Преимущества регулирования скорости электродвигателей очевидны для каждого инженера. Это не только достижение необходимых технологических показателей проектируемой системы. Регулирование оборотов двигателей дает еще и энергосбережение, снижение уровня акустического шума.
В этой статье мы рассмотрим способ регулирования оборотов однофазного электродвигателя при помощи преобразователя частоты с однофазным напряжением на выходе.

Один из самых широко распространенных типов однофазных электродвигателей это двигатель с двумя обмотками на статоре. При этом сдвиг тока протекающего по обмоткам обеспечивается за счет конденсатора размещенного в одной из обмоток. Величина сдвига равняется 90 электрическим градусам. Именно такая разница позволяет обеспечить появление вращающего магнитного поля. Подобные двигатели называются конденсаторными. Об одном из вариантов регулирования оборотов такого двигателя при помощи преобразователя частоты с однофазным напряжением на выходе и будет идти речь.
Конструктивно преобразователь частоты с однофазным напряжением на выходе представляет из себя четыре IGBT-транзистора объединенные по мостовой схеме. На выходе этого инвертора формируется однофазное напряжение с переменной частотой. Среднеквадратичное значение этого напряжения имеет явно выраженную вольт-частотную зависимость. Конденсатор, размещенный в одной из обмоток двигателя позволяет получить поле по своим характеристикам близкое к круговому.  К преобразователям частоты с однофазным выходом есть ряд специфических требований, которые отличают их от обычных преобразователей с трехфазным выходом.  Во первых на программном уровне в этих преобразователях реализованы специальные алгоритмы управления транзисторным мостом. Эти алгоритмы дают возможность достичь устойчивого пуска однофазного двигателя. Второе преимущества данных алгоритмов состоит в том, что двигатели работают достаточно стабильно в режиме работы с изменение оборотов. Основная задача специальных алгоритмов состоит в том что бы на начальном этапе разогнать однофазный двигатель до номинальных оборотов, а затем регулировать обороты вверх и вниз. Глубина регулирования для таких преобразователей не очень велика. Как правило, она не превышает соотношения 1:10. Однако для многих задач этого значения вполне достаточно. Причина столь узкого диапазона регулирования состоит в том что в одной из обмоток установлен конденсатор. Как известно емкостное сопротивление напрямую зависит от частоты. Еще один существенный недостаток данного варианта регулирования состоит в том, что нет возможности изменять направление вращения вала двигателя.
В качестве преимущества использования таких преобразователей можно указать простоту проектирования, монтажных работ и эксплуатации. Дело в том, что использование специализированных преобразователей для регулирования скорости однофазных двигателей не требует внесения изменений в конструкцию самих двигателей. Еще один несомненный плюс состоит в широких возможностях организации управления. В конструкции таких преобразователей, как правило, включены аналоговые и дискретные входа/выхода, ПИД-регулятор, защитные функции и т.д.
Таким образом, применение преобразователей частоты с однофазным выходным напряжением для регулирования оборотов однофазных конденсаторных двигателей является весьма привлекательным решением.

Другие публикации по теме управление однофазным двигателем:

Используем частотный преобразователь для однофазного двигателя.