A frekvenciaváltó működési elve és kiválasztásának kritériumai a felhasználó számára

Az aszinkron villanymotor vezérlőkészülékeként használt frekvenciaváltó céljának, működési elvének és kritériumainak rövid leírása.

Mókusketrec indukciós motor ma ez a legmasszívabb és legmegbízhatóbb eszköz a különféle gépek és mechanizmusok vezérlésére. De minden éremnek van egy másik oldala is.

Az indukciós motor két fő hátránya az egyszerűség lehetetlensége rotor fordulatszám szabályozása, nagyon nagy indítóáram - a névleges ötszöröse, hétszerese. Ha csak mechanikus vezérlőberendezéseket használunk, ezek a hátrányok nagy energiaveszteségekhez és sokkoló mechanikai terhelésekhez vezetnek. Ez rendkívül negatív hatással van a berendezés élettartamára.

Frekvenciaváltó

Az ilyen irányú kutatások eredményeként egy új készülékosztály született, amely lehetővé teszi ezen problémák nem mechanikus, hanem elektronikus megoldását.

Frekvenciaváltó impulzusszélesség szabályozással (PE PWM-mel) 4-5-szörösére csökkenti a bekapcsolási áramokat. Biztosítja az indukciós motor zökkenőmentes indítását, és egy adott feszültség/frekvencia aránynak megfelelően vezérli a hajtást.

A frekvenciaváltó akár 50%-os energiamegtakarítást biztosít. Lehetővé válik a szomszédos eszközök közötti visszacsatolás, pl. a feladathoz önbeállító berendezések és a teljes rendszer működési feltételeinek megváltoztatása.

A frekvenciaváltó működési elve

A PWM frekvenciaváltó az dupla konverziós inverter… Először a 220 vagy 380 V-os hálózati feszültséget egyenirányítják a bemeneti diódahídon, majd kondenzátorokkal simítják és szűrik.

Ez az átalakulás első szakasza. A második szakaszban állandó feszültségről, vezérlő mikroáramkörök és kimeneti híd segítségével IGBT kapcsolók, akkor egy PWM sorozat jön létre bizonyos frekvenciával és munkaciklussal. A frekvenciaváltó kimenetén téglalap alakú impulzuscsomagokat bocsátanak ki, de az indukciós motor állórész tekercseinek induktivitása miatt integrálódnak, és végül szinuszoshoz közeli feszültséggé alakulnak.

A fordulatszám frekvenciaszabályozásával rendelkező aszinkron villanymotor mechanikai jellemzői: a — kapcsolási rajz; b — állandó statikus ellenállási nyomatékkal rendelkező terhelés jellemzői; c — a ventilátor terhelési jellemzői; d – statikus terhelési nyomaték karakterisztikája, fordítottan arányos a forgási szögsebességével.

Tipikus áramkör a frekvenciaváltó bekapcsolására Példa tápvezetékek (kábelek) csatlakoztatására egy frekvenciaváltó áramkörben

A frekvenciaváltók kiválasztásának kritériumai

Funkciók kiválasztása Minden gyártó megpróbál versenyelőnyt szerezni a piacon. Az eladások növelésének első ökölszabálya az alacsony ár. Ezért a gyártó arra törekszik, hogy csak a szükséges funkciókat tartalmazza a terméke. A többit pedig opcióként kínáljuk fel. Mielőtt frekvenciaváltót vásárolna, döntse el, milyen funkciókra van szüksége. Érdemes azt a készüléket választani, amelyik az alapváltozatban a legtöbb szükséges funkcióval rendelkezik.

Az ellenőrzés módszerével

Azonnal dobja ki azokat az átalakítókat, amelyek teljesítménye, teljesítménye, túlterhelése stb. A vezetés típusától függően el kell döntenie, hogy mit válasszon, skaláris vagy vektoros vezérlés.

A legtöbb modern frekvenciaváltó vektorvezérlést valósít meg, de az ilyen frekvenciaváltók drágábbak, mint a skaláris frekvenciaváltók.

A vektorvezérlés pontosabb vezérlést tesz lehetővé a statikus hiba csökkentésével. A skaláris mód csak a kimeneti feszültség és a kimeneti frekvencia állandó arányát támogatja, de például a ventilátorok számára ez teljesen elegendő.

Megalakulása óta a vektorvezérlés rendkívül népszerű szabályozási stratégiává vált az indukciós motoroknál. Jelenleg a legtöbb frekvenciaváltó vektorvezérlést vagy akár szenzor nélküli vektorvezérlést valósít meg (ez a tendencia azoknál a frekvenciaváltóknál tapasztalható, amelyek eredetileg skaláris vezérlést valósítottak meg, és nem rendelkeznek sebességérzékelő csatlakoztatására szolgáló terminálokkal).

A vektorvezérlés alapelve a motor mágnesező áramának és a négyzetáramnak a külön független szabályozásából áll, amellyel a tengely mechanikai nyomatéka arányos. A mágnesező áram határozza meg a forgórész nulla fluxus kapcsolásának értékét, és állandó értéken marad.

Amikor a fordulatszám stabilizálódik, a négyzetes áram alapjelét egy különálló PI vezérlő állítja elő, amelynek bemenete a kívánt és a mért motorfordulatszám közötti eltérés. Így a kvadratúra áram mindig a minimális szintre van állítva, hogy elegendő mechanikai nyomatékot biztosítson a beállított fordulatszám fenntartásához. Ezért a vektorvezérlésnek magas az energiahatékonysága.

A hatalom révén

Ha a berendezés teljesítménye megközelítőleg azonos, akkor válasszon ugyanazon cég konvertereit, amelyek kapacitása a maximális terhelés teljesítményének megfelelő. Ez biztosítja a felcserélhetőséget és egyszerűsíti a berendezések karbantartását. Javasoljuk, hogy a kiválasztott frekvenciaváltó szervizközpontja az Ön városában legyen.

Hálózati feszültségen keresztül

Mindig a lehető legszélesebb feszültségtartománnyal rendelkező átalakítót válasszuk, lefelé és felfelé egyaránt. A helyzet az, hogy a helyi hálózatoknál már a szabvány szó is csak könnyek közt nevethet. Ha az alacsony feszültség nagy valószínűséggel a frekvenciaváltó leállását okozza, akkor a megnövekedett feszültség hatására a hálózati elektrolitkondenzátorok felrobbanhatnak és a készülék bemenete meghibásodhat.

Frekvencia beállítási tartomány szerint

A frekvenciaszabályozás felső határa nagy névleges üzemi frekvenciájú motorok, például köszörűk (1000 Hz vagy több) használatakor fontos.Győződjön meg arról, hogy a frekvenciatartomány megfelel az Ön igényeinek. Az alsó határ határozza meg a hajtási fordulatszám szabályozási tartományát. A szabvány 1:10. Ha szélesebb körre van szüksége, csak vektorvezérlést válasszon, a hajtás paramétereit a gyártótól kérje. Még az igényelt 0 Hz-es határ sem garantálja a hajtás stabil működését.

A vezérlő bemenetek számával

A vezérlőparancsok (start, leállítás, hátramenet, leállítás stb.) beviteléhez diszkrét bemenetekre van szükség. Analóg bemenetek szükségesek a visszacsatoló jelekhez (a hajtás beállítása és beállítása működés közben). Digitális bemenetekre van szükség a digitális sebesség- és helyzetérzékelők nagyfrekvenciás jeleinek beviteléhez (kódolók). A bemenetek száma soha nem lehet túl nagy, de minél több bemenet, annál bonyolultabb és drágább a rendszer felépítése.

A kimeneti jelek számával

A diszkrét kimenetek különféle események (riasztás, túlmelegedés, szint feletti vagy alatti bemeneti feszültség, hibajelzés stb.) jeleinek kiadására szolgálnak. Az analóg kimenetek komplex visszacsatoló rendszerek felépítésére szolgálnak. A kiválasztási javaslatok hasonlóak az előző bekezdéshez.

Vezérlő busz

A berendezésnek, amellyel a frekvenciaváltót vezérelni fogja, ugyanazzal a busszal és számú be-/kimenettel kell rendelkeznie, mint a kiválasztott frekvenciaváltónak. Hagyjon helyet a bemeneteknek és kimeneteknek a jövőbeli frissítésekhez.

Garanciális

A jótállási idő közvetett módon lehetővé teszi a frekvenciaváltó megbízhatóságának értékelését. Természetesen hosszú távú tervvel érdemes frekvenciaváltót választani.Egyes gyártók kifejezetten biztosítanak olyan károkat, amelyekre nem terjed ki a garancia. Mindig figyelmesen olvassa el a dokumentációt, és keressen online a berendezésmodellekről és gyártókról szóló áttekintéseket. Ez segít a helyes választásban. Ne kíméljen pénzt a minőségi szolgáltatásra és a személyzet képzésére.

Frekvenciaváltó az állványon

Túlterhelési kapacitás

Első közelítésként a frekvenciaváltó teljesítményét 10-15%-kal nagyobbra kell választani, mint a motor teljesítményét. Az átalakító áramának nagyobbnak kell lennie, mint a motor névleges árama, és kissé magasabbnak kell lennie, mint az esetleges túlterhelések árama.

Egy adott mechanizmus leírásában általában feltüntetik a túlterhelési áramokat és áramlásuk időtartamát. Olvassa el a dokumentációt! Ez szórakoztatja Önt, és esetleg megakadályozza a berendezés károsodását a jövőben. Ha a hajtást lökés- (csúcs) terhelések is jellemzik (2-3 másodpercig tartó terhelés), akkor a csúcsáramhoz konvertert kell választani. Vegyél újra 10% árrést.
Lásd még ebben a témában: VLT AQUA Drive frekvenciaváltók szivattyúegységekhez