VFD-beheer laat die gebruik van 'n spesiale omsetter toe om die bedryfsmodusse van die elektriese motor buigsaam te verander: begin, stop, versnel, rem, verander die rotasiespoed.
Verandering van die frekwensie van die toevoerspanning lei tot 'n verandering in die hoeksnelheid van die stator-magnetiese veld. Wanneer die frekwensie afneem, neem die motorspoed af en die glip neem toe.
Die beginsel van werking van die dryffrekwensie-omskakelaar
Die grootste nadeel van asinchroniese motors is die kompleksiteit van spoedbeheer op tradisionele maniere: deur die toevoerspanning te verander en bykomende weerstande in die wikkelkring in te voer. Meer perfek is die frekwensie-aandrywing van die elektriese motor. Tot onlangs was omsetters duur, maar die koms van IGBT-transistors en mikroverwerkerbeheerstelsels het buitelandse vervaardigers toegelaat om bekostigbare toestelle te skep. Die meesteperfek nou is statiese frekwensie-omsetters.
Hoeksnelheid van die statormagnetiese veld ω0 verander in verhouding tot die frekwensie ƒ1 volgens die formule:
ω0=2π׃1/p, waar p die aantal pare pole is.
Die metode bied gladde spoedbeheer. In hierdie geval neem die glyspoed van die motor nie toe nie.
Om hoë energieprestasie van die enjin te kry - doeltreffendheid, drywingsfaktor en oorladingskapasiteit, tesame met die frekwensie, verander die toevoerspanning volgens sekere afhanklikhede:
- konstante vrag-wringkrag – U1/ ƒ1=konstant;
- aanhangerkarakter van laaimoment - U1/ ƒ12=konst;
- Laai wringkrag omgekeerd eweredig aan spoed - U1/√ ƒ1=konstant.
Hierdie funksies word geïmplementeer deur 'n omsetter te gebruik wat gelyktydig die frekwensie en spanning op die motorstator verander. Elektrisiteit word bespaar as gevolg van regulering deur die nodige tegnologiese parameter te gebruik: pompdruk, waaierwerkverrigting, masjientoevoerspoed, ens. In hierdie geval verander die parameters glad.
Metodes van frekwensiebeheer van asinchroniese en sinchrone elektriese motors
In 'n frekwensie-beheerde aandrywing gebaseer op asinchroniese motors met 'n eekhoringhok-rotor, word twee beheermetodes gebruik - skalaar en vektor. In die eerste geval verander hulle gelyktydigamplitude en frekwensie van die toevoerspanning.
Dit is nodig om die werkverrigting van die motor te handhaaf, meestal 'n konstante verhouding van sy maksimum wringkrag tot die oomblik van weerstand op die as. Gevolglik bly doeltreffendheid en drywingsfaktor onveranderd oor die hele rotasiereeks.
Vektorregulering bestaan uit die gelyktydige verandering van die amplitude en fase van die stroom op die stator.
Die frekwensie-aandrywing van die sinchroniese tipe motor werk slegs by klein ladings, met die groei daarvan bokant die toelaatbare waardes, sinkronisme kan verbreek word.
Voordele van frekwensieaandrywing
Frekwensiebeheer het 'n hele reeks voordele bo ander metodes.
- Outomatisering van die enjin en produksieprosesse.
- Sagte begin wat tipiese foute wat tydens enjinversnelling voorkom, uitskakel. Verbetering van die betroubaarheid van die frekwensie-aandrywing en toerusting deur oorladings te verminder.
- Verbeter algehele dryfekonomie en werkverrigting.
- Skepping van 'n konstante spoed van die elektriese motor, ongeag die aard van die las, wat belangrik is tydens transiënte. Die gebruik van terugvoer maak dit moontlik om 'n konstante motorspoed onder verskeie steurende invloede te handhaaf, veral onder veranderlike ladings.
- Omskakelaars word maklik in bestaande tegniese stelsels geïntegreer sonder noemenswaardige verandering en stop van tegnologiese prosesse. Die kragreeks is groot, maar met hul toenamepryse styg aansienlik.
- Die vermoë om variators, ratkaste, versnellers en ander beheertoerusting te laat vaar of die toepassingsreeks daarvan uit te brei. Dit lei tot aansienlike energiebesparings.
- Uitskakeling van die skadelike uitwerking van oorgange op prosestoerusting, soos waterhamer of verhoogde vloeistofdruk in pypleidings, terwyl die verbruik daarvan in die nag verminder word.
Flaws
Soos alle omskakelaars, is chastotniki bronne van inmenging. Hulle moet filters installeer.
Die koste van handelsmerke is hoog. Dit neem aansienlik toe met 'n toename in die krag van die toestelle.
Frekwensie-aanpassing vir die vervoer van vloeistowwe
In fasiliteite waar water en ander vloeistowwe gepomp word, word vloeibeheer meestal met behulp van hekkleppe en kleppe gedoen. Tans is 'n belowende rigting die gebruik van 'n frekwensie-aandrywing van 'n pomp of 'n waaier wat hul lemme aan die gang sit.
Die gebruik van 'n frekwensie-omsetter as 'n alternatief vir die smoorklep gee 'n energiebesparende effek van tot 75%. Die klep, wat die vloei van vloeistof terughou, verrig nie nuttige werk nie. Terselfdertyd neem die verlies aan energie en materie vir die vervoer daarvan toe.
Die frekwensie-aandrywing maak dit moontlik om 'n konstante druk by die verbruiker te handhaaf wanneer die vloeistofvloei verander. Vanaf die druksensor word 'n sein na die aandrywing gestuur, wat die enjinspoed verander en daardeur reguleeromwentelings, wat die vasgestelde vloeitempo handhaaf.
Pomeenhede word beheer deur hul werkverrigting te verander. Die kragverbruik van die pomp is in die kubieke afhanklikheid van die werkverrigting of spoed van rotasie van die wiel. As die spoed met 2 keer verminder word, sal die pompverrigting met 8 keer daal. Die teenwoordigheid van 'n daaglikse skedule van waterverbruik laat jou toe om die energiebesparings vir hierdie tydperk te bepaal, as jy die frekwensie-aandrywing beheer. As gevolg daarvan is dit moontlik om die pompstasie te outomatiseer en sodoende die waterdruk in die netwerke te optimaliseer.
Bedryf van ventilasie- en lugversorgingstelsels
Maksimum lugvloei in ventilasiestelsels is nie altyd nodig nie. Bedryfstoestande kan 'n vermindering in werkverrigting vereis. Tradisioneel word versnelling hiervoor gebruik, wanneer die wielspoed konstant bly. Dit is geriefliker om die lugvloeitempo te verander as gevolg van die frekwensie-beheerde aandrywing, wanneer seisoenale en klimaatstoestande verander, die vrystelling van hitte, vog, dampe en skadelike gasse.
Energiebesparing in ventilasie- en lugversorgingstelsels word nie minder as in pompstasies behaal nie, aangesien die kragverbruik van asrotasie in die kubieke afhanklikheid van omwentelings is.
Frekwensie-omskakelaartoestel
Moderne frekwensie-aandrywing is volgens die dubbelomsetterskema gerangskik. Dit bestaan uit 'n gelykrigter en 'n pulsomskakelaar met 'n beheerstelsel.
Nadeur die netspanning reg te stel, word die sein deur 'n filter gladgemaak en na 'n omskakelaar met ses transistorskakelaars gevoer, waar elkeen van hulle aan die statorwikkelings van 'n asinchrone elektriese motor gekoppel is. Die eenheid skakel die gelykgerigte sein om in 'n driefase-sein van die vereiste frekwensie en amplitude. Die krag-IGBT's in die uitsetstadiums het 'n hoë skakelfrekwensie en verskaf 'n skerp, vervormingsvrye vierkantgolf. As gevolg van die filtreer-eienskappe van die motorwikkelings, bly die vorm van die stroomkromme by hul uitset sinusvormig.
Metodes van seinamplitudebeheer
Die uitsetspanning word deur twee metodes gereguleer:
- Amplitude - verandering in spanningwaarde.
- Pulswydtemodulasie is 'n metode om 'n gepulste sein om te skakel, waarin die duur daarvan verander, maar die frekwensie onveranderd bly. Hier hang die krag af van die polswydte.
Die tweede metode word die meeste gebruik in verband met die ontwikkeling van mikroverwerkertegnologie. Moderne omsetters word gemaak deur óf GTO óf IGBT afskakeltransistors te gebruik.
Vermoë en toepassing van omskakelaars
Die frekwensie-aandrywing het baie moontlikhede.
- Reguleer die frekwensie van die driefase-toevoerspanning van nul tot 400 Hz.
- Versnelling of vertraging van die elektriese motor vanaf 0.01 sek. tot 50 min. volgens 'n gegewe wet van tyd (gewoonlik lineêr). Tydens versnelling is nie net 'n afname nie, maar ook 'n verhoging van tot 150% van dinamiese en aanvangswringkragte moontlik.
- Om die enjin met die gegewe modusse van rem en versnelling om te keer na die verlangdespoed in die ander rigting.
- Omskakelaars beskik oor konfigureerbare elektroniese beskerming teen kortsluitings, oorladings, aardlekkasies en oop motorkraglyne.
- Die digitale skerms van die omsetters vertoon data oor hul parameters: frekwensie, toevoerspanning, spoed, stroom, ens.
- V/f-kenmerke word in die omsetters ingestel na gelang van watter motorladings benodig word. Die funksies van beheerstelsels wat daarop gebaseer is, word verskaf deur ingeboude beheerders.
- Vir lae frekwensies is dit belangrik om vektorbeheer te gebruik, wat jou toelaat om met die volle wringkrag van die motor te werk, 'n konstante spoed te handhaaf wanneer vragte verander, en die wringkrag op die as te beheer. Die veranderlike frekwensie-aandrywing werk goed met die korrekte invoer van die motorpaspoortdata en na suksesvolle toetsing. Bekende produkte van HYUNDAI, Sanyu, ens.
Die toepassingsgebiede van omsetters is soos volg:
- pompe in warm en koue water en hittetoevoerstelsels;
- slib-, sand- en flodderpompe van konsentrators;
- vervoerstelsels: vervoerbande, roltafels en ander middele;
- mengers, meulens, brekers, ekstrueerders, dispensers, voerders;
- sentrifuges;
- hysbakke;
- metallurgiese toerusting;
- boortoerusting;
- elektriese aandrywings van masjiengereedskap;
- graaf- en hyskraantoerusting, manipuleerdermeganismes.
Frekwensie-omskakelaarvervaardigers, resensies
Die binnelandse vervaardiger het reeds begin om produkte te vervaardig wat geskik is vir gebruikers wat kwaliteit en prys betref. Die voordeel is die vermoë om vinnig die regte toestel te kry, sowel as gedetailleerde advies oor die opstelling.
Maatskappy "Doeltreffende stelsels" vervaardig reeksprodukte en proefgroepe toerusting. Produkte word vir huishoudelike gebruik, in kleinsakeondernemings en in die nywerheid gebruik. Die Vesper-vervaardiger vervaardig sewe reekse omsetters, waaronder daar multifunksionele omsetters is wat geskik is vir die meeste industriële meganismes.
Die Deense maatskappy Danfoss is die leier in die vervaardiging van chastotnikov. Sy produkte word gebruik in ventilasie, lugversorging, watertoevoer en verwarmingstelsels. Die Finse maatskappy Vacon, wat deel is van die Deense maatskappy, vervaardig modulêre ontwerpe waaruit jy die nodige toestelle kan saamstel sonder onnodige onderdele, wat op komponente bespaar. Ook bekend is omskakelaars van die internasionale onderneming ABB, wat in die industrie en in die alledaagse lewe gebruik word.
Te oordeel aan die resensies, kan goedkoop huishoudelike omsetters gebruik word om eenvoudige tipiese probleme op te los, terwyl komplekse probleme 'n handelsmerk met baie meer instellings benodig.
Gevolgtrekking
Die frekwensie-aandrywing beheer die elektriese motor deur die frekwensie en amplitude van die toevoerspanning te verander, terwyl dit beskerm word teen wanfunksies: oorladings, kortsluitings, onderbrekings in die toevoernetwerk. Sulke elektriese aktuators verrig drie hooffunksies,verband hou met versnelling, vertraging en motorspoed. Dit verbeter die doeltreffendheid van toerusting in baie gebiede van tegnologie.
