Шта је претварач фреквенције, како ради и чему служи
Дефиниција
По дефиницији, претварач фреквенције је електронски претварач снаге за промену фреквенције наизменичне струје. Али у зависности од перформанси, ниво напона и број фаза се мењају. Можда вам није сасвим јасно зашто је такав уређај потребан, али покушаћемо да вам кажемо о томе једноставним речима.
Учесталост ротације вратила синхроних и асинхроних мотора (ХЕЛЛ) зависи од фреквенције ротације магнетног флукса статора и одређује се формулом:
н = (60 * Ф / п) * (1-С),
где је н број обртаја вратила ХЕЛЛ, п је број парова полова, с је клизање, ф је фреквенција наизменичне струје.
Једноставно речено, брзина ротора зависи од фреквенције и броја парова полова. Број парова полова одређује се дизајном завојница статора, а фреквенција струје у мрежи је константна. Дакле, да бисмо регулисали брзину, фреквенцију можемо контролисати само уз помоћ претварача.
Уређај
С обзиром на горе наведено, формулисали смо одговор на питање шта је то:
Претварач фреквенције је електронски уређај за промену фреквенције наизменичне струје, а самим тим и брзине ротације ротора асинхроне (и синхроне) електричне машине.
Графички симбол у складу са ГОСТ 2.737-68 можете видети доле:
Зове се електронским јер се заснива на полуводичком прекидачу. У зависности од функционалних карактеристика и врсте управљања, шематски дијаграм и алгоритам рада ће се мењати.
На доњем дијаграму видите како је уређен фреквентни претварач:
Принцип рада фреквентног претварача је следећи:
- Мрежни напон се напаја у исправљач 1 и постаје исправљени пулсирајући.
- У блоку 2, пулсације се изглађују и реактивна компонента је делимично компензована.
- Блок 3 је група прекидача за напајање који управља управљачки систем (4) помоћу модулације ширине импулса (ПВМ). Овај дизајн вам омогућава да на излазу добијете двостепењски ПВМ напон који се након изглађивања приближава синусоидном облику. У скупим моделима користи се тростепена шема, где се користи више кључева. Омогућује вам да се приближите синусном облику таласа. Као полуводичке склопке могу се користити тиристори, теренски ефекти или ИГБТ транзистори. Последње две врсте су највише тражене и популарне због ефикасности, малих губитака и лакоће управљања.
- Помоћу ПВМ-а формира се потребан ниво напона, једноставним речима - тако се синусни талас модулира, наизменично укључујући парове кључева, формирајући линијски напон.
Тако смо укратко описали како фреквенцијски претварач за електромотор функционише и од чега се састоји. Користи се као секундарни извор напајања и не само да контролише облик тренутне мреже напајања, већ претвара његову вредност и фреквенцију у складу са наведеним параметрима.
Врсте цхастотника и обим
Методе управљања
Подешавање брзине може се извести на различите начине, како методом подешавања потребне фреквенције, тако и методом регулације. Цхастотники према методи контроле подељени су у две врсте:
- Са скаларном контролом.
- Са векторском контролом.
Уређаји првог типа регулишу фреквенцију према датој У / Ф функцији, односно напон се мења заједно са фреквенцијом. Пример такве зависности напона од фреквенције може се видети у наставку.
Може бити различит и програмиран за одређено оптерећење, на пример, на вентилаторима није линеарно, већ подсећа на грану параболе. Овакав принцип рада одржава магнетни ток у размаку између ротора и статора готово константним.
Карактеристика скаларне контроле је њена распрострањеност и релативна лакоћа примене. Најчешће се користи за пумпе, вентилаторе и компресоре. Такви цхастотники се често користе ако је потребно за одржавање стабилног притиска (или неког другог параметра), то могу бити потопне пумпе за бушотине, ако узмемо у обзир употребу у домаћинству.
У производњи је опсег широк, на пример, контрола притиска у истим цевоводима и перформансе аутоматских вентилационих система. Управљачки домет је обично 1:10, једноставним речима, максимална брзина од минималне може се разликовати 10 пута. Због особитости имплементације алгоритама и кола, такви уређаји су обично јефтинији, што је главна предност.
Недостаци:
- Не превише прецизна подршка за рев.
- Спорији одговор на промјену режима.
- Најчешће не постоји начин да се контролише тренутак на осовини.
- Са повећањем брзине изнад називне, момент на вратилу мотора опада (то јест, када подигнемо фреквенцију изнад називне 50 Хз).
Ово последње је због чињенице да напон на излазу зависи од фреквенције, на називној фреквенцији напон је једнак мрежном напону, а цхастотник не зна како да га подигне више, на графу можете видети равномерни део цртежа после 50 Хз. Треба напоменути да је зависност тренутка од фреквенције, која пада по закону 1 / ф, приказана црвеном бојом на доњем графикону, а зависност снаге од фреквенције плава.
Векторски контролисани фреквентни претварачи имају различит принцип рада, овде није само напон који одговара У / ф кривуљи. Карактеристике излазног напона варирају у складу са сигналима сензора, тако да се на осовини одржава одређени тренутак. Али зашто нам је потребан такав начин контроле? Прецизније и брже подешавање одлике су векторског претварача фреквенције. Ово је важно у таквим механизмима где је принцип деловања повезан са оштром променом оптерећења и обртног момента на извршном органу.
Такво оптерећење је типично за токарење и друге врсте машина, укључујући ЦНЦ. Тачност регулације износи до 1,5%, опсег подешавања је 1: 100, за већу тачност сензора брзине итд. - 0,2%, односно 1: 10000, респективно.
На форумима постоји мишљење да је данас разлика у цијени између векторског и скаларног цхастотника мања него што је била прије (15-35% зависно од произвођача), а главна разлика је више фирмваре-а него склоп. Такође имајте на уму да већина векторских модела такође подржава скаларну контролу.
Предности:
- већа стабилност и тачност;
- бржи одзив на промене оптерећења и велики обртни момент при малој брзини;
- шири спектар регулација.
Главни недостатак је то што кошта више од скаларних.
У оба случаја фреквенцију можете подесити ручно или сензорима, на пример, сензором притиска или мерачем протока (ако говоримо о пумпама), потенциометром или давачем.
Сви или скоро сви фреквентни претварачи имају функцију меког покретања, што олакшава покретање мотора из генератора за случај нужде, без икаквог ризика да их се преоптерети.
Број фаза
Поред метода одговора, цхастотники се разликују у броју фаза на улазу и излазу. Зато разликујте фреквентне претвараче са једнофазним и трофазним улазом.
У исто време, већина трофазних модела може да се напаја једном фазом, али са овом апликацијом њихова снага се смањује на 30-50%. То је због дозвољеног тренутног оптерећења на диодама и осталим елементима струјног круга. Једнофазни модели доступни су у распону снаге до 3 кВ.
Важно! Имајте на уму да ће код једнофазне везе са напоном од 220 В улаз доћи до излаза од три фазе од 220 В, а не од 380 В. Односно, линеарни излаз ће бити тачно 220В, укратко. С тим у вези, уобичајени мотори са намотима дизајнирани за напон од 380 / 220В морају бити повезани у троуглу, а они на 127 / 220В - у звезди.
У мрежи можете пронаћи бројне понуде као што су "фреквенцијски претварач од 220 до 380" - то је у већини случајева маркетинг, продавци називају било које три фазе "380В".
Да бисте из једне фазе добили стварних 380 В, морате користити једнофазни трансформатор 220/380 (ако је улаз фреквенцијског претварача дизајниран за такав напон) или користити специјализовани фреквентни претварач са једнофазним улазом и трофазним излазом од 380 В.
Посебан и ређи тип фреквентних претварача су једнофазни претварачи с једнофазним излазом 220. Дизајнирани су за регулацију једнофазних мотора с покретањем кондензатора. Пример таквих уређаја су:
- ЕРМАН ЕР-Г-220-01
- ИННОВЕРТ ИДД
Шема
У стварности, да бисте добили 3-фазни излаз из 380В претварача, морате да повежете 380В трофазни улаз:
Спајање цхастотника на једну фазу је слично, осим за спајање доводних жица:
Једнофазни претварач фреквенције за мотор са кондензатором (пумпа или вентилатор мале снаге) повезан је на следећи начин:
Као што видите на дијаграмима, поред опскрбних жица и каблова за мотор, претварач фреквенције има и друге терминале, сензоре, тастере даљинског управљачког панела, сабирнице за повезивање са рачунаром (обично РС-485 стандард) и тако даље. То омогућава управљање мотором кроз танке сигналне жице, што вам омогућава да уклоните фреквентни претварач у електрични панел.
Трактори фреквенције су универзални уређаји, чија сврха није само прилагођавање брзине, већ и заштита електромотора од погрешних начина рада и напајања, као и од преоптерећења. Поред главне функције, уређаји остварују глатко покретање погона, што смањује трошење опреме и оптерећења снаге. Принцип рада и дубина подешавања параметара на већини фреквентних претварача омогућава вам уштеду електричне енергије приликом управљања пумпама (претходно се контрола обављала не због перформанси пумпе, већ помоћу вентила) и друге опреме.
Овиме завршавамо разматрање питања. Надамо се да ћете након читања чланка схватити шта је претварач фреквенције и зашто је потребан. На крају, препоручујемо вам да погледате користан видео на тему:
Сигурно не знате:
Учитавање ...
