Частотны пераўтваральнік - гэта тэхналогія, якую варта асвоіць пры выкананні электрамантажных работ. Выкарыстанне пераўтваральніка частоты для кіравання рухавіком з'яўляецца агульным метадам электрычнага кіравання; некаторыя таксама патрабуюць кваліфікацыі ў іх выкарыстанні.
1.Перш за ўсё, навошта выкарыстоўваць пераўтваральнік частоты для кіравання рухавіком?
Рухавік з'яўляецца індуктыўнай нагрузкай, якая перашкаджае змене току і будзе выклікаць вялікую змену току пры запуску.
Інвертар - гэта прылада кіравання электрычнай энергіяй, якая выкарыстоўвае функцыю ўключэння-выключэння сілавых паўправадніковых прыбораў для пераўтварэння крыніцы харчавання прамысловай частаты ў іншую частату. Ён у асноўным складаецца з дзвюх ланцугоў, адна з'яўляецца асноўнай ланцугом (модуль выпрамніка, электралітычны кандэнсатар і інвертарны модуль), а другая - ланцугом кіравання (плата імпульснага блока харчавання, плата кіравання).
Каб паменшыць пускавы ток рухавіка, асабліва рухавіка з большай магутнасцю, чым большая магутнасць, тым большы пускавы ток. Празмерны пускавы ток прывядзе да большай нагрузкі на электрасетку і размеркавальную сетку. Пераўтваральнік частоты можа вырашыць гэтую праблему запуску і дазволіць рухавіку плаўна запускацца, не выклікаючы празмернага пускавога току.
Яшчэ адна функцыя выкарыстання частотнага пераўтваральніка - рэгуляванне хуткасці рухавіка. У многіх выпадках неабходна кантраляваць хуткасць рухавіка, каб атрымаць лепшую эфектыўнасць вытворчасці, і рэгуляванне хуткасці пераўтваральніка частоты заўсёды было самым важным момантам. Пераўтваральнік частаты рэгулюе хуткасць рухавіка, змяняючы частату крыніцы харчавання.
2.Якія існуюць метады кіравання інвертарам?
Пяць найбольш часта выкарыстоўваюцца метадаў кіравання інвертарнымі рухавікамі:
А. Метад кіравання сінусоіднай шыротна-імпульснай мадуляцыяй (ШІМ).
Яго характарыстыкі - простая структура схемы кіравання, нізкі кошт, добрая механічная цвёрдасць і можа адпавядаць патрабаванням плыўнага рэгулявання хуткасці агульнай перадачы. Ён знайшоў шырокае прымяненне ў розных галінах прамысловасці.
Аднак на нізкіх частотах з-за нізкага выхаднога напружання на крутоўны момант значна ўплывае падзенне напружання супраціву статара, што зніжае максімальны выхадны крутоўны момант.
Акрамя таго, яго механічныя характарыстыкі не такія моцныя, як у рухавікоў пастаяннага току, а яго дынамічны крутоўны момант і прадукцыйнасць статычнага рэгулявання хуткасці не з'яўляюцца здавальняючымі. Акрамя таго, прадукцыйнасць сістэмы невысокая, крывая кіравання змяняецца з нагрузкай, рэакцыя крутоўнага моманту павольная, каэфіцыент выкарыстання крутоўнага моманту рухавіка невысокі, а прадукцыйнасць зніжаецца на нізкай хуткасці з-за наяўнасці супраціву статара і мёртвага інвертара эфект зоны, і стабільнасць пагаршаецца. Такім чынам, людзі вывучалі вектарнае кіраванне зменнай частатой рэгулявання хуткасці.
B. Метад кіравання прасторавым вектарам напружання (SVPWM).
Ён заснаваны на агульным эфекце генерацыі трохфазнага сігналу з мэтай набліжэння да ідэальнай кругавой траекторыі круцільнага магнітнага поля паветранага зазору рухавіка, генерацыі трохфазнага сігналу мадуляцыі за раз і кіравання ім такім чынам, упісанага многавугольніка, які апраксімуе акружнасць.
Пасля практычнага выкарыстання ён быў палепшаны, гэта значыць увядзенне частатнай кампенсацыі для ліквідацыі памылкі рэгулявання хуткасці; ацэнка амплітуды патоку праз зваротную сувязь для выключэння ўплыву супраціўлення статара на малых хуткасцях; замыканне контуру выхаднога напружання і току для павышэння дынамічнай дакладнасці і стабільнасці. Аднак існуе шмат звёнаў ланцугоў кіравання, а рэгуляванне крутоўнага моманту не прадугледжана, таму прадукцыйнасць сістэмы не была істотна палепшана.
C. Метад вектарнага кантролю (ВК).
Сутнасць у тым, каб зрабіць рухавік пераменнага току эквівалентным рухавіку пастаяннага току і самастойна кіраваць хуткасцю і магнітным полем. Кіруючы патокам ротара, ток статара раскладваецца для атрымання крутоўнага моманту і кампанентаў магнітнага поля, а пераўтварэнне каардынат выкарыстоўваецца для дасягнення артаганальнага або развязанага кіравання. Укараненне вектарнага метаду барацьбы мае эпахальнае значэнне. Аднак у практычных прымяненнях, паколькі паток ротара цяжка дакладна назіраць, на характарыстыкі сістэмы ў значнай ступені ўплываюць параметры рухавіка, а вектарнае пераўтварэнне кручэння, якое выкарыстоўваецца ў эквівалентным працэсе кіравання рухавіком пастаяннага току, адносна складанае, што ўскладняе фактычны кантрольны эфект для дасягнення ідэальнага выніку аналізу.
D. Метад прамога кантролю крутоўнага моманту (DTC).
У 1985 годзе прафесар ДэПенброк з Рурскага ўніверсітэта ў Германіі ўпершыню прапанаваў тэхналогію пераўтварэння частаты з прамым кіраваннем крутоўным момантам. Гэтая тэхналогія ў значнай ступені ліквідавала недахопы вышэйзгаданага вектарнага кіравання і была хутка распрацавана з новымі ідэямі кіравання, кароткай і зразумелай структурай сістэмы і выдатнымі дынамічнымі і статычнымі характарыстыкамі.
У цяперашні час гэтая тэхналогія паспяхова прымяняецца для магутнай перадачы пераменнага току цягі электравозаў. Прамое кіраванне крутоўным момантам непасрэдна аналізуе матэматычную мадэль рухавікоў пераменнага току ў сістэме каардынат статара і кіруе магнітным патокам і крутоўным момантам рухавіка. Не трэба прыраўноўваць рухавікі пераменнага току да рухавікоў пастаяннага току, ухіляючы такім чынам многія складаныя разлікі пры трансфармацыі вектарнага кручэння; яму не трэба імітаваць кіраванне рухавікамі пастаяннага току, а таксама не трэба спрашчаць матэматычную мадэль рухавікоў пераменнага току для развязкі.
E. Матрычны метад кіравання AC-AC
Пераўтварэнне частоты VVVF, пераўтварэнне частоты з вектарным кіраваннем і пераўтварэнне частоты з прамым кіраваннем крутоўным момантам - гэта ўсе тыпы пераўтварэння частоты AC-DC-AC. Іх агульнымі недахопамі з'яўляюцца нізкі каэфіцыент уваходнай магутнасці, вялікі гарманічны ток, вялікі кандэнсатар для назапашвання энергіі, неабходны для ланцуга пастаяннага току, і рэгенератыўная энергія не можа быць пададзена назад у электрасетку, гэта значыць, яна не можа працаваць у чатырох квадрантах.
Па гэтай прычыне з'явілася матрычнае пераўтварэнне частоты AC-AC. Паколькі матрычнае пераўтварэнне частоты пераменнага току ў пераменны ток выключае прамежкавае звяно пастаяннага току, яно выключае вялікі і дарагі электралітычны кандэнсатар. Ён можа дасягнуць каэфіцыента магутнасці 1, сінусоіднага ўваходнага току і можа працаваць у чатырох квадрантах, і сістэма мае высокую шчыльнасць магутнасці. Хоць гэтая тэхналогія яшчэ не развітая, яна ўсё яшчэ прыцягвае многіх навукоўцаў да правядзення глыбокіх даследаванняў. Яе сутнасць заключаецца не ва ўскосным кіраванні токам, магнітным патокам і іншымі велічынямі, а ў прамым выкарыстанні крутоўнага моманту ў якасці кіраванай велічыні для яго дасягнення.
3.Як пераўтваральнік частаты кіруе рухавіком? Як яны злучаны разам?
Праводка інвертара для кіравання рухавіком адносна простая, падобная на праводку кантактара, з трыма асноўнымі сілавымі лініямі, якія ўваходзяць і потым выходзяць з рухавіка, але налады больш складаныя, і спосабы кіравання інвертарам таксама розныя.
Перш за ўсё, што тычыцца клемы інвертара, хаця існуе мноства марак і розных спосабаў праводкі, клемы большасці інвертараў не моцна адрозніваюцца. Як правіла, падзяляюцца на ўваходы перамыкача наперад і назад, якія выкарыстоўваюцца для кіравання пускам рухавіка наперад і назад. Клемы зваротнай сувязі выкарыстоўваюцца для зваротнай сувязі аб працоўным стане рухавіка,уключаючы рабочую частату, хуткасць, стан няспраўнасці і г.д.
Для кіравання наладай хуткасці некаторыя пераўтваральнікі частаты выкарыстоўваюць патэнцыяметры, некаторыя - непасрэдна кнопкі, усе яны кіруюцца праз фізічную праводку. Іншы спосаб - выкарыстанне сеткі сувязі. Цяпер многія пераўтваральнікі частоты падтрымліваюць кантроль сувязі. Лінію сувязі можна выкарыстоўваць для кіравання запускам і прыпынкам, кручэннем наперад і назад, рэгуляваннем хуткасці і г.д. рухавіка. Пры гэтым зваротная інфармацыя таксама перадаецца праз сувязь.
4.Што адбываецца з выхадным момантам рухавіка пры змене хуткасці (частаты) яго кручэння?
Пускавы крутоўны момант і максімальны крутоўны момант пры кіраванні ад пераўтваральніка частоты меншыя, чым пры кіраванні непасрэдна ад крыніцы сілкавання.
Рухавік аказвае вялікае ўздзеянне пры запуску і паскарэнні пры сілкаванні ад крыніцы харчавання, але гэтыя ўздзеяння слабейшыя пры сілкаванні ад пераўтваральніка частоты. Непасрэдны запуск ад крыніцы харчавання будзе ствараць вялікі пускавы ток. Калі выкарыстоўваецца пераўтваральнік частоты, выхадное напружанне і частата пераўтваральніка частаты паступова дадаюцца да рухавіка, таму пускавы ток рухавіка і ўздзеянне меншыя. Звычайна крутоўны момант, які ствараецца рухавіком, памяншаецца па меры памяншэння частаты (памяншэння хуткасці). Фактычныя дадзеныя зніжэння будуць растлумачаны ў некаторых кіраўніцтвах па пераўтваральніку частоты.
Звычайны рухавік распрацаваны і выраблены для напружання 50 Гц, і яго намінальны крутоўны момант таксама прыведзены ў гэтым дыяпазоне напружання. Такім чынам, рэгуляванне хуткасці ніжэй за намінальную частату называецца рэгуляваннем хуткасці пастаяннага крутоўнага моманту. (T=Te, P<=Pe)
Калі выхадная частата пераўтваральніка частоты перавышае 50 Гц, крутоўны момант, які ствараецца рухавіком, памяншаецца ў лінейнай залежнасці, зваротна прапарцыйнай частаце.
Калі рухавік працуе з частатой большай за 50 Гц, неабходна ўлічваць памер нагрузкі рухавіка, каб прадухіліць недастатковы выхадны крутоўны момант рухавіка.
Напрыклад, крутоўны момант, які ствараецца рухавіком пры 100 Гц, зніжаецца прыкладна да 1/2 моманту, які ствараецца пры 50 Гц.
Такім чынам, рэгуляванне хуткасці вышэй за намінальную частату называецца рэгуляваннем хуткасці пастаяннай магутнасці. (P=Ue*Ie).
5. Прымяненне пераўтваральніка частоты вышэй за 50 Гц
Для канкрэтнага рухавіка яго намінальнае напружанне і намінальны ток пастаянныя.
Напрыклад, калі намінальныя значэнні інвертара і рухавіка: 15 кВт/380 В/30 А, рухавік можа працаваць з частатой вышэй за 50 Гц.
Калі хуткасць складае 50 Гц, выхадное напружанне інвертара складае 380 В, а ток - 30 А. У гэты час, калі выхадная частата павялічваецца да 60 Гц, максімальнае выхадное напружанне і ток інвертара могуць складаць толькі 380 В/30 А. Відавочна, што выхадная магутнасць застаецца нязменнай, таму мы называем гэта рэгуляваннем хуткасці пастаяннай магутнасці.
Які крутоўны момант у гэты час?
Паколькі P=wT(w; вуглавая хуткасць, T: крутоўны момант), паколькі P застаецца нязменным, а w павялічваецца, крутоўны момант будзе адпаведна памяншацца.
Мы таксама можам паглядзець на гэта з іншага боку:
Напружанне статара рухавіка роўна U=E+I*R (I — ток, R — электроннае супраціўленне, E — індукаваны патэнцыял).
Можна заўважыць, што калі U і I не змяняюцца, E таксама не змяняецца.
І E=k*f*X (k: пастаянная; f: частата; X: магнітны паток), таму, калі f змяняецца ад 50–>60 Гц, X будзе адпаведна памяншацца.
Для рухавіка T=K*I*X (K: пастаянная; I: ток; X: магнітны паток), таму крутоўны момант T будзе змяншацца па меры памяншэння магнітнага патоку X.
У той жа час, калі яна менш за 50 Гц, паколькі I*R вельмі малы, калі U/f=E/f не змяняецца, магнітны паток (X) з'яўляецца канстантай. Крутоўны момант T прапарцыйны току. Вось чаму магутнасць перагрузкі па току інвертара звычайна выкарыстоўваецца для апісання яго здольнасці да перагрузкі (крутоўнага моманту), і гэта называецца рэгуляваннем хуткасці пастаяннага крутоўнага моманту (намінальны ток застаецца нязменным -> максімальны крутоўны момант застаецца нязменным)
Выснова: калі выхадная частата інвертара павялічваецца вышэй за 50 Гц, выхадны крутоўны момант рухавіка паменшыцца.
6.Іншыя фактары, звязаныя з выхадным крутоўным момантам
Магутнасць выпрацоўкі цяпла і рассейвання цяпла вызначаюць магутнасць выхаднога току інвертара, што ўплывае на магутнасць выхаднога крутоўнага моманту інвертара.
1. Нясучая частата: Намінальны ток, пазначаны на інвертары, як правіла, з'яўляецца значэннем, якое можа забяспечыць бесперапынны выхад на самай высокай нясучай частаце і самай высокай тэмпературы навакольнага асяроддзя. Зніжэнне апорнай частаты не паўплывае на ток рухавіка. Аднак цеплавыдзяленне кампанентаў будзе зніжана.
2. Тэмпература навакольнага асяроддзя: гэтак жа, як і значэнне току абароны інвертара, не будзе павялічвацца, калі тэмпература навакольнага асяроддзя вызначана як адносна нізкая.
3. Вышыня над узроўнем мора: павелічэнне вышыні ўплывае на цеплаадвод і характарыстыкі ізаляцыі. Як правіла, гэта можна ігнараваць ніжэй за 1000 м, а ёмістасць можна паменшыць на 5% на кожныя 1000 метраў вышэй.
7. Якая адпаведная частата для пераўтваральніка частоты для кіравання рухавіком?
У прыведзеным вышэй зводцы мы даведаліся, чаму інвертар выкарыстоўваецца для кіравання рухавіком, а таксама зразумелі, як інвертар кіруе рухавіком. Інвертар кіруе рухавіком, што можна абагульніць наступным чынам:
Па-першае, інвертар кантралюе пускавое напружанне і частату рухавіка для дасягнення плыўнага запуску і плыўнай прыпынку;
Па-другое, інвертар выкарыстоўваецца для рэгулявання хуткасці рухавіка, а хуткасць рухавіка рэгулюецца шляхам змены частаты.
Рухавік з пастаяннымі магнітамі Anhui Mingtengпрадукты кіруюцца інвертарам. У дыяпазоне нагрузак 25%-120% яны маюць больш высокі ККД і больш шырокі працоўны дыяпазон, чым асінхронныя рухавікі тых жа характарыстык, а таксама маюць значны энергазберагальны эфект.
Нашы прафесійныя спецыялісты падбяруць больш прыдатны інвертар у адпаведнасці з канкрэтнымі ўмовамі працы і рэальнымі патрэбамі кліентаў, каб дасягнуць лепшага кантролю над рухавіком і максымізаваць прадукцыйнасць рухавіка. Акрамя таго, наш аддзел тэхнічнага абслугоўвання можа дыстанцыйна накіроўваць кліентаў па ўсталёўцы і адладцы інвертара, а таксама рэалізаваць усебаковае назіранне і абслугоўванне да і пасля продажу.
Аўтарскія правы: гэты артыкул з'яўляецца перадрукам агульнадаступнага нумара WeChat «Тэхнічнае навучанне», арыгінальная спасылка https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA
Гэты артыкул не адлюстроўвае погляды нашай кампаніі. Калі ў вас ёсць розныя меркаванні або погляды, выпраўце нас!
Час публікацыі: 9 верасня 2024 г