Frekvensomriktare – bakgrund

Frekvensomriktare har till uppgift att varvtalsreglera elmotorer. En elmotor som kopplas direkt på elnätet kommer att rotera med en hastighet som definieras av nätets frekvens och antalet poler i rotern av elmotorn. För en vanlig standard motor innebär det att den roterande axeln snurrar med ca 1480 varv per minut. Elmotorn finns i en mängd olika applikationer. I dessa applikationer är det inte alltid okej att man har hastigheten 1480 rpm. En fläkt på skrivbordet eller en pump kan inte alltid snurra med högsta hastighet. Innan man hade utvecklat våra frekvensomriktare så var det vanligt att man försökte bromsa elmotorn. Detta är inte en smart lösning då den är väldigt energislösande och den sliter också på mekaniken. Man försökte att varvtalsreglera elmotorn och då uppfann man frekvensomriktaren.

Så fungerar en frekvensomriktare

En frekvensomriktare består utav flera olika komponenter. Dels utav en likriktare, ett mellanled och en växelriktare. Utav namnen kan man ungefär härleda deras funktioner. En likriktare har till uppgift att likrikta växelspänningen som kommer från väggen. Den likriktade växelspänningen leds ni till mellanledet. Därefter kommer växelriktaren som pulsbreddsmodulerar likspänningen från mellanledet och leder ut den nya växelspänningen till elmotorn. En frekvensomriktare har även styrelektronik som övervakar hela processen och de inbördes olika komponenterna.

Pulsbreddsmodulering i frekvensomriktare

Just själva pulsbreddsmoduleringen i växelriktaren finns i flera olika utförande för att lösa uppgiften på bästa sätt. Pulsbreddsmoduleringen i en frekvensomriktare ger upphov till högfrekventa störningar vilka kan påverka omgivningen negativt. För frekvensomriktare som ska arbeta i bostadsmiljö så ska man se till att man har rätt kategori av EMC-filter för att filtrera bort dessa olika störningar. Om man låter pulsbreddsmodulera med en väldigt hög switchfrekvens, d.v.s. växelriktaren är väldigt snabb på att öppna och stänga sin fälteffekttransistor för att pulsa ut spänning från mellanledet så får man en finare och jämnare sinusvåg ut till motorn. Nackdelen är störningarna. Har man en frekvensomriktare som man kan sänka switchfrekvensen på så kommer inte de högfrekvensta störningarna att vara något större problem, däremot kommer inte sinsukurvan ut till motorn heller att vara lika vacker. Det är en avvägning man gör när man investerar i en frekvensomriktare.