В наше время очень большое распространение получили асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они используются как приводы насосов, вентиляторов, грузоподъёмных механизмов. Основными их достоинствами являются простота изготовления и относительная дешевизна. Однако наряду с достоинствами у них имеются и недостатки. Это большие пусковые токи и невозможность изменять производительность в процессе эксплуатации. Пусковой режим можно смягчить при помощи устройства плавного пуска. Но для регулирования мощности этот способ не подходит.
Скорость вращения электродвигателя обуславливается разницей между его крутящим моментом и моментом сопротивления нагрузки. Если момент двигателя больше, то скорость вращения увеличивается, если меньше, то замедляется. Для поддержания требуемых оборотов или необходимой мощности на валу и был придуман частотный преобразователь. Принцип работы частотного преобразователя основан на двойном преобразовании. Сначала переменное напряжение выпрямляется, а затем при помощи широтноимпульсного модулятора ему придаётся нужная синусоидальная форма и частота.
Широтноимпульсный модулятор выдаёт пакеты импульсов, по форме напоминающие синусоиду. В пике синусоиды ширина импульсов максимальна, в точке перехода через ноль минимальна. Для повышения выходной мощности в силовой части частотного преобразователя установлены мощные тиристоры. Сглаживаются пакеты импульсов до почти синусоидальной формы проходя через обмотку статора, которая, обладая большой индуктивностью, является неплохим фильтром. Для полного сглаживания гармоник, которые ведут к перегреву электродвигателя и снижению КПД, на выходе частотного преобразователя ставят заградительный фильтр. Иногда высокочастотные помехи, создаваемые преобразователем, могут попадать в питающую сеть и создавать помехи для бытовых устройств, компьютеров и телефонов. Если уровень гармоник превышают допустимые нормы, то в цепь питания частотного преобразователя также устанавливается заградительный фильтр.
Главной деталью частотного преобразователя является блок управления. К блоку подключены различные датчики, например, давления и температуры для создания обратной связи между агрегатом и его электроприводом. На основании этой связи и происходит поддержание заданных параметров в нагрузке.
Применение частотных преобразователей даёт возможность повысить КПД любого электропривода до 90%, обеспечивает плавный пуск и позволяет поддерживать режим работы на заданных параметрах.
