Конверторот на фреквенција е технологија што треба да се совлада при вршење електрична работа. Користењето на фреквентен конвертор за контрола на моторот е вообичаен метод во електричната контрола; некои бараат и познавање во нивната употреба.
1.Прво, зошто да користите фреквентен конвертор за да контролирате мотор?
Моторот е индуктивно оптоварување, кое ја попречува промената на струјата и ќе произведе голема промена на струјата при стартување.
Инвертерот е уред за контрола на електрична енергија што ја користи функцијата за вклучување-исклучување на полупроводнички уреди за напојување за да го претвори напојувањето со индустриска фреквенција во друга фреквенција. Главно е составен од две кола, едното е главното коло (исправувачки модул, електролитски кондензатор и модул за инвертер), а другото е контролното коло (табла за напојување со префрлување, контролно коло).
За да се намали стартната струја на моторот, особено на моторот со поголема моќност, колку е поголема моќноста, толку е поголема стартната струја. Прекумерната струја за стартување ќе донесе поголемо оптоварување на мрежата за напојување и дистрибуција. Конверторот на фреквенција може да го реши овој проблем со стартувањето и да му овозможи на моторот непречено да стартува без да предизвика прекумерна струја за стартување.
Друга функција на користење на фреквентен конвертор е прилагодување на брзината на моторот. Во многу случаи, неопходно е да се контролира брзината на моторот за да се добие подобра производна ефикасност, а регулацијата на брзината на конверторот на фреквенцијата отсекогаш била нејзина најголема точка. Конверторот на фреквенција ја контролира брзината на моторот со менување на фреквенцијата на напојувањето.
2. Кои се методите за контрола на инвертерот?
Петте најчесто користени методи на инвертер контролни мотори се како што следува:
A. Метод за контрола на синусоидална широчина на пулсот (SPWM).
Неговите карактеристики се едноставна структура на контролното коло, ниска цена, добра механичка цврстина и може да ги исполни барањата за непречено регулирање на брзината на општиот пренос. Широко се користи во различни области на индустријата.
Меѓутоа, при ниски фреквенции, поради нискиот излезен напон, вртежниот момент е значително под влијание на падот на напонот на отпорот на статорот, што го намалува максималниот излезен вртежен момент.
Дополнително, неговите механички карактеристики не се толку силни како оние на моторите со еднонасочна струја, а неговиот капацитет на динамички вртежен момент и перформансите за статичка регулација на брзината не се задоволителни. Покрај тоа, перформансите на системот не се високи, контролната крива се менува со оптоварувањето, одговорот на вртежниот момент е бавен, стапката на искористување на вртежниот момент на моторот не е висока, а перформансите се намалуваат при мала брзина поради постоење на отпор на статорот и мртов инвертер ефект на зоната, а стабилноста се влошува. Затоа, луѓето проучувале регулација на брзината со променлива фреквенција на векторска контрола.
Б. Метод на контрола на напонски простор на вектор (SVPWM).
Се заснова на целокупниот ефект на генерирање на трифазната бранова форма, со цел да се приближи до идеалната кружна ротирачка траекторија на магнетното поле на воздушниот јаз на моторот, да се генерира бранова форма на трифазна модулација во исто време и да се контролира на тој начин. на впишан многуаголник приближување на кругот.
По практична употреба, тој е подобрен, односно воведување на компензација на фреквенција за да се елиминира грешката при контрола на брзината; проценување на амплитудата на флуксот преку повратни информации за да се елиминира влијанието на отпорот на статорот при мала брзина; затворање на излезниот напон и струја за да се подобри динамичката точност и стабилност. Сепак, има многу врски на контролното коло и не е воведено прилагодување на вртежниот момент, така што перформансите на системот не се суштински подобрени.
В. Метод на векторска контрола (VC).
Суштината е да се направи AC моторот еквивалентен на DC мотор и независно да се контролира брзината и магнетното поле. Со контролирање на флуксот на роторот, струјата на статорот се разложува за да се добијат компонентите на вртежниот момент и магнетното поле, а трансформацијата на координатите се користи за да се постигне ортогонална или одвоена контрола. Воведувањето на методот на векторска контрола е од епохално значење. Меѓутоа, во практична примена, бидејќи флуксот на роторот е тешко прецизно да се набљудува, карактеристиките на системот се во голема мера под влијание на параметрите на моторот, а трансформацијата на векторската ротација што се користи во еквивалентниот процес на контрола на моторот со еднонасочна струја е релативно сложена, што го отежнува вистинскиот контролен ефект за да се постигне идеален резултат од анализата.
D. Метод за директна контрола на вртежниот момент (DTC).
Во 1985 година, професорот Депенброк од Универзитетот Рур во Германија прв ја предложи технологијата за конверзија на фреквенцијата на директна контрола на вртежниот момент. Оваа технологија во голема мера ги реши недостатоците на гореспоменатата векторска контрола и брзо се развива со нови идеи за контрола, концизна и јасна структура на системот и одлични динамички и статички перформанси.
Во моментов, оваа технологија успешно се применува за влечење на електрични локомотиви со висока моќност на наизменична струја. Директната контрола на вртежниот момент директно го анализира математичкиот модел на моторите со наизменична струја во координатниот систем на статорот и го контролира магнетниот тек и вртежниот момент на моторот. Не треба да ги поистоветува AC моторите со моторите со еднонасочна струја, со што се елиминираат многу сложени пресметки во трансформацијата на векторската ротација; не треба да ја имитира контролата на моторите со еднонасочна струја, ниту пак да го поедностави математичкиот модел на моторите со наизменична струја за одвојување.
E. Метод на контрола на матрица AC-AC
Конверзија на фреквенција VVVF, конверзија на фреквенција на векторска контрола и конверзија на директна контрола на вртежниот момент се сите видови конверзија на фреквенција AC-DC-AC. Нивните вообичаени недостатоци се низок фактор на влезна моќност, голема хармонична струја, голем кондензатор за складирање на енергија потребен за еднонасочно коло, а регенеративната енергија не може да се врати назад во електричната мрежа, односно не може да работи во четири квадранти.
Поради оваа причина, настана конверзија на фреквенција со матрица AC-AC. Бидејќи конверзијата на фреквенцијата на матрицата AC-AC ја елиминира средната еднонасочна врска, го елиминира големиот и скап електролитски кондензатор. Може да постигне фактор на моќност од 1, синусоидална влезна струја и може да работи во четири квадранти, а системот има висока густина на моќност. Иако оваа технологија сè уште не е зрела, таа сè уште привлекува многу научници да спроведат длабинско истражување. Нејзината суштина не е индиректно да ја контролира струјата, магнетниот тек и другите количини, туку директно да го користи вртежниот момент како контролирана количина за да го постигне тоа.
3.Како конверторот на фреквенција контролира мотор? Како се поврзани двете?
Инсталирањето на инверторот за управување со моторот е релативно едноставно, слично на жиците на контакторот, со три главни далноводи кои влегуваат и потоа излегуваат во моторот, но поставките се покомплицирани, а начините за контрола на инверторот се исто така различни.
Како прво, за терминалот на инвертерот, иако има многу брендови и различни методи за поврзување, терминалите за поврзување на повеќето инвертери не се многу различни. Генерално поделени на влезови на прекинувачот напред и назад, кои се користат за контрола на напред и назад стартување на моторот. Терминалите за повратни информации се користат за повратна информација за работниот статус на моторот,вклучувајќи фреквенција на работа, брзина, статус на дефект итн.
За контрола на поставувањето на брзината, некои конвертори на фреквенција користат потенциометри, некои користат директно копчиња, а сите се контролираат преку физички жици. Друг начин е да користите комуникациска мрежа. Многу конвертори на фреквенција сега поддржуваат контрола на комуникацијата. Линијата за комуникација може да се користи за контрола на стартот и запирањето, ротацијата напред и назад, прилагодувањето на брзината итн. на моторот. Во исто време, информациите за повратни информации исто така се пренесуваат преку комуникација.
4. Што се случува со излезниот вртежен момент на моторот кога се менува неговата ротациона брзина (фреквенција)?
Почетниот вртежен момент и максималниот вртежен момент кога се придвижуваат од конвертор на фреквенција се помали отколку кога се придвижуваат директно од напојување.
Моторот има големо влијание при стартување и забрзување кога се напојува со напојување, но овие влијанија се послаби кога се напојува со конвертор на фреквенција. Директното стартување со напојување ќе генерира голема почетна струја. Кога се користи конвертор на фреквенција, излезниот напон и фреквенцијата на фреквентниот конвертор постепено се додаваат на моторот, така што струјата на стартување на моторот и ударот се помали. Обично, вртежниот момент што го создава моторот се намалува како што се намалува фреквенцијата (брзината се намалува). Вистинските податоци за намалувањето ќе бидат објаснети во некои прирачници за конвертори на фреквенција.
Вообичаениот мотор е дизајниран и произведен за напон од 50 Hz, а неговиот номинален вртежен момент е исто така даден во овој опсег на напон. Затоа, регулирањето на брзината под номиналната фреквенција се нарекува регулација на брзината на постојан вртежен момент. (Т=Те, П<=Пе)
Кога излезната фреквенција на конверторот на фреквенцијата е поголема од 50 Hz, вртежниот момент генериран од моторот се намалува во линеарна врска обратно пропорционална на фреквенцијата.
Кога моторот работи на фреквенција поголема од 50 Hz, мора да се земе предвид големината на оптоварувањето на моторот за да се спречи недоволен излезен вртежен момент на моторот.
На пример, вртежниот момент генериран од моторот на 100 Hz е намален на околу 1/2 од вртежниот момент генериран на 50 Hz.
Затоа, регулирањето на брзината над номиналната фреквенција се нарекува регулација на брзината на постојана моќност. (P=Ue*Ie).
5.Примена на фреквентен конвертор над 50Hz
За одреден мотор, неговиот номинален напон и номиналната струја се константни.
На пример, ако номиналните вредности на инверторот и на моторот се и двете: 15kW/380V/30A, моторот може да работи над 50Hz.
Кога брзината е 50Hz, излезниот напон на инвертерот е 380V, а струјата е 30А. Во тоа време, ако излезната фреквенција се зголеми на 60 Hz, максималниот излезен напон и струја на инвертерот може да биде само 380V/30A. Очигледно, излезната моќност останува непроменета, па затоа ја нарекуваме регулација на брзината на постојана моќност.
Каков е вртежниот момент во овој момент?
Бидејќи P=wT(w; аголна брзина, T: вртежен момент), бидејќи P останува непроменета и w се зголемува, вртежниот момент ќе се намали соодветно.
Можеме да го погледнеме и од друг агол:
Напонот на статорот на моторот е U=E+I*R (I е струја, R е електронски отпор, а E е индуциран потенцијал).
Се гледа дека кога U и I не се менуваат, ниту E не се менува.
И E=k*f*X (k: константа; f: фреквенција; X: магнетен тек), па кога f се менува од 50–>60Hz, X соодветно ќе се намали.
За моторот, T=K*I*X (K: константна; I: струја; X: магнетен тек), па вртежниот момент T ќе се намалува како што магнетниот тек X се намалува.
Во исто време, кога е помало од 50 Hz, бидејќи I*R е многу мал, кога U/f=E/f не се менува, магнетниот тек (X) е константа. Вртежниот момент Т е пропорционален на струјата. Ова е причината зошто капацитетот на прекумерна струја на инвертерот обично се користи за да се опише неговиот капацитет за преоптоварување (вртежен момент) и се нарекува регулација на брзината на постојан вртежен момент (номиналната струја останува непроменета–>максималниот вртежен момент останува непроменет)
Заклучок: Кога излезната фреквенција на инвертерот се зголемува од над 50 Hz, излезниот вртежен момент на моторот ќе се намали.
6.Други фактори поврзани со излезниот вртежен момент
Капацитетот за генерирање топлина и дисипација на топлина го одредуваат капацитетот на излезната струја на инвертерот, со што влијае на капацитетот на излезниот вртежен момент на инверторот.
1. Носачка фреквенција: номиналната струја означена на инвертерот е генерално вредноста што може да обезбеди континуиран излез на највисоката носачка фреквенција и највисоката амбиентална температура. Намалувањето на фреквенцијата на носачот нема да влијае на струјата на моторот. Сепак, производството на топлина на компонентите ќе се намали.
2. Амбиентална температура: Исто како и сегашната вредност на заштитата на инвертерот нема да се зголеми кога ќе се открие дека температурата на околината е релативно ниска.
3. Висина: Зголемувањето на надморската височина има влијание врз дисипацијата на топлина и перформансите на изолацијата. Генерално, може да се игнорира под 1000 метри, а капацитетот може да се намали за 5% на секои 1000 метри над.
7. Која е соодветната фреквенција за конвертор на фреквенција за управување со мотор?
Во горенаведеното резиме, научивме зошто инверторот се користи за контрола на моторот, а исто така разбравме како инверторот го контролира моторот. Инвертерот го контролира моторот, што може да се сумира на следниов начин:
Прво, инверторот ги контролира почетниот напон и фреквенцијата на моторот за да постигне непречено стартување и непречено запирање;
Второ, инверторот се користи за прилагодување на брзината на моторот, а брзината на моторот се прилагодува со промена на фреквенцијата.
Мотор со постојан магнет на Анхуи Мингтенгпроизводите се контролирани од инверторот. Во опсегот на оптоварување од 25%-120%, тие имаат поголема ефикасност и поширок опсег на работа од асинхроните мотори со исти спецификации и имаат значителни ефекти за заштеда на енергија.
Нашите професионални техничари ќе изберат посоодветен инвертер според специфичните работни услови и реалните потреби на клиентите за да постигнат подобра контрола на моторот и да ги максимизираат перформансите на моторот. Дополнително, нашиот оддел за технички услуги може далечински да ги води клиентите да го инсталираат и дебагираат инвертерот и да реализираат сеопфатно следење и сервисирање пред и по продажбата.
Авторски права: Оваа статија е препечатување на јавниот број на WeChat „Техничка обука“, оригиналната врска https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA
Оваа статија не ги претставува ставовите на нашата компанија. Доколку имате различни мислења или ставови, поправете не!
Време на објавување: 09-09-2024 година