Frekvensdrift: beskrivelse og anmeldelser

2024 Forfatter: Aaron Duncan | [email protected]. Sist endret: 2024-01-01 20:15

VFD-kontroll gjør det mulig å bruke en spesiell omformer for å fleksibelt endre driftsmodusene til den elektriske motoren: start, stopp, akselerer, brems, endre rotasjonshastigheten.

Endring av frekvensen til forsyningsspenningen fører til en endring i vinkelhastigheten til statormagnetfeltet. Når frekvensen synker, synker motorhastigheten og slipingen øker.

Prinsippet for drift av drivfrekvensomformeren

Den største ulempen med asynkronmotorer er kompleksiteten til hastighetskontroll på tradisjonelle måter: ved å endre forsyningsspenningen og introdusere ytterligere motstander i viklingskretsen. Mer perfekt er frekvensdriften til den elektriske motoren. Inntil nylig var omformere dyre, men bruken av IGBT-transistorer og mikroprosessorkontrollsystemer tillot utenlandske produsenter å lage rimelige enheter. Mestperfekt nå er statiske frekvensomformere.

Vinkelhastigheten til statormagnetfeltet ω₀ endres proporsjon alt med frekvensen ƒ_{1 i henhold til formelen:}

ω₀=2π׃_{1/p, der p er antall polpar.}

Metoden gir jevn hastighetskontroll. I dette tilfellet øker ikke glidehastigheten til motoren.

For å få høy energiytelse til motoren - effektivitet, effektfaktor og overbelastningskapasitet, sammen med frekvensen, endre forsyningsspenningen i henhold til visse avhengigheter:

• konstant lastmoment – U₁/ ƒ_1=const;
• viftekarakter for belastningsmoment - U₁/ ƒ₁^2=const;
• Belastningsmoment omvendt proporsjon alt med hastighet - U₁/√ ƒ_1=konstant.

Disse funksjonene er implementert ved hjelp av en omformer som samtidig endrer frekvens og spenning på motorstatoren. Elektrisitet spares på grunn av regulering ved hjelp av den nødvendige teknologiske parameteren: pumpetrykk, vifteytelse, maskinens matehastighet osv. I dette tilfellet endres parameterne jevnt.

Frekvenskontroll av asynkrone og synkrone elektriske motorer

I en frekvensstyrt drift basert på asynkronmotorer med en ekorn-burrotor, brukes to styringsmetoder - skalar og vektor. I det første tilfellet endres de samtidigamplitude og frekvens til forsyningsspenningen.

Dette er nødvendig for å opprettholde ytelsen til motoren, oftest et konstant forhold mellom dens maksimale dreiemoment og motstandsmomentet på akselen. Som et resultat forblir effektiviteten og effektfaktoren uendret over hele rotasjonsområdet.

Vektorregulering består i samtidig endring av amplituden og fasen til strømmen på statoren.

Frekvensdriften til den synkrone motoren fungerer bare ved små belastninger, med vekst over de tillatte verdiene, synkronismen kan bli brutt.

Fordeler med frekvensomformer

Frekvenskontroll har en rekke fordeler fremfor andre metoder.

1. Automasjon av motoren og produksjonsprosessene.
2. Mykstart som eliminerer typiske feil som oppstår under motorakselerasjon. Forbedring av påliteligheten til frekvensomformeren og utstyret ved å redusere overbelastninger.
3. Forbedre den generelle drivøkonomien og ytelsen.
4. Oppretting av konstant hastighet på elmotoren uavhengig av belastningens art, noe som er viktig under transienter. Bruken av tilbakemelding gjør det mulig å opprettholde en konstant motorhastighet under ulike forstyrrende påvirkninger, spesielt under variable belastninger.
5. Konvertere integreres enkelt i eksisterende tekniske systemer uten vesentlige endringer og stopp av teknologiske prosesser. Effektområdet er stort, men med deres økningprisene stiger betraktelig.
6. Muligheten til å forlate variatorer, girkasser, gasspjeld og annet kontrollutstyr eller utvide bruksområdet. Dette resulterer i betydelige energibesparelser.
7. Eliminering av de skadelige effektene av transienter på prosessutstyr, som vannslag eller økt væsketrykk i rørledninger samtidig som forbruket reduseres om natten.

Flaws

Som alle invertere, er chastotniki kilder til interferens. De må installere filtre.

Kostnadene for merkevarer er høye. Den øker betydelig med en økning i kraften til enhetene.

Frekvensjustering for transport av væsker

I anlegg hvor vann og andre væsker pumpes, gjøres strømningsstyringen for det meste ved hjelp av sluseventiler og ventiler. For øyeblikket er en lovende retning bruken av en frekvensomformer til en pumpe eller en vifte som setter bladene deres i bevegelse.

Bruk av frekvensomformer som alternativ til strupeventilen gir en energispareeffekt på opptil 75 %. Ventilen, som holder tilbake væskestrømmen, utfører ikke nyttig arbeid. Samtidig øker tapet av energi og materie for transport.

Frekvensomformeren gjør det mulig å opprettholde et konstant trykk hos forbrukeren når væskestrømmen endres. Fra trykksensoren sendes et signal til drevet som endrer motorturtallet og dermed regulerer detomdreininger, og opprettholder den innstilte strømningshastigheten.

Pumpeenheter styres ved å endre ytelsen. Strømforbruket til pumpen er i kubikkavhengighet av ytelsen eller rotasjonshastigheten til hjulet. Hvis hastigheten reduseres med 2 ganger, vil pumpens ytelse synke med 8 ganger. Tilstedeværelsen av en daglig tidsplan for vannforbruk lar deg bestemme energibesparelsene for denne perioden, hvis du kontrollerer frekvensomformeren. På grunn av det er det mulig å automatisere pumpestasjonen og dermed optimere vanntrykket i nettverkene.

Drift av ventilasjons- og luftkondisjoneringsanlegg

Maksimal luftstrøm i ventilasjonsanlegg er ikke alltid nødvendig. Driftsforholdene kan kreve redusert ytelse. Tradisjonelt brukes struping til dette, når hjulhastigheten holder seg konstant. Det er mer praktisk å endre luftstrømhastigheten på grunn av den frekvensstyrte driften, når sesongmessige og klimatiske forhold endres, frigjøring av varme, fuktighet, damper og skadelige gasser.

Energibesparelser i ventilasjons- og luftkondisjoneringssystemer oppnås ikke lavere enn i pumpestasjoner, siden kraftforbruket ved akselrotasjon er kubikkavhengig av omdreininger.

Frekvensomformerenhet

Moderne frekvensomformer er arrangert i henhold til ordningen med dobbel omformer. Den består av en likeretter og en pulsomformer med kontrollsystem.

Etterved å korrigere nettspenningen, jevnes signalet ut av et filter og føres til en omformer med seks transistorbrytere, hvor hver av dem er koblet til statorviklingene til en asynkron elektrisk motor. Enheten konverterer det likerettede signalet til et trefasesignal med ønsket frekvens og amplitude. Effekt-IGBT-ene i utgangstrinnene har en høy svitsjefrekvens og gir en skarp, forvrengningsfri firkantbølge. På grunn av filtreringsegenskapene til motorviklingene forblir formen på strømkurven ved utgangen sinusformet.

Metoder for signalamplitudekontroll

Utgangsspenningen reguleres av to metoder:

1. Amplitude – endring i spenningsverdi.
2. Pulsbreddemodulasjon er en metode for å konvertere et pulsert signal, der varigheten endres, men frekvensen forblir uendret. Her avhenger effekten av pulsbredden.

Den andre metoden brukes oftest i forbindelse med utvikling av mikroprosessorteknologi. Moderne invertere er laget med enten GTO- eller IGBT-transistorer.

Mulighet og bruk av omformere

Frekvensomformeren har mange muligheter.

1. Reguler frekvensen til den trefasede forsyningsspenningen fra null til 400 Hz.
2. Akselerasjon eller retardasjon av elmotoren fra 0,01 sek. opptil 50 min. i henhold til en gitt tidslov (vanligvis lineær). Under akselerasjon er ikke bare en reduksjon, men også en økning på opptil 150 % av dynamiske og startmomenter mulig.
3. Reversere motoren med de angitte bremse- og akselerasjonsmodusene til ønsketfart i den andre retningen.
4. Vekselrettere har konfigurerbar elektronisk beskyttelse mot kortslutning, overbelastning, jordlekkasje og åpne motorstrømledninger.
5. De digitale displayene til omformerne viser data om parametrene deres: frekvens, forsyningsspenning, hastighet, strøm osv.
6. V/f-karakteristikk er innstilt i omformerne avhengig av hvilke motorbelastninger som kreves. Funksjonene til kontrollsystemer basert på dem leveres av innebygde kontrollere.
7. For lave frekvenser er det viktig å bruke vektorstyring, som lar deg jobbe med hele dreiemomentet til motoren, opprettholde konstant hastighet når belastningene endres, og kontrollere dreiemomentet på akselen. Den variable frekvensomformeren fungerer godt med riktig inntasting av motorpassdata og etter vellykket testing. Kjente produkter fra HYUNDAI, Sanyu, etc.

Bruksområdene for omformere er som følger:

• pumper i varmt og kaldt vann og varmeforsyningssystemer;
• slurry, sand og slurrypumper av konsentratorer;
• transportsystemer: transportbånd, rullebord og andre midler;
• blandere, møller, knusere, ekstrudere, dispensere, matere;
• sentrifuger;
• heiser;
• metallurgisk utstyr;
• boreutstyr;
• elektriske drivverk for maskinverktøy;
• gravemaskin- og kranutstyr, manipulatormekanismer.

Frekvensomformerprodusenter, anmeldelser

Den innenlandske produsenten har allerede begynt å produsere produkter som er egnet for brukere når det gjelder kvalitet og pris. Fordelen er muligheten til raskt å få den riktige enheten, samt detaljerte råd om oppsett.

Bedriften "Effektive systemer" produserer serieprodukter og pilotpartier med utstyr. Produktene brukes til hjemmebruk, i små bedrifter og i industrien. Vesper-produsenten produserer syv serier omformere, blant dem er det multifunksjonelle omformere som passer for de fleste industrielle mekanismer.

Det danske selskapet Danfoss er ledende innen produksjon av chastotnikov. Produktene brukes i ventilasjon, klimaanlegg, vannforsyning og varmesystemer. Det finske selskapet Vacon, som er en del av det danske selskapet, produserer modulære design hvorfra du kan sette sammen de nødvendige enhetene uten unødvendige deler, noe som sparer på komponenter. Også kjent er omformere av det internasjonale selskapet ABB, brukt i industrien og i hverdagen.

Etter vurderingene å dømme, kan billige innenlandske omformere brukes til å løse enkle typiske problemer, mens komplekse trenger et merke med mye flere innstillinger.

Konklusjon

Frekvensomformeren styrer den elektriske motoren ved å endre frekvensen og amplituden til forsyningsspenningen, samtidig som den beskyttes mot funksjonsfeil: overbelastning, kortslutning, brudd i forsyningsnettet. Slike elektriske aktuatorer utfører tre hovedfunksjoner,knyttet til akselerasjon, retardasjon og motorhastighet. Dette forbedrer effektiviteten til utstyr på mange teknologiområder.