Frekvensdrev: beskrivelse og anmeldelser

2024 Forfatter: Aaron Duncan | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-01 20:05

VFD-styring gør det muligt at bruge en speciel konverter til fleksibelt at ændre elmotorens driftstilstande: start, stop, accelerer, bremse, skift omdrejningshastigheden.

Ændring af frekvensen af forsyningsspændingen fører til en ændring i vinkelhastigheden af statormagnetfeltet. Når frekvensen falder, falder motorhastigheden, og slip stiger.

Princippet for driften af drivfrekvensomformeren

Den største ulempe ved asynkronmotorer er kompleksiteten af hastighedsstyring på traditionelle måder: ved at ændre forsyningsspændingen og indføre yderligere modstande i viklingskredsløbet. Mere perfekt er elmotorens frekvensdrev. Indtil for nylig var konvertere dyre, men fremkomsten af IGBT-transistorer og mikroprocessorstyringssystemer tillod udenlandske producenter at skabe overkommelige enheder. Mestperfekt nu er statiske frekvensomformere.

Vinkelhastighed for statormagnetfeltet ω₀ ændres i forhold til frekvensen ƒ_{1 ifølge formlen:}

ω₀=2π׃_{1/p, hvor p er antallet af polpar.}

Metoden giver jævn hastighedskontrol. I dette tilfælde øges motorens glidehastighed ikke.

For at opnå høj energiydelse af motoren - effektivitet, effektfaktor og overbelastningskapacitet, sammen med frekvensen, ændre forsyningsspændingen i henhold til visse afhængigheder:

• konstant belastningsmoment – U₁/ ƒ_1=const;
• fan karakter af belastningsmoment - U₁/ ƒ₁^2=const;
• Belastningsmoment omvendt proportional med hastigheden - U₁/√ ƒ_1=konstant.

Disse funktioner implementeres ved hjælp af en konverter, der samtidigt ændrer frekvensen og spændingen på motorstatoren. Elektricitet spares på grund af regulering ved hjælp af den nødvendige teknologiske parameter: pumpetryk, ventilatorydelse, maskinfremføringshastighed osv. I dette tilfælde ændres parametrene jævnt.

Metoder til frekvensstyring af asynkrone og synkrone elektriske motorer

I et frekvensstyret drev baseret på asynkronmotorer med en egern-burrotor, anvendes to styringsmetoder - skalar og vektor. I det første tilfælde ændres de samtidigtamplitude og frekvens af forsyningsspændingen.

Dette er nødvendigt for at opretholde motorens ydeevne, oftest et konstant forhold mellem dens maksimale drejningsmoment og modstandsmomentet på akslen. Som et resultat forbliver effektivitet og effektfaktor uændret over hele rotationsområdet.

Vektorregulering består i den samtidige ændring af amplitude og fase af strømmen på statoren.

Frekvensdrevet af den synkrone motor fungerer kun ved små belastninger, hvis vækst over de tilladte værdier, synkronismen kan blive brudt.

Fordele ved frekvensomformer

Frekvenskontrol har en lang række fordele i forhold til andre metoder.

1. Automatisering af motoren og produktionsprocesser.
2. Blød start, der eliminerer typiske fejl, der opstår under motoracceleration. Forbedring af pålideligheden af frekvensomformeren og udstyret ved at reducere overbelastninger.
3. Forbedre den samlede køreøkonomi og ydeevne.
4. Oprettelse af en konstant hastighed på elmotoren uanset belastningens art, hvilket er vigtigt under transienter. Brugen af feedback gør det muligt at opretholde en konstant motorhastighed under forskellige forstyrrende påvirkninger, især under variable belastninger.
5. Konvertere integreres nemt i eksisterende tekniske systemer uden væsentlige ændringer og stop af teknologiske processer. Effektområdet er stort, men med deres stigningpriserne stiger markant.
6. Evnen til at opgive variatorer, gearkasser, gasspjæld og andet kontroludstyr eller udvide rækkevidden af deres anvendelse. Dette resulterer i betydelige energibesparelser.
7. Eliminering af de skadelige virkninger af transienter på procesudstyr, såsom vandhammer eller øget væsketryk i rørledninger, samtidig med at forbruget reduceres om natten.

Flaws

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

Omkostningerne ved mærker er høje. Den stiger markant med en stigning i enhedernes kraft.

Frekvensjustering til transport af væsker

I anlæg, hvor der pumpes vand og andre væsker, sker flowstyringen for det meste ved hjælp af skydeventiler og ventiler. I øjeblikket er en lovende retning brugen af et frekvensdrev til en pumpe eller en ventilator, der sætter deres vinger i bevægelse.

Brugen af en frekvensomformer som alternativ til gasspjældet giver en energibesparende effekt på op til 75%. Ventilen, der holder væskestrømmen tilbage, udfører ikke nyttigt arbejde. Samtidig øges tabet af energi og stof til dets transport.

Frekvensomformeren gør det muligt at opretholde et konstant tryk hos forbrugeren, når væskestrømmen ændres. Fra tryksensoren sendes et signal til drevet, som ændrer motoromdrejningstallet og derved regulerer detomdrejninger, opretholdelse af den indstillede flowhastighed.

Pumpeenheder styres ved at ændre deres ydeevne. Pumpens strømforbrug er i kubisk afhængighed af hjulets ydeevne eller rotationshastighed. Hvis hastigheden reduceres med 2 gange, vil pumpens ydeevne falde med 8 gange. Tilstedeværelsen af en daglig tidsplan for vandforbrug giver dig mulighed for at bestemme energibesparelserne for denne periode, hvis du styrer frekvensomformeren. På grund af det er det muligt at automatisere pumpestationen og derved optimere vandtrykket i netværkene.

Drift af ventilations- og klimaanlæg

Maksimal luftstrøm i ventilationssystemer er ikke altid nødvendig. Driftsforholdene kan kræve en reduktion i ydeevnen. Traditionelt bruges drosling til dette, når hjulhastigheden forbliver konstant. Det er mere bekvemt at ændre luftstrømningshastigheden på grund af det frekvensstyrede drev, når sæsonmæssige og klimatiske forhold ændrer sig, frigivelse af varme, fugt, dampe og skadelige gasser.

Energibesparelser i ventilations- og klimaanlæg opnås ikke lavere end i pumpestationer, da strømforbruget ved akselrotation er kubisk afhængig af omdrejninger.

Frekvensomformerenhed

Moderne frekvensomformer er arrangeret i overensstemmelse med dobbeltkonverterskemaet. Den består af en ensretter og en pulsomformer med et styresystem.

Efterved at ensrette netspændingen udjævnes signalet af et filter og føres til en inverter med seks transistorkontakter, hvor hver af dem er forbundet med statorviklingerne på en asynkron elektrisk motor. Enheden konverterer det ensrettede signal til et trefaset signal med den nødvendige frekvens og amplitude. Effekt-IGBT'erne i udgangstrinene har en høj koblingsfrekvens og giver en sprød, forvrængningsfri firkantbølge. På grund af motorviklingernes filtreringsegenskaber forbliver formen af strømkurven ved deres udgang sinusformet.

Metoder til signalamplitudestyring

Udgangsspændingen reguleres af to metoder:

1. Amplitude - ændring i spændingsværdi.
2. Pulsbreddemodulation er en metode til at konvertere et pulseret signal, hvor dets varighed ændres, men frekvensen forbliver uændret. Her afhænger effekten af pulsbredden.

Den anden metode bruges oftest i forbindelse med udvikling af mikroprocessorteknologi. Moderne invertere er lavet ved hjælp af enten GTO- eller IGBT-sluk-transistorer.

Kompetence og anvendelse af konvertere

Frekvensomformeren har mange muligheder.

1. Reguler frekvensen af den trefasede forsyningsspænding fra nul til 400 Hz.
2. Acceleration eller deceleration af elmotoren fra 0,01 sek. op til 50 min. i henhold til en given tidslov (norm alt lineær). Under acceleration er ikke kun et fald, men også en stigning på op til 150 % af dynamiske og startmomenter mulig.
3. Reversering af motoren med de givne bremse- og accelerationstilstande til det ønskedefart i den anden retning.
4. Vekselrettere har konfigurerbar elektronisk beskyttelse mod kortslutninger, overbelastninger, jordlækage og åbne motorstrømledninger.
5. Konverternes digitale displays viser data om deres parametre: frekvens, forsyningsspænding, hastighed, strøm osv.
6. V/f-karakteristika er indstillet i konverterne afhængigt af, hvilken motorbelastning der kræves. Funktionerne af styresystemer baseret på dem leveres af indbyggede controllere.
7. For lave frekvenser er det vigtigt at bruge vektorstyring, som giver dig mulighed for at arbejde med motorens fulde drejningsmoment, opretholde en konstant hastighed, når belastningerne ændrer sig, og kontrollere drejningsmomentet på akslen. Frekvensomformeren fungerer godt med den korrekte indtastning af motorpasdata og efter vellykket test. Kendte produkter fra HYUNDAI, Sanyu osv.

Anvendelsesområderne for konvertere er som følger:

• pumper i varmt og koldt vand og varmeforsyningssystemer;
• gylle-, sand- og gyllepumper af koncentratorer;
• transportsystemer: transportører, rulleborde og andre midler;
• blandere, møller, knusere, ekstrudere, dispensere, foderautomater;
• centrifuger;
• elevatorer;
• metallurgisk udstyr;
• boreudstyr;
• elektriske drev til værktøjsmaskiner;
• gravemaskine- og kranudstyr, manipulatormekanismer.

Frekvensomformerproducenter, anmeldelser

Den indenlandske producent er allerede begyndt at producere produkter, der egner sig til brugere med hensyn til kvalitet og pris. Fordelen er muligheden for hurtigt at få den rigtige enhed samt detaljerede råd om opsætning.

Virksomheden "Effektive systemer" producerer serieprodukter og pilotbatcher af udstyr. Produkter bruges til privat brug, i små virksomheder og i industrien. Vesper-producenten producerer syv serier af omformere, blandt hvilke der er multifunktionelle omformere, der egner sig til de fleste industrielle mekanismer.

Den danske virksomhed Danfoss er førende inden for produktion af chastotnikov. Dets produkter bruges i ventilation, aircondition, vandforsyning og varmesystemer. Det finske firma Vacon, som er en del af det danske firma, producerer modulopbyggede designs, hvorfra man kan sammensætte de nødvendige enheder uden unødvendige dele, hvilket sparer på komponenter. Også kendte er omformere af den internationale koncern ABB, der bruges i industrien og i hverdagen.

At dømme efter anmeldelserne kan billige husholdningsomformere bruges til at løse simple typiske problemer, mens komplekse har brug for et mærke med meget flere indstillinger.

Konklusion

Frekvensomformeren styrer den elektriske motor ved at ændre frekvensen og amplituden af forsyningsspændingen, samtidig med at den beskyttes mod funktionsfejl: overbelastninger, kortslutninger, brud i forsyningsnettet. Sådanne elektriske aktuatorer udfører tre hovedfunktioner,relateret til acceleration, deceleration og motorhastighed. Dette forbedrer effektiviteten af udstyr inden for mange teknologiområder.