taajuusmuuntimet
Taajuusmuuttaja on sähkölaite, joka tekee juuri sen, mitä sen nimi antaa ymmärtää. Laite muuntaa vaihtovirran taajuuden. Taajuus tarkoittaa, kuinka monta jaksoa sekunnissa vaihtovirta toistaa, eikä sillä ole mitään tekemistä jännitteen tai ampeerien kanssa. Taajuusmuuttajan lähtötaajuus on sen tuottamien jaksojen lukumäärä sekunnissa. Se voi olla pienempi tai suurempi kuin tulotaajuus, mutta ei koskaan enemmän tai vähemmän.
On monia syitä, miksi laitteita on ehkä muutettava taajuudesta toiselle. Yleisin on ero sähköjärjestelmän taajuudessa. Eri maat käyttävät eri taajuuksia sähköjärjestelmissään. Esimerkiksi Yhdysvalloissa käytetään 60 Hz tehoa, mutta suurin osa maailmasta käyttää 50 Hz. Tämä tarkoittaa, että 60 Hz maalle valmistettuja laitteita ei voida helposti käyttää 50 Hz maassa ilman taajuusmuuttajaa.
Yleisin taajuusmuuttajatyyppi on virtalähdeinvertteri. Se koostuu AC-tasasuuntaajasta, joka katkaisee tulevan tehon tasajännitteeksi ja muuttaa sen sitten uudelle taajuudelle. Tämän tyyppisiä muuntimia löytyy usein sähkömoottoreista, koska se voi ohjata niiden nopeutta. Sitä käytetään myös sovelluksissa, joissa on erittäin tarkat ohjausvaatimukset, kuten paperitehtailla. Tämän tyyppisen taajuusmuuttajan haittana on, että se aiheuttaa raskaita transientteja lähtöjännitteeseen. Nämä voivat vahingoittaa käämin eristystä ajan myötä.
Mitä ovat taajuusmuuntimet?
Raskaiden jännitetransienttien ongelman ratkaisemiseksi on kehitetty uudempaa taajuusmuunnostekniikkaa. Uudempaa tekniikkaa kutsutaan vuovektoriohjaukseksi. Siinä on kehittynyt ohjausjärjestelmä, joka säätelee moottorin virtaa. Se voi luoda tasaisemman lähtöjännitteen paljon pienemmällä vaihtelulla kuin virtalähdeinvertteri. Tämäntyyppinen taajuusmuuttaja on kalliimpi kuin virtalähdeinvertteri, mutta sillä on erittäin alhainen vikasuhde.
Taajuuden muuttamisen lisäksi taajuusmuuttajalla voidaan tehdä muitakin asioita. Puolijohteinen taajuusmuuttaja voi korvata pyörivän muuntoyksikön, koska se tekee saman taajuuden vaihtamistyön, mutta kompaktissa ja yksinkertaisemmassa paketissa. Kustannusero on funktio siitä, että pyörivä muuntaja muuntaa tulevan tehon käyttömoottorissa mekaaniseksi energiaksi ja muuntaa sen sitten takaisin sähkötehoksi, jossa on paljon liikkuvia osia.
Puolijohde-taajuusmuuttaja tekee kaiken tämän elektronisessa piirissä. Se voi olla jopa pienempi ja kustannustehokkaampi kuin pyörivä taajuusmuuttaja.
RF-taajuusmuuttajia käytetään mikroaaltoalueella kantataajuisen signaalin muuttamiseksi eri kantataajuiseksi signaaliksi. Ne ovat saatavilla yksi- tai monikanavaisina, ylös- tai alaspäin kanavina. Ne voidaan myös konfiguroida tuottamaan signaaleja tietylle taajuusalueelle mikroaaltospektrissä. CAES-laajakaistaiset modulaariset muuntimet voidaan järjestää ylös- tai alaskanaviksi, ja ne on suunniteltu vaihekoherentteihin sovelluksiin, joissa on laaja hetkellinen IF-kaistanleveys, nopea viritysnopeus ja alhainen vaihekohina ja virheellinen suorituskyky.