Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Budući da je električni pogon jedan od glavnih načina mehanizacije proizvodnih i kućanskih zadataka, u nekim slučajevima postaje nužno prilagoditi brzinu elektromotora. Ovisno o njihovoj vrsti i načinu rada koriste se različita tehnička rješenja. Jedan od njih je pretvarač frekvencije. Što je to i gdje se primjenjuje chastotnik, reći ćemo u ovom članku.definicija
Po definiciji, frekvencijski pretvarač je elektronički pretvarač snage za promjenu frekvencije izmjenične struje. No, ovisno o dizajnu, mijenjaju se i naponska razina i broj faza. Možda ne shvaćate zašto je takav uređaj potreban, ali o tome ćemo pokušati reći jednostavnim riječima.
Učestalost rotacije osovine sinkronih i asinkronih motora (BP) ovisi o frekvenciji rotacije magnetskog toka statora i određuje se po formuli:
n = (60 * F / p) * (1-S),
gdje je n broj okretaja osovine arterije, p je broj parova polova, s je klizanje, f je frekvencija izmjenične struje (za Rusku Federaciju - 50 Hz).
Jednostavno rečeno, brzina rotora ovisi o frekvenciji i broju parova polova. Broj polnih parova određen je konstrukcijom zavojnica statora, a frekvencija struje u mreži je konstantna. Stoga, da bismo regulirali brzinu, frekvenciju možemo regulirati samo pomoću pretvornika.
uređaj
S obzirom na gore navedeno, ponovno formuliramo odgovor na pitanje što je to:
Frekvencijski pretvarač je elektronički uređaj za promjenu frekvencije izmjenične struje, a time i brzine rotora asinkronog (i sinkronog) električnog stroja.
Simboli prema GOST-u 2.737-68 možete vidjeti u nastavku:
To se naziva elektroničkim jer se temelji na krugu koji se temelji na poluvodičkim sklopkama. Ovisno o funkcionalnim značajkama i vrsti upravljanja, i električni krug i algoritam rada bit će izmijenjeni.
U donjem dijagramu možete vidjeti kako radi frekvencijski pretvarač:
Princip rada pretvarača frekvencije je sljedeći:
- Mrežni napon se dovodi u ispravljač 1 i postaje ispravljen pulsirajući.
- U bloku 2 pulsacije se izglađuju i reaktivna komponenta se djelomično kompenzira.
- Blok 3 je skupina sklopki za napajanje koje kontrolira upravljački sustav (4) koristeći metodu širokopojasne modulacije (PWM). Ovaj dizajn omogućuje vam da dobijete na izlazu dvije razine PWM-podesiv napon, koji, nakon izglađivanje, pristupa sinusoidalni pogled. U skupim modelima korištena je troslojna shema, gdje se koristi više ključeva. To vam omogućuje da postignete bliže sinusoidnom obliku valova. Kao poluvodičke sklopke mogu se koristiti tiristori, terenski ili IGBT tranzistori. Posljednje dvije vrste su najtraženije i popularnije zbog učinkovitosti, malih gubitaka i praktičnosti upravljanja.
- Uz pomoć PWM-a, potrebna je naponska razina, jednostavnim riječima - tako se modulira sinusni val, naizmjence mijenjajući parove ključeva, formirajući linearni napon.
Tako smo ukratko opisali kako radi frekvencijski pretvarač za elektromotor i iz čega se sastoji. Koristi se kao sekundarni izvor napajanja i ne kontrolira samo oblik struje opskrbne mreže, već pretvara njezinu veličinu i frekvenciju u skladu s navedenim parametrima.
Vrste chastotnikov i opseg
Metode kontrole
Podešavanje brzine može se obaviti na različite načine, kako metodom postavljanja potrebne frekvencije, tako i metodom regulacije. Metoda kontrole frekvencije podijeljena je u dvije vrste:
- S skalarnom kontrolom.
- S vektorskom kontrolom.
Uređaji prve vrste reguliraju frekvenciju prema zadanoj U / F funkciji, tj. Napon se mijenja zajedno s frekvencijom. Primjer ove ovisnosti napona o frekvenciji može se vidjeti dolje.
Može se razlikovati i programirati za određeno opterećenje, na primjer, na ventilatorima nije linearno, ali podsjeća na granu parabole. Ovaj princip rada čuva magnetski tok u razmaku između rotora i statora gotovo konstantan.
Značajka skalarne kontrole je njezina prevalencija i relativna lakoća provedbe. Najčešće se koristi za crpke, ventilatore i kompresore. Takvi chastotniki često koriste, ako želite održavati stabilan tlak (ili neki drugi parametar), to mogu biti potopne pumpe za bunare, ako uzmemo u obzir domaću uporabu.
U proizvodnji je opseg primjene širok, na primjer, prilagodba tlaka u istim cjevovodima i performanse automatskih sustava ventilacije. Opseg podešavanja je obično 1:10, a jednostavnim jezikom maksimalna brzina od minimuma može se razlikovati 10 puta. Zbog značajki implementacije algoritama i sklopova, takvi su uređaji obično jeftiniji, što je glavna prednost.
nedostaci:
- Nije previ revole toÄno okretanje podrke.
- Sporiji odgovor na promjenu načina.
- Najčešće nema mogućnosti kontrole trenutka na vratilu.
- Uz povećanje brzine iznad nominalnog, zakretni moment na osovini motora pada (to jest, kada povećamo frekvenciju iznad nominalne 50 Hz).
Potonje je zbog činjenice da izlazni napon ovisi o frekvenciji, na nominalnoj frekvenciji napon je jednak mrežnom, a iznad “ne zna kako podići”, na grafikonu možete vidjeti parcijalni dio dijagrama nakon 50 Hz. Treba napomenuti, a ovisnost momenta o frekvenciji pada prema 1 / f zakonu, na donjem grafikonu je prikazana crvenom bojom, a ovisnost snage o frekvenciji u plavom.
Vektorski kontrolirani frekvencijski pretvarači imaju različit princip rada, a ne samo napon koji odgovara U / f krivulji. Karakteristike izlaznog napona razlikuju se u skladu sa signalima senzora, tako da se na vratilu održava određeni trenutak. Ali zašto nam je potrebna takva metoda kontrole? Točnije i brže podešavanje - osobitosti frekvencijskog pretvarača s vektorskom kontrolom. To je važno u takvim mehanizmima, gdje je načelo djelovanja povezano s oštrom promjenom opterećenja i trenutka izvršnog tijela.
Takvo opterećenje je tipično za strojeve za okretanje i druge vrste strojeva, uključujući CNC. Kontrola točnosti je do 1, 5%, raspon podešavanja je 1: 100, za veću točnost sa senzorima brzine, itd., 0, 2% odnosno 1: 10000.
Na forumima postoji mišljenje da je danas razlika u cijenama između vektorskih i skalarnih frekvencijskih trgovaca manja nego što je nekada bila (15-35% ovisno o proizvođaču), a glavna razlika je više firmwarea nego sklopova. Također imajte na umu da većina vektorskih modela podržava skalarnu kontrolu.
prednosti:
- veću stabilnost i točnost;
- brži odziv na promjene opterećenja i visoki okretni moment pri maloj brzini;
- šire područje regulacije.
Glavni nedostatak je u tome što je skuplji od skalarnih.
U oba slučaja frekvencija se može postaviti ručno ili pomoću senzora, npr. Senzora tlaka ili mjerača protoka (ako se radi o crpkama), potenciometra ili davača.
U svim ili gotovo svim frekvencijskim pretvaračima postoji funkcija soft starta za motor, što olakšava pokretanje motora iz hitnih generatora s gotovo nikakvim rizikom od preopterećenja motora.
Broj faza
Osim načina reagiranja, chastotniki se razlikuju po broju faza na ulazu i izlazu. Tako se razlikuju frekventni pretvarači s jednofaznim i trofaznim ulazom.
U isto vrijeme, većina trofaznih modela može se napajati iz jedne faze, ali s takvom primjenom njihova snaga se smanjuje na 30-50%. To je zbog dopuštenog strujnog opterećenja dioda i drugih elemenata strujnog kruga. Jednofazni modeli dostupni su u rasponu snage do 3 kW.
Važno je! Imajte na umu da će kod jednofaznog spoja s naponom na ulazu od 220V biti 3-fazni izlaz pri 220V, a ne na 380V. To znači da će linearni izlaz biti točno 220V, da bude kratak. S tim u vezi, zajednički motori s namotajima za napon 380 / 220V moraju biti spojeni u trokut, a oni na 127 / 220V u zvijezdu.
U mreži možete pronaći mnoge ponude poput "pretvarača frekvencije 220 do 380" - u većini slučajeva, marketing, prodavači nazivaju bilo koju od tri faze "380V".
Da biste dobili pravu 380V iz jedne faze, morate koristiti jednofazni transformator 220/380 (ako je ulaz frekvencijskog pretvarača dizajniran za takav napon), ili koristiti specijalizirani frekventni pretvarač s jednofaznim ulazom i 380V trofaznim izlazom.
Odvojeni i rijetki tipovi frekvencijskih pretvarača su jednofazni chastotniki s jednofaznim izlazom 220. Dizajnirani su za podešavanje jednofaznih motora s pokretanjem kondenzatora. Primjer takvih uređaja su:
- ERMAN ER-G-220-01
- INNOVERT IDD
Dijagram ožičenja
U stvarnosti, da biste dobili 3-fazni izlaz iz 380V invertera, morate spojiti 380V na 3-fazni ulaz:
Povezivanje chastotnika na jednu fazu je slično, osim za priključak opskrbnih žica:
Jednofazni frekventni pretvarač za motor s kondenzatorom (pumpa ili ventilator male snage) spojen je prema sljedećoj shemi:
Kao što možete vidjeti na dijagramima, pored žica i žica za napajanje motora, chastotnik ima i druge terminale, senzore, tipke daljinskog upravljača, na koje su spojeni autobusi za povezivanje s računalom (obično RS-485 standard) i tako dalje. To omogućuje upravljanje motorom pomoću tankih žica signala, što vam omogućuje uklanjanje frekvencijskog pretvarača u električnoj ploči.
Chastotniki su univerzalni uređaji čiji je cilj ne samo podešavanje brzine, već i zaštita motora od nepravilnog načina rada i napajanja, kao i od preopterećenja. Osim glavne funkcije, uređaji ostvaruju i glatko pokretanje pogona, čime se smanjuje trošenje i opterećenje opreme na električnoj mreži. Princip rada i dubina postavljanja parametara većine pretvarača frekvencije štedi energiju pri kontroli crpki (prethodno se kontrola nije vršila radom crpke, već korištenjem ventila) i drugom opremom.
U ovom trenutku završavamo razmatranje pitanja. Nadamo se, nakon čitanja članka, postalo vam je jasno što je frekvencijski pretvarač i za što je namijenjen. Konačno, preporučujemo da pogledate korisni videozapis na temu:
Sigurno ne znaš:
- Kako izmjeriti frekvenciju izmjenične struje
- Kako radi magnetski starter
- Kako odabrati chastotnik o snazi i struji