Инверторный двигатель, как устроен

Инверторный двигатель впервые изготовлен в 2005 году южно-корейской компанией LG. Применяются они в новейшей бытовой технике: автоматических стиральных машинах, холодильниках, кондиционерах. Основным отличием инверторного двигателя от, скажем, коллекторного типа двигателей является двойное преобразование электрического напряжения для его работы. В начале преобразователь, который выполняет функцию источника питания двигателя, преобразует переменное напряжение в постоянное, а затем инвертирует полученный постоянный ток в переменный заданной частоты.

Для работы инверторного двигателя требуется, как минимум две основные части:

• частотный преобразователь,
• сам двигатель.

Созданный, благодаря последним достижениям электротехники и электроники, частотный преобразователь предназначен для точного регулирования скорости двигателя за счет формирования заданной частоты напряжения на выходе преобразователя. Выходная частота в таких преобразователях может варьироваться в большом диапазоне и ее предельные значения могут быть в десятки раз больше, или меньше частоты питающей сети.
В инверторном преобразователе используется двойное преобразование электрического напряжения. В начале синусоидальное напряжение на входе преобразователя выпрямляется в блоке выпрямителя, отфильтровывается и сглаживается электрическим фильтром, состоящим из конденсаторов. После этого из полученного постоянного напряжения при помощи схем управления и выходных электронных ключей формируется последовательность управляемых импульсов определенной частоты и формы. Переменное напряжение задаваемой частоты и величины, формируемое на выходе преобразователя, создается при помощи этих импульсов.
Переменный синусоидальный ток на обмотках электродвигателя, вырабатываемый преобразователем, формируется по образцу широтно-импульсного, или частотно-импульсного модулирования. В качестве электронных ключей для преобразователей могут служить выключаемые тиристоры GTO, или их модернизированные разновидности SGCT, IGCT, GCT, а также транзисторы IGBT.
Сам двигатель состоит из статора с размещенными на нем небольшими обмотками возбуждения в количестве, кратном числу три. Внутри статора вращается ротор с закрепленными на нем постоянными магнитами, количество которых в три раза меньше чем количество обмоток возбуждения. Коллекторно-щеточный узел в данном двигателе отсутствует.
Работа инверторного двигателя основана на взаимодействии магнитных полей ротора и статора. Созданное преобразователем вращающееся электромагнитное поле статора заставляет вращаться с такой же частотой ротор. Таким образом, двигатель управляется инверторным преобразователем.
Преимуществами инверторного двигателя перед другими являются: отсутствие трущихся частей, увеличение КПД двигателя и его экономичности, высокая надежность, очень низкий уровень шума, возможность очень точного поддержания определенной частоты вращения, практически мгновенное достижение заданной частоты вращения, компактность.

У инверторного двигателя есть и недостатки

В большей степени это относится к инверторному преобразователю. К таковым относятся: трудоемкость и, как следствие, высокая цена преобразователя, необходимость проведения дорогого ремонта электродвигателя в случае выхода его из строя, требовательность к поддержанию в сети определенного уровня напряжения, невозможность работы из-за изменения питающего напряжения сети.