Mi az a frekvenciaváltó, hogyan működik, és mire szolgál
Meghatározás
Definíció szerint a frekvenciaváltó egy elektronikus teljesítmény-konverter a váltakozó áram frekvenciájának megváltoztatására. A teljesítménytől függően azonban a feszültségszint és a fázisok száma is változik. Lehet, hogy nem teljesen világos, miért van szükség ilyen eszközre, de megpróbáljuk egyszerű szavakkal elmondani rólad.
A szinkron és aszinkron motorok tengely forgási frekvenciája (HELL) az állórész mágneses fluxusának forgási frekvenciájától függ, és a következő képlettel határozható meg:
n = (60 * F / p) * (1-S),
ahol n a HELL tengely fordulatainak száma, p a póluspárok száma, s csúszás, f a váltakozó áram frekvenciája.
Egyszerűen fogalmazva, a forgórész sebessége függ a frekvenciától és a póluspárok számától. A póluspárok számát az állórész tekercsek kialakítása határozza meg, és a hálózat frekvenciája állandó. Ezért a sebesség szabályozása érdekében a frekvenciát csak átalakítók segítségével vezérelhetjük.
Eszköz
A fentiek fényében újrafogalmazzuk a kérdésre adott választ, mi az:
A frekvenciaváltó egy elektronikus eszköz a váltakozó áram frekvenciájának, és így az aszinkron (és szinkron) elektromos gép forgórészének fordulatszámának megváltoztatására.
A GOST 2.737-68 szerinti grafikus szimbólum az alábbiakban látható:
Elektronikus néven hívják, mert félvezető kapcsoló áramkörön alapul. A működési jellemzőktől és a vezérlés típusától függően mind az áramköri rajz, mind a működési algoritmus módosul.
Az alábbi ábra szemlélteti a frekvenciaváltó elrendezését:
A frekvenciaváltó működési elve a következő:
- A hálózati feszültséget az 1. egyenirányító látja el, és egyenirányítóvá válik.
- A 2. blokkban a pulzációt kiegyenlítjük, és a reaktív komponenst részben kompenzáljuk.
- A 3. blokk egy teljesítménykapcsolók egy csoportja, amelyet egy vezérlőrendszer (4) vezérel impulzusszélesség-modulációval (PWM). Ez a kialakítás lehetővé teszi egy kétszintű PWM-szabályozású feszültség elérését a kimeneten, amely a simítás után megközelíti a szinuszos formát. A drága modellekben háromszintű sémát alkalmaztak, ahol több kulcsot használnak. Ez lehetővé teszi, hogy közelebb kerüljön a szinuszos hullámformahoz. Félvezető kapcsolóként tirisztorok, terepi effektusok vagy IGBT tranzisztorok használhatók. A közelmúltban az utóbbi két típus a legkeresettebb és népszerűbb a hatékonyság, a kis veszteségek és az ellenőrzés egyszerűsége miatt.
- A PWM segítségével a kívánt feszültségszintet alakítják ki, egyszerű szavakkal - így modulálódik a szinuszhullám, váltakozva kulcspárokkal, hálózati feszültség.
Tehát röviden ismertettük, hogyan működik az elektromos motor frekvenciaváltója és miből áll. Másodlagos energiaforrásként használják, és nem csak az áramellátó hálózat alakját vezérli, hanem értékét és frekvenciáját a megadott paraméterekkel összhangban átalakítja.
A chastotnikok típusai és hatálya
Menedzsment módok
A sebesség beállítása különféle módon hajtható végre, mind a kívánt frekvencia beállítási módszerével, mind a szabályozás módszerével. A Chastotniki az ellenőrzési módszer szerint két típusra osztható:
- Skaláris vezérléssel.
- Vektoros vezérléssel.
Az első típusú készülékek egy adott U / F függvény szerint szabályozzák a frekvenciát, azaz a feszültség megváltozik a frekvenciával együtt. Az alábbiakban példát mutatunk a feszültség ilyen frekvenciától való függőségére.
Különböző lehet és egy adott terhelésre programozható, például a rajongókra nem lineáris, hanem egy parabola-ághoz hasonlít. Ez a működési elv a rotor és az állórész közötti hézagban a mágneses fluxust szinte állandó értéken tartja.
A skaláris vezérlés egyik jellemzője az előfordulása és a végrehajtás viszonylagos könnyűsége. Leggyakrabban szivattyúkhoz, ventilátorokhoz és kompresszorokhoz használják. Ezeket a kazettákat gyakran használják, ha stabil nyomást kell fenntartani (vagy egy másik paramétert). Ha a háztartási felhasználást figyelembe vesszük, a kút merülő szivattyúi lehetnek.
A gyártásban széles körű, például nyomásvezérlés ugyanazon csővezetéken és automatikus szellőztető rendszerek teljesítménye. A szabályozási tartomány általában 1:10, egyszerűen fogalmazva, a maximális sebesség a minimálistól 10-szer különbözhet. Az algoritmusok és áramkörök megvalósításának sajátosságai miatt az ilyen eszközök általában olcsóbbak, ami a fő előnye.
hátrányok:
- Nem túl pontos támogatást.
- Lassabb reakció a rendszerváltozásra.
- Leggyakrabban nincs mód a tengely nyomatékának ellenőrzésére.
- A névleges feletti sebesség növekedésével a motor tengelyén levő pillanat csökken (vagyis amikor a frekvenciát a névleges 50 Hz fölé emeljük).
Ez utóbbi annak a ténynek köszönhető, hogy a kimenetnél a feszültség a frekvenciától függ, névleges frekvencián a feszültség megegyezik a hálózati feszültséggel, és a chastotnik nem tudja, hogyan lehet magasabbra emelni, a grafikonon 50 Hz után láthatták a grafikon egyenletes részét. Meg kell jegyezni, hogy a pillanat frekvenciától való függése, az 1 / f törvény szerint esik, piros színnel látható az alábbi grafikonon, és az energia frekvenciától való függése kék.
A vektorvezérelt frekvenciaváltók eltérő működési elven működnek, itt nem csak a feszültség felel meg az U / f görbének. A kimeneti feszültség jellemzõi az érzékelõktõl kapott jeleknek megfelelõen változnak, tehát egy bizonyos momentum megmarad a tengelyen. De miért van szükségünk ilyen ellenőrzési módszerre? A pontosabb és gyorsabb beállítás a vektorvezérelt frekvenciaváltó jellemzői. Ez fontos azokban a mechanizmusokban, ahol a cselekvés elve a végrehajtó szerv terhelésének és nyomatékának hirtelen változásával jár.
Az ilyen terhelés tipikus esztergáláshoz és más típusú gépekhez, beleértve a CNC-t is. A szabályozás pontossága 1,5% -ig, a beállítási tartomány 1: 100, a sebességérzékelőkkel történő nagyobb pontossághoz stb. - 0,2% és 1: 10000.
A fórumok véleménye szerint a vektor- és a skaláris chastotnikok árkülönbsége manapság kisebb, mint korábban (15-35% a gyártótól függően), és a fő különbség a firmware, mint az áramkör. Ne feledje, hogy a legtöbb vektormodell támogatja a skaláris vezérlést.
Előnyök:
- nagyobb stabilitás és pontosság;
- gyorsabb reakció a terhelés változásaira és a nagy nyomaték alacsony fordulatszámon;
- a szabályozás szélesebb köre.
A fő hátrány az, hogy többet fizet, mint a skaláris.
Mindkét esetben a frekvencia manuálisan vagy érzékelőkkel állítható be, például nyomásérzékelővel vagy áramlásmérővel (ha szivattyúkról beszélünk), potenciométerrel vagy kódolóval.
Az összes vagy szinte minden frekvenciaváltónak lágyindítási funkciója van, amely megkönnyíti a motorok indítását vészgenerátoroktól, gyakorlatilag nem veszélyeztetve annak túlterhelését.
Fázisok száma
A válaszmechanizmusokon kívül a chastotnikák különböznek a bemeneti és a kimeneti fázisok számában. Tehát különböztesse meg az egyfázisú és a háromfázisú bemenettel rendelkező frekvenciaváltókat.
Ugyanakkor a legtöbb háromfázisú modell táplálható egy fázisból, de ezzel az alkalmazással teljesítményük 30-50% -ra csökken. Ennek oka a diódák és más áramköri elemek megengedett áramterhelése. Az egyfázisú modellek a 3 kW-ig terjedő teljesítménytartományban kaphatók.
Fontos! Vegye figyelembe, hogy egyfázisú csatlakozás esetén, 220 V bemeneti feszültséggel, a 220 V 3 fázis kimenete lesz, nem pedig 380 V. Vagyis a lineáris kimenet pontosan 220 V lesz. Ebben az összefüggésben a 380/220 V feszültségre tervezett tekercsekkel ellátott közönséges motorokat háromszögben, a 127/220 V feszültségű motorokat pedig csillagban kell csatlakoztatni.
A hálózaton számos ajánlat található, például a „220–380 frekvenciaváltó” - ez a legtöbb esetben marketing, az eladók bármelyik három fázist „380V” -nak hívják.
Ahhoz, hogy egy fázisból valódi 380 V-ot kapjon, vagy használnia kell egy 220/380 egyfázisú transzformátort (ha a frekvenciaváltó bemenete ilyen feszültségre van tervezve), vagy egy speciális frekvenciaváltót kell használni egyfázisú bemenettel és 380 V háromfázisú kimenettel.
Különálló és ritkább típusú frekvenciaváltók az egyfázisú inverterek, amelyek egyfázisú kimenete 220. Az egyfázisú motorok kondenzátorindítással történő szabályozására szolgálnak. Ilyen eszközök például:
- ERMAN ER-G-220-01
- INNOVERT IDD
Kapcsolási rajz
A valóságban ahhoz, hogy egy 380 V frekvenciaváltóból háromfázisú kimenetet kapjon, a háromfázisú 380 V feszültséget csatlakoztatnia kell a bemenethez:
A chastotnik egy fázishoz történő csatlakoztatása hasonló, kivéve a tápvezetékek csatlakoztatását:
Egyfázisú frekvenciaváltót kondenzátorral (szivattyúval vagy kis teljesítményű ventilátorral) ellátott motorhoz a következőképpen kell csatlakoztatni:
Amint az a diagramokon látható, a frekvenciaváltón a tápellátás vezetékein és a motor vezetékein kívül más sorkapcsok, érzékelők, a távirányító panel gombjai, a számítógéphez történő csatlakoztatásra szolgáló buszok (általában RS-485 szabvány) és mások vannak csatlakoztatva. Ez lehetővé teszi a motor vezérlését vékony jelvezetékeken keresztül, amely lehetővé teszi a frekvenciaváltó eltávolítását egy elektromos panelen.
A frekvenciamérők univerzális eszközök, amelyek célja nem csak a sebesség beállítása, hanem az elektromos motor védelme a helytelen működési módoktól és az áramellátástól, valamint a túlterheléstől is. A fő funkción kívül az eszközök a hajtások zökkenőmentes indítását is lehetővé teszik, ami csökkenti a berendezések kopását és az energiaterhelést. A legtöbb frekvenciaváltó működési elve és a paraméterek beállításának mélysége lehetővé teszi az elektromos árammegtakarítást a szivattyúk vezérlésekor (korábban a vezérlés nem a szivattyú teljesítményének köszönhető, hanem szelepekkel) és más berendezések vezérlésekor.
Itt fejezzük be a kérdés megfontolását. Reméljük, hogy a cikk elolvasása után megérti, mi a frekvenciaváltó és miért van rá szükség. Végül azt javasoljuk, hogy nézzen meg egy hasznos videót a témáról:
Bizonyára nem tudod:
Betöltés...
