convertor de frecvență pentru motor electric - principiul de funcționare, caracteristici ale dispozitivului
În lumea a implementat cu succes principiile de control al frecvenței electrice asincrone. Metoda prevede economii semnificative de energie în plus. managementul unităților îmbunătățite, și conduce la economii substanțiale de energie.
Principiul de funcționare
Viteza de rotație a arborelui motorului depinde de tensiunea de frecvență aplicată. Folosind invertoare larg recunoscute ca fiind cea mai eficientă metodă de control al vitezei. Acțiunea dispozitivului este formarea de valoarea tensiunii de ieșire (U), caracterizat printr-o frecvență constantă (F) și amplitudine (A), într-o tensiune cu parametri variabili. Acest lucru conduce la modificări ale frecvenței câmpului magnetic, care se schimbă rotirea mecanică a axului motorului.
Luând în considerare faptul că cuplul de sarcină este constantă, curentul depinde de sarcină, respectiv, există o modificare a tensiunii terminale a motorului este proporțională cu frecvența, păstrează fluxul de magnetizare și un cuplu constant, iar valoarea curentului constant.
Ca o consecință a acestor procese, există o ajustare constantă a vitezei și a cuplului în raport cu volumul de muncă. Pierderi - mici, acest lucru se realizează prin menținerea unei alunecare constantă, în orice caz, pentru toate loturile.
Avantajele metodei de control al frecvenței
- motorul electric poate fi operat la o distanță considerabilă într-un loc convenabil pentru asta.
- Soft start-up și de a reduce costurile de întreținere a aparatului.
- Abilitatea de a crește productivitatea cu controlul vitezei în conformitate cu cerințele operaționale dorite.
- Creșterea eficienței convertizorului de frecvență la asincronă mașinii de 97% și până la creștere cu 95% a eficienței energetice, datorită metodei de control și motorul aplicat.
- convertor static este aplicat un cuplu de curent alternativ (cuplu mic, viteză mică) redusă cu tensiunea la bornele de conectare la motor. De asemenea, pentru utilizare în cazul puterii și a cuplului constant, caz în care se realizează o eficiență ridicată datorită controlului vitezei lin. Cu aceste capacități, sistemul poate fi considerat universal.
- Controlul vitezei necesară ajută la realizarea procesului de optimizare, care contribuie la calitatea înaltă a produselor.
caracteristicile
Pentru ajustare se recomandă să se aplice tensiunea de ieșire PWM. Dispozitivul servește ca intermediar, pentru controlul dispus între tensiunea de alimentare și tipul mașinii asincrone.
Semnaliza valoarea tensiunii predeterminată și o anumită frecvență, obținută prin trecerea a trei etape - este:
- punte redresoare cu diode.
- Filtru de curent continuu pentru netezirea valorile tensiunii redresate deja folosind condensatori.
- Modulul de putere al convertizorului sau rulează IGVT pe bază (IGBT - izolate poarta tranzistor bipolar). Acest tranzistor de putere poate fi folosit ca cheie cu un curent semnificativ de funcționare de câțiva kilo-Amperi, și o tensiune de un kV câteva cu o frecvență de 30 kHz de comutare.
Figura №1. Trei unitatea principală din care dispozitivul include un convertor de frecvență.
Tipuri de control al vitezei de frecvență mașină asincronă
Există două tipuri principale de control al vitezei sunt moduri de bază, acest lucru:
- Scalar (fara feedback).
- Controlul vectorial, feedback-ul poate fi folosit și poate să lipsească.
Caracteristici de control scalar
La utilizarea acestui tip de control, există un raport de economisire U / F neschimbat pe parcursul întregului interval de frecvență pentru a menține un flux magnetic constant (F) a motorului electric. Această metodă este folosită atunci când nu este nevoie de reacție rapidă la fluctuațiile în cuplul și viteza de rotație.
Regulamentul permite scalar de la o frecvență la putere a dispozitivului de mai multe mașini asincrone de lucru. În reglementarea scalar de compensare alunecare este aplicată prin reducerea vitezei. Există o constantă a cuplului creștere prin creșterea raportul V / F, aceasta compensează scăderea tensiunii pe statorul motorului. Această metodă este structural simplu și nu are nevoie de o precizie mare și un răspuns rapid la schimbările din numărul de rotații ale arborelui.
de control al motorului Vector
Creșterea eficienței în gestionarea unității de lucru se recomandă aplicarea metodei de ajustare din cauza modificărilor de flux.
Cea mai exactă și cea mai eficientă este metoda de control al vectorului fazei curente în statorul mașinii și, respectiv, faza câmpului său magnetic în raport cu rotorul. Pentru această metodă, caracterizată prin utilizarea de poziționare sau senzorul de poziție (encoder) permițând să indice poziția exactă a rotorului la fiecare cuplu. Utilizarea senzorilor de poziție poate crește costul de acționare. Folosind rata codificator poate fi reglată cu o precizie de 0,01%.
Pentru a evita această limitare recomandat pentru utilizare în circuitele ASIC de control al motorului convertor sistem integrat. Se creează un model adaptiv motor exprimat indicație matematic precisă a mărimii curenților, tensiunilor, rezistența statorului, inductanță scurgere la ieșire. Aceasta face posibilă crearea de căldură de simulare parametrii de funcționare a motorului pentru diferite moduri de operare.
Controlul vectorial fără a utiliza senzori de feedback capabile să furnizeze erorile dinamice care sunt prezente în buclă închisă electric. Controlul vectorial fără utilizarea unui simplu senzori constructive, dar este foarte limitată atunci când este utilizat la viteze reduse, este perfect potrivit pentru viteze mari.
Efectul curenților armonici superioare
Important. la sistemul de convertor de frecvență utilizând o rețea de curent alternativ este un impuls de sarcină neliniară în cazul în care nu există curent armonic care afectează în mod negativ parametrii de calitate ai liniei de alimentare în funcție de rezistența liniei. Oscilațiile armonice superioare au o amplitudine mai mică și cu atât mai ușor poate fi filtrată.
Curenții armonici contribuie la creșterea pierderilor electrice și scăderea factorului de putere, de a promova elemente de rețea supraîncălzire, cum ar fi cabluri, transformatoare, motoare, condensatoare.
Îneacă sau rețea liniar netezirea reactor
Pentru invertoare de frecvență necesară pentru a avea un dispozitiv de filtrare. Reduce distorsiunea armonică se poate datora utilizării liniei inductoare sau DC reactoare. Choke previne reducerea tensiunii pe motor și îmbunătățește factorul de putere. Dezavantajul clapetei, aceasta poate provoca efecte nedorite de rezonanta în sistemul total de alimentare cu energie, acest lucru se datorează în mod incorect combinația ales dintre impedanța sa cu impedanța liniei.
linie de șoc rezistență recomandată pentru a adăuga la rezistența existentă a sursei de alimentare. Acest lucru ia în considerare rezistența transformatoarelor și a liniilor de cablu, în acest caz, căderea de tensiune va fi de 2-4% și va servi pentru a îmbunătăți factorul de putere și reducerea distorsiunea armonică a curentului de ieșire.
De asemenea, netezirea reactor îmbunătățește factorul de putere și servește pentru a suprima sau atenua armonici superioare. Reactorul ajută la creșterea duratei de viață a bateriilor de condensatoare semiconductoare. Datorită acestui fapt, există o valoare de reducere curentă a diode redresoare este redusă și riplul curentului prin condensatoare.
Figura №2. Rețea îneacă (reactor).
Măsurile care vizează atenuarea armonicilor
Pentru a suprima interferența generată de invertor, un convertor de frecvență este utilizat și modul de filtru de interferență DBR, dispozitivele sunt folosite pentru a se potrivi cu cerințele EMC.
De asemenea, pentru a reduce armonici folosind un convertor pe mai multe niveluri, ceea ce implică o ușoară creștere a costului echipamentului, reduce fiabilitatea și complică managementul. O soluție bună pentru această problemă poate fi observată cu o mai bună calitate PWM, optimizează diagrama de temporizare - are loc: modularea vectorului de spațiu, control îmbunătățit tensiune, îmbunătățirea eficienței sistemului (invertor + motor)
economiile de energie
Creșterea eficienței motorului electric realizat prin creșterea frecvenței de comutare. Când este conectat la invertor, randamentul motorului este salvată în comparație cu motoarele convenționale.
Eficiența se realizează prin reducerea pierderilor termice și pierderea de fier, este posibil să se normalizeze la viteze mai mici. Controlul calității se datorează excluderea dispozitivelor mecanice în care au loc pierderile, iar fiabilitatea scade - acest lucru ar putea fi: supapă, sisteme de frânare, supape, etc ...
Că atunci când funcționează acasă nu a avut probleme cu utilizarea și întreținerea sursei de alimentare, trebuie să știți ce fază. zero și la sol în instalația electrică a apartamentului.
Alexander, ce anume acest articol pentru a completa? Voi încerca să ia în considerare dorințele dumneavoastră!