A frekvenciaváltó olyan technológia, amelyet el kell sajátítani az elektromos munkák során. A frekvenciaváltó használata a motor vezérlésére általános módszer az elektromos vezérlésben; egyesek használatában jártasságot is igényelnek.
1.Először is, miért használjunk frekvenciaváltót a motor vezérlésére?
A motor egy induktív terhelés, amely gátolja az áram változását és indításkor nagy áramváltozást produkál.
Az inverter egy elektromos energiaszabályozó eszköz, amely a teljesítmény-félvezető eszközök be- és kikapcsolás funkcióját használja az ipari frekvenciájú tápegység másik frekvenciává történő átalakítására. Főleg két áramkörből áll, az egyik a fő áramkör (egyenirányító modul, elektrolit kondenzátor és inverter modul), a másik pedig a vezérlő áramkör (kapcsoló áramkör, vezérlő áramkör).
A motor indítóáramának csökkentése érdekében, különösen a nagyobb teljesítményű motoroknál, minél nagyobb a teljesítmény, annál nagyobb az indítóáram. A túlzott indítóáram nagyobb terhet ró az áramellátó és elosztó hálózatra. A frekvenciaváltó megoldhatja ezt az indítási problémát, és lehetővé teszi a motor zökkenőmentes indítását anélkül, hogy túlzott indítóáramot okozna.
A frekvenciaváltó használatának másik funkciója a motor fordulatszámának beállítása. Sok esetben szükség van a motor fordulatszámának szabályozására a jobb termelési hatékonyság érdekében, és mindig is a frekvenciaváltó fordulatszámának szabályozása volt a legnagyobb hangsúly. A frekvenciaváltó a tápfeszültség frekvenciájának változtatásával szabályozza a motor fordulatszámát.
2. Melyek az inverter vezérlési módszerek?
Az inverteres vezérlőmotorok öt leggyakrabban használt módszere a következő:
A. Szinuszos impulzusszélesség-modulációs (SPWM) szabályozási módszer
Jellemzői az egyszerű vezérlőáramkör felépítése, alacsony költsége, jó mechanikai keménysége, és megfelel az általános sebességváltó sima sebességszabályozási követelményeinek. Széles körben alkalmazták az ipar különböző területein.
Alacsony frekvenciákon azonban az alacsony kimeneti feszültség miatt a nyomatékot jelentősen befolyásolja az állórész ellenállásának feszültségesése, ami csökkenti a maximális kimeneti nyomatékot.
Emellett mechanikai jellemzői sem olyan erősek, mint az egyenáramú motoroké, dinamikus nyomatékkapacitása és statikus fordulatszám-szabályozási teljesítménye sem kielégítő. Ezenkívül a rendszer teljesítménye nem magas, a szabályozási görbe a terhelés hatására változik, a nyomatékválasz lassú, a motor nyomaték-kihasználási aránya nem magas, és a teljesítmény alacsony fordulatszámon csökken az állórész ellenállása és az inverter halála miatt zónahatás, és a stabilitás romlik. Ezért az emberek a vektorvezérlésű változó frekvenciájú sebességszabályozást tanulmányozták.
B. Feszültségtérvektor (SVPWM) szabályozási módszer
A háromfázisú hullámforma általános generáló hatásán alapul, azzal a céllal, hogy megközelítse a motor légrésének ideális körkörös forgó mágneses térpályáját, egyszerre háromfázisú modulációs hullámformát generáljon, és ennek megfelelően szabályozza. a kört közelítő beírt sokszögből.
A gyakorlati használat után továbbfejlesztették, azaz frekvenciakompenzációt vezettek be a fordulatszám-szabályozás hibájának kiküszöbölésére; a fluxus amplitúdójának becslése visszacsatoláson keresztül, hogy kiküszöbölje az állórész ellenállásának hatását alacsony fordulatszámon; a kimeneti feszültség és áramhurok lezárása a dinamikus pontosság és stabilitás javítása érdekében. Azonban sok a vezérlőáramköri kapcsolat, és nincs nyomatékszabályozás, így a rendszer teljesítménye alapvetően nem javult.
C. Vektorvezérlési (VC) módszer
A lényeg az, hogy az AC motort egyenáramú motorral egyenértékűvé tegyük, és függetlenül szabályozzuk a sebességet és a mágneses teret. A forgórész fluxusának szabályozásával az állórész áramát felbontják a nyomaték és a mágneses tér összetevőinek előállítására, a koordináta transzformációt pedig az ortogonális vagy szétcsatolt szabályozás elérésére használják. A vektorvezérlési módszer bevezetése korszakalkotó jelentőségű. A gyakorlati alkalmazásokban azonban, mivel a forgórész fluxusát nehéz pontosan megfigyelni, a rendszer jellemzőit nagymértékben befolyásolják a motor paraméterei, és az ekvivalens egyenáramú motorvezérlési folyamatban alkalmazott vektorforgatás-transzformáció viszonylag összetett, ami megnehezíti a tényleges működést. szabályozási hatás az ideális elemzési eredmény elérése érdekében.
D. Közvetlen nyomatékszabályozási (DTC) módszer
1985-ben a németországi Ruhr Egyetem professzora, DePenbrock javasolta először a közvetlen nyomatékszabályozási frekvenciaátalakítási technológiát. Ez a technológia nagyrészt kiküszöbölte a fent említett vektorvezérlés hiányosságait, és gyorsan fejlődött újszerű vezérlési ötletekkel, tömör és világos rendszerszerkezettel, valamint kiváló dinamikus és statikus teljesítménnyel.
Jelenleg ezt a technológiát sikeresen alkalmazzák az elektromos mozdonyok nagy teljesítményű váltakozó áramú átviteli vontatásában. A közvetlen nyomatékszabályozás közvetlenül elemzi a váltakozó áramú motorok matematikai modelljét az állórész koordinátarendszerében, és szabályozza a motor mágneses fluxusát és nyomatékát. Nem szükséges egyenlőségjelet tenni a váltakozóáramú motorok és az egyenáramú motorok közé, így kiküszöbölhető számos bonyolult számítás a vektorforgatás transzformációjában; nem kell utánoznia az egyenáramú motorok vezérlését, és nem kell leegyszerűsítenie az AC motorok matematikai modelljét a szétkapcsoláshoz.
E. Mátrix AC-AC vezérlési módszer
A VVVF frekvenciakonverzió, a vektorvezérlési frekvenciaátalakítás és a közvetlen nyomatékszabályozási frekvenciaátalakítás az AC-DC-AC frekvenciakonverzió valamennyi típusa. Közös hátrányuk az alacsony bemeneti teljesítménytényező, a nagy harmonikus áram, az egyenáramkörhöz szükséges nagy energiatároló kondenzátor, valamint a visszatápláló energia nem táplálható vissza az elektromos hálózatba, vagyis nem tud négy negyedben működni.
Emiatt jött létre a mátrix AC-AC frekvenciakonverzió. Mivel a mátrix AC-AC frekvenciakonverzió kiküszöböli a közbenső egyenáramú összeköttetést, kiküszöböli a nagy és drága elektrolitkondenzátort. 1-es teljesítménytényezőt, szinuszos bemeneti áramot tud elérni, és négy negyedben tud működni, és a rendszer nagy teljesítménysűrűséggel rendelkezik. Bár ez a technológia még nem kiforrott, még mindig sok tudóst vonz a mélyreható kutatások elvégzésére. Lényege nem az áram, mágneses fluxus és egyéb mennyiségek közvetett szabályozása, hanem a nyomaték közvetlen felhasználása szabályozott mennyiségként ennek eléréséhez.
3.Hogyan vezérli a frekvenciaváltó a motort? Hogy van a kettő összekötve?
Az inverter bekötése a motor vezérlésére viszonylag egyszerű, hasonlóan a mágneskapcsoló bekötéséhez, három fő tápvezeték jön be, majd kimen a motorba, de a beállítások bonyolultabbak, és az inverter vezérlésének módjai is. különböző.
Először is, az inverter termináljához, bár sok márka és különböző bekötési mód létezik, a legtöbb inverter bekötési kapcsai nem sokban különböznek egymástól. Általában előre és hátra kapcsoló bemenetekre osztva, a motor előre- és hátramenetének vezérlésére szolgál. A visszacsatoló kapcsok a motor működési állapotának visszajelzésére szolgálnak,beleértve a működési frekvenciát, sebességet, hibaállapotot stb.
A fordulatszám beállításához egyes frekvenciaváltók potenciométereket, mások közvetlenül gombokat használnak, amelyek mindegyike fizikai vezetékeken keresztül vezérelhető. Egy másik lehetőség a kommunikációs hálózat használata. Sok frekvenciaváltó már támogatja a kommunikáció vezérlését. A kommunikációs vonal segítségével vezérelhető a motor indítása és leállítása, előre és hátra forgása, fordulatszám beállítása stb. Ugyanakkor a visszacsatolási információk kommunikáció útján is továbbításra kerülnek.
4.Mi történik a motor kimenő nyomatékával, ha a fordulatszáma (frekvenciája) megváltozik?
Az indítónyomaték és a maximális nyomaték frekvenciaváltóval történő meghajtás esetén kisebb, mint közvetlenül tápegységről történő meghajtás esetén.
A motornak nagy indítási és gyorsítási hatása van, ha tápegységről táplálja, de ezek a hatások gyengébbek, ha frekvenciaváltóról táplálják. A tápegységgel történő közvetlen indítás nagy indítóáramot generál. Frekvenciaváltó használatakor a frekvenciaváltó kimeneti feszültsége és frekvenciája fokozatosan hozzáadódik a motorhoz, így a motor indítóárama és ütése kisebb. Általában a motor által generált nyomaték a frekvencia csökkenésével (a fordulatszám csökkenésével) csökken. A csökkentés tényleges adatait egyes frekvenciaváltók kézikönyvei ismertetik.
A szokásos motort 50 Hz-es feszültségre tervezték és gyártják, és a névleges nyomatéka is ezen a feszültségtartományon belül van megadva. Ezért a névleges frekvencia alatti fordulatszám-szabályozást állandó nyomaték-fordulatszám szabályozásnak nevezzük. (T=Te, P<=Pe)
Ha a frekvenciaváltó kimeneti frekvenciája nagyobb, mint 50 Hz, a motor által generált nyomaték a frekvenciával fordítottan arányos lineáris összefüggésben csökken.
Ha a motor 50 Hz-nél nagyobb frekvencián működik, figyelembe kell venni a motor terhelésének nagyságát, hogy elkerüljük a motor elégtelen kimeneti nyomatékát.
Például a motor által 100 Hz-en generált nyomaték az 50 Hz-en generált nyomaték körülbelül 1/2-ére csökken.
Ezért a névleges frekvencia feletti fordulatszám-szabályozást állandó teljesítmény-sebesség-szabályozásnak nevezzük. (P=Ue*Ie).
5. 50 Hz feletti frekvenciaváltó alkalmazása
Egy adott motornál a névleges feszültsége és névleges árama állandó.
Például, ha az inverter és a motor névleges értéke egyaránt: 15kW/380V/30A, a motor 50Hz felett is működhet.
Amikor a sebesség 50 Hz, az inverter kimeneti feszültsége 380 V, az áram pedig 30 A. Ekkor, ha a kimeneti frekvenciát 60 Hz-re emeljük, az inverter maximális kimeneti feszültsége és árama csak 380V/30A lehet. Nyilvánvalóan a kimenő teljesítmény változatlan marad, ezért nevezzük állandó teljesítmény-fordulatszám szabályozásnak.
Milyen a nyomaték ilyenkor?
Mivel P=wT(w; szögsebesség, T: nyomaték), mivel P változatlan marad és w növekszik, a nyomaték ennek megfelelően csökken.
Más oldalról is nézhetjük:
A motor állórész feszültsége U=E+I*R (I az áram, R az elektronikus ellenállás és E az indukált potenciál).
Látható, hogy amikor U és én nem változunk, akkor E sem változik.
És E=k*f*X (k: állandó; f: frekvencia; X: mágneses fluxus), tehát amikor f 50–>60 Hz között változik, X ennek megfelelően csökken.
A motor esetében T=K*I*X (K: állandó; I: áram; X: mágneses fluxus), tehát a T nyomaték csökkenni fog, ahogy az X mágneses fluxus csökken.
Ugyanakkor, ha kisebb, mint 50 Hz, mivel I*R nagyon kicsi, és ha U/f=E/f nem változik, a mágneses fluxus (X) állandó. A T nyomaték arányos az áramerősséggel. Ezért szokták az inverter túláram-kapacitását a túlterhelési (nyomaték) leírására használni, és ezt állandó nyomaték-fordulatszám szabályozásnak nevezik (a névleges áram változatlan marad –>a maximális nyomaték változatlan marad)
Következtetés: Ha az inverter kimeneti frekvenciája 50 Hz fölé emelkedik, a motor kimeneti nyomatéka csökken.
6.A kimeneti nyomatékkal kapcsolatos egyéb tényezők
A hőtermelő és hőleadó kapacitás határozza meg az inverter kimenő áramkapacitását, így befolyásolja az inverter kimeneti nyomatékkapacitását.
1. Vivőfrekvencia: Az inverteren feltüntetett névleges áram általában az az érték, amely a legmagasabb vivőfrekvencián és a legmagasabb környezeti hőmérsékleten képes folyamatos kimenetet biztosítani. A vivőfrekvencia csökkentése nem befolyásolja a motor áramát. Az alkatrészek hőtermelése azonban csökkenni fog.
2. Környezeti hőmérséklet: Csakúgy, mint az inverter védelmi áramértéke nem növekszik, ha a környezeti hőmérsékletet viszonylag alacsonynak érzékelik.
3. Magasság: A magasság növekedése hatással van a hőelvezetésre és a szigetelési teljesítményre. Általában 1000 méter alatt figyelmen kívül hagyható, és a kapacitás 5%-kal csökkenthető minden 1000 méter felett.
7.Mi a megfelelő frekvencia a frekvenciaváltónak a motor vezérléséhez?
A fenti összefoglalóból megtudtuk, miért használják az invertert a motor vezérlésére, és azt is megértettük, hogy az inverter hogyan vezérli a motort. Az inverter vezérli a motort, ami a következőképpen foglalható össze:
Először is, az inverter szabályozza a motor indítófeszültségét és frekvenciáját, hogy egyenletes indítást és sima leállítást érjen el;
Másodszor, az invertert a motor fordulatszámának beállítására használják, és a motor fordulatszámát a frekvencia változtatásával állítják be.
Anhui Mingteng állandó mágneses motorjaa termékeket az inverter vezérli. A 25%-120%-os terhelési tartományon belül nagyobb hatásfokkal és szélesebb működési tartománysal rendelkeznek, mint az azonos specifikációjú aszinkron motorok, és jelentős energiatakarékos hatást fejtenek ki.
Szakképzett technikusaink az adott munkakörülményeknek és az ügyfelek tényleges igényeinek megfelelően választanak ki egy megfelelőbb invertert a motor jobb vezérlése és a motor teljesítményének maximalizálása érdekében. Ezen túlmenően műszaki szerviz részlegünk távolról is segíti az ügyfeleket az inverter telepítésében és hibakeresésében, valamint teljes körű nyomon követést és szervizelést végez az értékesítés előtt és után.
Copyright: Ez a cikk a WeChat „Technical training” nyilvános számának újranyomtatása, az eredeti link https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA
Ez a cikk nem képviseli cégünk nézeteit. Ha eltérő véleményed vagy nézeteid vannak, javíts ki!
Feladás időpontja: 2024.09.09