Pemacu kekerapan: penerangan dan ulasan

2024 Pengarang: Aaron Duncan | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-01 20:14

Kawalan VFD membenarkan penggunaan penukar khas untuk menukar mod pengendalian motor elektrik secara fleksibel: mulakan, berhenti, pecutan, brek, tukar kelajuan putaran.

Menukar kekerapan voltan bekalan membawa kepada perubahan dalam halaju sudut medan magnet pemegun. Apabila frekuensi berkurangan, kelajuan motor berkurangan dan gelinciran bertambah.

Prinsip operasi penukar frekuensi pemacu

Kelemahan utama motor tak segerak ialah kerumitan kawalan kelajuan dengan cara tradisional: dengan menukar voltan bekalan dan memasukkan rintangan tambahan ke dalam litar belitan. Lebih sempurna ialah pemacu frekuensi motor elektrik. Sehingga baru-baru ini, penukar adalah mahal, tetapi kemunculan transistor IGBT dan sistem kawalan mikropemproses membolehkan pengeluar asing mencipta peranti mampu milik. Palingsempurna sekarang ialah penukar frekuensi statik.

Halaju sudut medan magnet stator ω₀ perubahan berkadaran dengan frekuensi ƒ_{1 mengikut formula:}

ω₀=2π׃_{1/p, di mana p ialah bilangan pasangan tiang.}

Kaedah ini menyediakan kawalan kelajuan yang lancar. Dalam kes ini, kelajuan gelongsor motor tidak meningkat.

Untuk mendapatkan prestasi tenaga tinggi enjin - kecekapan, faktor kuasa dan kapasiti beban lampau, bersama-sama dengan frekuensi, tukar voltan bekalan mengikut kebergantungan tertentu:

• tork beban malar – U₁/ ƒ_1=const;
• watak peminat momen muat - U₁/ ƒ₁^2=const;
• Muatkan tork berkadar songsang dengan kelajuan - U₁/√ ƒ_1=const.

Fungsi ini dilaksanakan menggunakan penukar yang menukar frekuensi dan voltan pada stator motor secara serentak. Elektrik dijimatkan kerana peraturan menggunakan parameter teknologi yang diperlukan: tekanan pam, prestasi kipas, kelajuan suapan mesin, dll. Dalam kes ini, parameter berubah dengan lancar.

Kaedah kawalan frekuensi motor elektrik tak segerak dan segerak

Dalam pemacu terkawal frekuensi berdasarkan motor tak segerak dengan rotor sangkar tupai, dua kaedah kawalan digunakan - skalar dan vektor. Dalam kes pertama, mereka berubah secara serentakamplitud dan kekerapan voltan bekalan.

Ini adalah perlu untuk mengekalkan prestasi motor, selalunya nisbah malar tork maksimumnya kepada momen rintangan pada aci. Akibatnya, kecekapan dan faktor kuasa kekal tidak berubah sepanjang julat putaran keseluruhan.

Peraturan vektor terdiri daripada perubahan serentak amplitud dan fasa arus pada stator.

Pemacu frekuensi motor jenis segerak berfungsi hanya pada beban kecil, dengan pertumbuhan yang melebihi nilai yang dibenarkan, penyegerakan mungkin rosak.

Kelebihan pemacu frekuensi

Kawalan frekuensi mempunyai pelbagai kelebihan berbanding kaedah lain.

1. Automasi enjin dan proses pengeluaran.
2. Permulaan lembut yang menghapuskan ralat biasa yang berlaku semasa pecutan enjin. Meningkatkan kebolehpercayaan pemacu frekuensi dan peralatan dengan mengurangkan beban berlebihan.
3. Tingkatkan ekonomi dan prestasi pemanduan keseluruhan.
4. Penciptaan kelajuan malar motor elektrik tanpa mengira sifat beban, yang penting semasa transien. Penggunaan maklum balas memungkinkan untuk mengekalkan kelajuan motor yang berterusan di bawah pelbagai pengaruh yang mengganggu, khususnya di bawah beban berubah-ubah.
5. Penukar mudah disepadukan ke dalam sistem teknikal sedia ada tanpa perubahan ketara dan penghentian proses teknologi. Julat kuasa adalah besar, tetapi dengan peningkatan merekaharga meningkat dengan ketara.
6. Keupayaan untuk meninggalkan variator, kotak gear, pendikit dan peralatan kawalan lain atau mengembangkan julat aplikasinya. Ini menghasilkan penjimatan tenaga yang ketara.
7. Penghapusan kesan berbahaya transien pada peralatan proses, seperti penukul air atau peningkatan tekanan bendalir dalam saluran paip sambil mengurangkan penggunaannya pada waktu malam.

Kecacatan

Seperti semua penyongsang, chastotniki ialah sumber gangguan. Mereka perlu memasang penapis.

Kos jenama adalah tinggi. Ia meningkat dengan ketara dengan peningkatan kuasa peranti.

Pelarasan frekuensi untuk mengangkut cecair

Di kemudahan di mana air dan cecair lain dipam, kawalan aliran kebanyakannya dilakukan dengan bantuan injap pintu dan injap. Pada masa ini, arah yang menjanjikan ialah penggunaan pemacu frekuensi pam atau kipas yang menggerakkan bilahnya.

Penggunaan penukar frekuensi sebagai alternatif kepada injap pendikit memberikan kesan penjimatan tenaga sehingga 75%. Injap, menahan aliran bendalir, tidak melakukan kerja yang berguna. Pada masa yang sama, kehilangan tenaga dan jirim untuk pengangkutannya meningkat.

Pemacu frekuensi memungkinkan untuk mengekalkan tekanan berterusan pada pengguna apabila aliran bendalir berubah. Dari sensor tekanan, isyarat dihantar ke pemacu, yang mengubah kelajuan enjin dan dengan itu mengawalnyarevolusi, mengekalkan kadar aliran yang ditetapkan.

Unit pengepaman dikawal dengan mengubah prestasinya. Penggunaan kuasa pam adalah dalam pergantungan padu pada prestasi atau kelajuan putaran roda. Jika kelajuan dikurangkan sebanyak 2 kali, prestasi pam akan menurun sebanyak 8 kali. Kehadiran jadual harian penggunaan air membolehkan anda menentukan penjimatan tenaga untuk tempoh ini, jika anda mengawal pemacu frekuensi. Disebabkan itu, adalah mungkin untuk mengautomasikan stesen pam dan dengan itu mengoptimumkan tekanan air dalam rangkaian.

Pengendalian sistem pengudaraan dan penghawa dingin

Aliran udara maksimum dalam sistem pengudaraan tidak selalu diperlukan. Keadaan operasi mungkin memerlukan pengurangan prestasi. Secara tradisinya, pendikit digunakan untuk ini, apabila kelajuan roda kekal malar. Adalah lebih mudah untuk menukar kadar aliran udara disebabkan oleh pemacu terkawal frekuensi, apabila keadaan bermusim dan iklim berubah, pembebasan haba, lembapan, wap dan gas berbahaya.

Penjimatan tenaga dalam sistem pengudaraan dan penghawa dingin dicapai tidak lebih rendah daripada stesen pam, kerana penggunaan kuasa putaran aci adalah dalam pergantungan padu pada putaran.

Peranti penukar frekuensi

Pemacu frekuensi moden disusun mengikut skema penukar berganda. Ia terdiri daripada penerus dan penyongsang nadi dengan sistem kawalan.

Selepasmembetulkan voltan sesalur, isyarat dilicinkan oleh penapis dan disalurkan kepada penyongsang dengan enam suis transistor, di mana setiap satu daripadanya disambungkan ke belitan stator motor elektrik tak segerak. Unit menukar isyarat diperbetulkan kepada isyarat tiga fasa frekuensi dan amplitud yang diperlukan. IGBT kuasa dalam peringkat output mempunyai frekuensi pensuisan yang tinggi dan memberikan gelombang persegi yang segar dan bebas herotan. Disebabkan oleh sifat penapisan belitan motor, bentuk lengkung semasa pada outputnya kekal sinusoidal.

Kaedah kawalan amplitud isyarat

Voltan keluaran dikawal oleh dua kaedah:

1. Amplitud - perubahan dalam nilai voltan.
2. Modulasi lebar nadi ialah kaedah menukar isyarat berdenyut, di mana tempohnya berubah, tetapi frekuensinya kekal tidak berubah. Di sini kuasa bergantung pada lebar nadi.

Kaedah kedua paling kerap digunakan berkaitan dengan pembangunan teknologi mikropemproses. Penyongsang moden dibuat menggunakan sama ada transistor pemadam GTO atau IGBT.

Keupayaan dan aplikasi penukar

Pemacu frekuensi mempunyai banyak kemungkinan.

1. Kawal selia kekerapan voltan bekalan tiga fasa daripada sifar hingga 400 Hz.
2. Pecutan atau nyahpecutan motor elektrik daripada 0.01 saat. sehingga 50 min. mengikut undang-undang masa tertentu (biasanya linear). Semasa pecutan, bukan sahaja penurunan, tetapi juga peningkatan sehingga 150% tork dinamik dan permulaan adalah mungkin.
3. Menterbalikkan enjin dengan mod brek dan pecutan yang diberikan kepada yang dikehendakilaju ke arah lain.
4. Penyongsang menampilkan perlindungan elektronik yang boleh dikonfigurasikan terhadap litar pintas, beban lampau, kebocoran bumi dan talian kuasa motor terbuka.
5. Paparan digital penukar memaparkan data pada parameternya: frekuensi, voltan bekalan, kelajuan, arus, dll.
6. Ciri V/f ditala dalam penukar bergantung pada beban motor yang diperlukan. Fungsi sistem kawalan berdasarkannya disediakan oleh pengawal terbina dalam.
7. Untuk frekuensi rendah, adalah penting untuk menggunakan kawalan vektor, yang membolehkan anda bekerja dengan tork penuh motor, mengekalkan kelajuan malar apabila beban berubah, dan mengawal tork pada aci. Pemacu frekuensi berubah berfungsi dengan baik dengan input yang betul bagi data pasport motor dan selepas ujian berjaya. Produk terkenal daripada HYUNDAI, Sanyu, dsb.

Bidang penggunaan penukar adalah seperti berikut:

• pam dalam air panas dan sejuk serta sistem bekalan haba;
• slurry, pasir dan pam buburan penumpu;
• sistem pengangkutan: penghantar, meja penggelek dan cara lain;
• pencampur, kilang, penghancur, penyemperit, dispenser, penyuap;
• centrifuge;
• lif;
• peralatan metalurgi;
• peralatan penggerudian;
• pemacu elektrik alatan mesin;
• peralatan jengkaut dan kren, mekanisme manipulator.

Pengilang penukar frekuensi, ulasan

Pengilang domestik telah pun mula mengeluarkan produk yang sesuai untuk pengguna dari segi kualiti dan harga. Kelebihannya ialah keupayaan untuk mendapatkan peranti yang betul dengan cepat, serta nasihat terperinci tentang penyediaan.

Syarikat "Sistem berkesan" menghasilkan produk bersiri dan kumpulan perintis peralatan. Produk digunakan untuk kegunaan domestik, dalam perniagaan kecil dan dalam industri. Pengeluar Vesper menghasilkan tujuh siri penukar, antaranya terdapat penukar pelbagai fungsi yang sesuai untuk kebanyakan mekanisme perindustrian.

Syarikat Denmark Danfoss ialah peneraju dalam pengeluaran chastotnikov. Produknya digunakan dalam pengudaraan, penyaman udara, bekalan air dan sistem pemanasan. Syarikat Finland Vacon, yang merupakan sebahagian daripada syarikat Denmark, menghasilkan reka bentuk modular dari mana anda boleh memasang peranti yang diperlukan tanpa bahagian yang tidak perlu, yang menjimatkan komponen. Turut dikenali ialah penukar kebimbangan antarabangsa ABB, digunakan dalam industri dan dalam kehidupan seharian.

Berdasarkan ulasan, penukar domestik yang murah boleh digunakan untuk menyelesaikan masalah biasa yang mudah, manakala yang rumit memerlukan jenama dengan lebih banyak tetapan.

Kesimpulan

Pemacu frekuensi mengawal motor elektrik dengan menukar frekuensi dan amplitud voltan bekalan, sambil melindunginya daripada kerosakan: beban lampau, litar pintas, putus dalam rangkaian bekalan. Penggerak elektrik sedemikian melaksanakan tiga fungsi utama,berkaitan dengan pecutan, nyahpecutan dan kelajuan motor. Ini meningkatkan kecekapan peralatan dalam banyak bidang teknologi.