pour ajuster la tension et la fréquence de l'alimentation de sortie, fournissant la tension d'alimentation requise en fonction des besoins réels du moteur, atteignant l'objectif de régulation de vitesse à économie d'énergie.
De plus, le convertisseur de fréquence dispose également de diverses fonctions de protection telles que la protection contre les surintensités, les surtensions et les surcharges. Avec l'amélioration continue de l'automatisation industrielle, les convertisseurs de fréquence sont également largement utilisés.
Le convertisseur de fréquence est principalement composé d'un redresseur (AC/DC), d'un filtre, d'un onduleur (DC/AC), d'une unité de freinage, d'une unité de pilotage, d'une unité de détection, d'une unité de microprocesseur, etc.
1. Redresseur
Le circuit de redressement d'un convertisseur de fréquence universel est constitué d'un pont redresseur triphasé. Sa fonction est de redresser la fréquence du réseau et de fournir la puissance CC requise pour le circuit onduleur et le circuit de commande. Récemment, le convertisseur le plus utilisé est le convertisseur à diode, qui convertit l'alimentation à fréquence du réseau en une alimentation CC. Deux ensembles d'onduleurs à transistors peuvent également être utilisés pour former un onduleur réversible, qui peut effectuer une opération de régénération en raison de sa direction de puissance réversible.
2. Circuit à ondes plates
Dans la tension continue redressée par le redresseur, il existe une tension pulsée dont la fréquence est six fois supérieure à celle de l'alimentation. De plus, le courant pulsé généré par l'onduleur provoque également des fluctuations de la tension continue. Pour supprimer les fluctuations de tension, des inductances et des condensateurs sont utilisés pour absorber la tension pulsée (courant). Lorsque la capacité de l'appareil est faible, s'il y a une capacité excédentaire dans les composants de l'alimentation et du circuit principal, un simple circuit de lissage peut être utilisé à la place d'une inductance.
3. Onduleur
Contrairement aux redresseurs, les onduleurs convertissent le courant continu en courant alternatif de la fréquence requise et, en allumant et en éteignant six dispositifs de commutation à un moment déterminé, une sortie CA triphasée peut être obtenue. La fonction du circuit onduleur est de convertir la sortie de courant continu du circuit CC en une puissance CA réglable sous le contrôle du circuit de commande. La sortie du circuit onduleur est la sortie du convertisseur de fréquence, le circuit onduleur est donc l'un des circuits centraux du convertisseur de fréquence et joue un rôle très important.
4. Circuit principal et circuit de commande
Le circuit principal est la partie de conversion de puissance qui fournit la puissance de régulation de tension et de fréquence aux moteurs asynchrones. Le circuit principal d'un convertisseur de fréquence peut être grossièrement divisé en deux catégories : le type de tension est un convertisseur de fréquence qui convertit la source de tension continue en courant alternatif, et le filtrage du circuit continu est un condensateur. Le type de courant est un convertisseur de fréquence qui convertit le courant continu d'une source de courant en courant alternatif, et son filtre de circuit continu est un inducteur.
Le circuit de commande est un circuit qui fournit des signaux de commande au circuit principal qui alimente en énergie (tension et fréquence réglables) les moteurs asynchrones. Il se compose d'un « circuit de calcul » de fréquence et de tension, d'un « circuit de détection de tension et de courant » du circuit principal, d'un « circuit de détection de vitesse » du moteur, d'un « circuit d'entraînement » qui amplifie les signaux de commande du circuit de calcul, et d'un « circuit de protection » de l'onduleur et du moteur.