ตัวแปลงความถี่เป็นอุปกรณ์ควบคุมพลังงานไฟฟ้าที่ใช้เอฟเฟกต์เปิด-ปิดของอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำไฟฟ้าเพื่อแปลงแหล่งจ่ายไฟความถี่พลังงานเป็นความถี่อื่น ตัวแปลงความถี่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแส (AC เป็น DC), ตัวกรอง, ตัวแปลงความถี่ (DC เป็น AC), ชุดเบรก, ชุดขับเคลื่อน, ชุดตรวจจับ, ชุดไมโครโปรเซสเซอร์ ฯลฯ
ตัวแปลงความถี่เป็นอุปกรณ์ที่แปลงแหล่งพลังงานความถี่อุตสาหกรรม (50Hz หรือ 60Hz) เป็นแหล่งจ่ายไฟ AC ของความถี่ต่างๆ เพื่อให้มอเตอร์ทำงานด้วยความเร็วที่แปรผันได้ วงจรควบคุมจะควบคุมวงจรหลัก วงจรเรียงกระแสจะแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง วงจรไฟฟ้ากระแสตรงระดับกลางจะปรับให้เรียบและกรองเอาต์พุตของวงจรเรียงกระแส และวงจรอินเวอร์เตอร์จะแปลงไฟฟ้ากระแสตรงกลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ สำหรับอินเวอร์เตอร์ เช่น อินเวอร์เตอร์ควบคุมเวกเตอร์ที่ต้องการการคำนวณจำนวนมาก บางครั้งต้องใช้ CPU สำหรับการคำนวณแรงบิดและวงจรที่สอดคล้องกัน การควบคุมความเร็วความถี่แบบแปรผันทำได้โดยการเปลี่ยนความถี่ของแหล่งจ่ายไฟไปยังขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์
หลักการทำงานของตัวแปลงความถี่:
ตัวแปลงความถี่สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ประเภทแรงดันและไฟฟ้ายอดนิยม ประเภทแรงดันคือตัวแปลงความถี่ที่แปลง DC ของแหล่งจ่ายแรงดันเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ และการกรองวงจร DC เป็นตัวเก็บประจุ ประเภทกระแสไฟฟ้าเป็นตัวแปลงความถี่ที่แปลง DC ของแหล่งกระแสไฟฟ้าเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ และการกรองวงจร DC ของวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเป็นตัวเหนี่ยวนำ กำลังหลักของตัวแปลงความถี่ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแส วงจรปรับให้เรียบ และอินเวอร์เตอร์ ซึ่งจะแปลงแหล่งจ่ายไฟความถี่กำลังเป็น "วงจรเรียงกระแส" กำลังไฟฟ้ากระแสตรง และดูดซับการเต้นของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากตัวแปลงและอินเวอร์เตอร์ใน "การปรับให้เรียบ วงจร".
1. วงจรเรียงกระแส
หน้าที่ของมันคือการแก้ไขแหล่งจ่ายไฟ AC สามเฟส (หรือเฟสเดียว) เป็นแหล่งจ่ายไฟ DC ในตัวแปลงความถี่ SPWM ส่วนใหญ่จะใช้วงจรสัตยาบันแบบเต็มคลื่น ในตัวแปลงความถี่ขนาดกลางและขนาดเล็กส่วนใหญ่ อุปกรณ์เรียงกระแสจะใช้ไดโอดเรียงกระแสหรือโมดูลไดโอดที่ไม่สามารถควบคุมได้
2. อินเวอร์เตอร์
การทำงานของมันตรงข้ามกับวงจรเรียงกระแส ซึ่งจะแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับด้วยแรงดันและความถี่ที่แปรผันเพื่อให้ได้การควบคุมความเร็วความถี่ที่แปรผันของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ วงจรอินเวอร์เตอร์ประกอบด้วยอุปกรณ์สวิตชิ่งซึ่งส่วนใหญ่ใช้วงจรบริดจ์ ซึ่งมักเรียกว่าบริดจ์อินเวอร์เตอร์ ในตัวแปลงความถี่ SPWM อุปกรณ์สวิตชิ่งจะได้รับการควบคุมของสัญญาณมอดูเลต SPWM ในวงจรควบคุม แปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับสามเฟส
3. วงจรควบคุม
วงจรส่วนนี้ประกอบด้วยวงจรปฏิบัติการ วงจรตรวจจับ วงจรขับเคลื่อน วงจรป้องกัน ฯลฯ และโดยทั่วไปจะใช้วงจรรวมขนาดใหญ่