Unitate de frecvență: descriere și recenzii

Reglarea prin unitatea de frecvență permite utilizarea unui convertor special pentru a schimba în mod flexibil modurile de funcționare ale motorului electric: porniți, opriți, accelerați, decelerați, schimbați viteza de rotație.

Schimbarea frecvenței tensiunii de alimentare duce la o modificare a vitezei unghiulare a câmpului magnetic al statorului. Când frecvența scade, turația motorului scade, iar alunecarea crește.

Principiul de funcționare al convertizorului de frecvență de acționare

Principalul dezavantaj al motoarelor asincrone este dificultatea controlului vitezei prin metode tradiționale: schimbarea tensiunii de alimentare și introducerea unor rezistențe suplimentare în circuitul de înfășurare. Mai perfect este unitatea de frecvență a motorului electric. Până recent, convertoarele erau scumpe, dar apariția tranzistorilor IGBT și a sistemelor de control microprocesor le-a permis producătorilor străini să creeze dispozitive accesibile. Cele mai perfecte acum sunt convertoarele de frecvență statice.

Viteza unghiulară a câmpului magnetic stator ω ₀ variază proporțional cu frecvența ƒ ₁ în conformitate cu formula:

Ω ₀ = 2π × ƒ ₁ / p,

Unde p este numărul de perechi de poli.

Metoda oferă un control rapid al vitezei. Viteza de alunecare a motorului nu crește.

Pentru a obține parametrii de putere ridicat ai motorului - EFICIENȚA, factorul de putere și capacitatea de suprasarcină, împreună cu schimbarea frecvenței tensiunea de alimentare pentru anumite dependențe:

• Moment de incarcare constanta - U ₁ / ƒ ₁ = const;
• Caracterul fan al momentului de încărcare - U ₁ / ƒ ₁ ² = const;
• Momentul de încărcare invers proporțional cu viteza este U ₁ / √ ƒ ₁ = const.

Aceste funcții sunt implementate folosind un convertor care modifică simultan frecvența și tensiunea pe statorul motorului. Electricitatea este salvată prin reglare cu ajutorul variabilei de proces necesare: presiunea pompei, ieșirea ventilatorului, viteza de avans a mașinii etc. Parametrii se schimbă fără probleme.

Metode de control al frecvenței motoarelor asincrone și sincrone

Într-o unitate controlată de frecvență, bazată pe motoare asincrone, cu un rotor cu carlige vechi, se folosesc două metode de control: scalar și vector. În primul caz, amplitudinea și frecvența tensiunii de alimentare se schimbă simultan.

Acest lucru este necesar pentru a menține performanța motorului, cel mai adesea - un raport constant al cuplului său maxim până la momentul rezistenței pe arbore. Ca rezultat, eficiența și factorul de putere rămân constante pe întreaga gamă de rotație.

Controlul vectorial este schimbarea simultană a amplitudinii și fazei curentului de pe stator.

Unitatea de frecvență a motorului sincron funcționează numai pentru sarcini mici, a căror creștere este mai mare decât valorile admise, sincronismul poate fi încălcat.

Avantajele unității de frecvență

Controlul frecvenței are o gamă largă de avantaje față de alte metode.

1. Automatizarea motorului și a proceselor de producție.
2. Începerea ușoară, eliminând erorile tipice care apar în timpul accelerării motorului. Creșteți fiabilitatea frecvenței de antrenare și a echipamentului datorită suprasarcinii reduse.
3. Creșteți economia de funcționare și performanța motorului în general.
4. Crearea unei viteze constante a motorului indiferent de natura încărcăturii, care este importantă pentru procesele tranzitorii. Utilizarea feedback-ului face posibilă menținerea unei viteze constante a motorului sub diferite perturbații, în special în cazul sarcinilor variabile.
5. Convertoarele sunt ușor integrate în sistemele tehnice existente, fără alterarea semnificativă și oprirea proceselor tehnologice. Gama de capacități este mare, dar cu creșterea lor prețurile sunt în mod semnificativ în creștere.
6. Abilitatea de a abandona variatoare, reductoare, inductori și alte echipamente de control sau extindeți domeniul aplicației lor. Acest lucru duce la economii semnificative de energie.
7. Eliminarea efectului nociv al tranzitorilor asupra echipamentelor de proces, cum ar fi șocurile hidraulice sau creșterea presiunii lichidului în conducte, cu scăderea consumului pe timp de noapte.

deficiențe

Ca toate invertoarele, frecvențele sunt surse de interferență. Trebuie să instaleze filtre.

Costul mărcilor este ridicat. Se mărește semnificativ cu creșterea capacității aparatului.

Controlul frecvenței pentru transportul lichidelor

În locurile în care sunt pompate apa și alte lichide, controlul debitului se face în cea mai mare parte cu supape și supape. În prezent, o direcție promițătoare este folosirea unității de frecvență a unei pompe sau a unui ventilator care acționează lamele.

Utilizarea convertizorului de frecvență ca alternativă la accelerație oferă un efect de economisire a energiei de până la 75%. Supapa, care împiedică curgerea lichidului, nu efectuează lucrări utile. În același timp, pierderile de energie și substanțe la transport sunt în creștere.

Unitatea de frecvență face posibilă menținerea unei presiuni constante la consumator atunci când debitul fluidului se schimbă. Un semnal de presiune este aplicat de senzorul de presiune la unitate, care modifică turația motorului și reglează astfel viteza acestuia, menținând debitul setat.

Gestionarea unităților de pompare se face prin schimbarea productivității acestora. Consumul de energie la pompă se află în dependență cubică de turația de ieșire sau de roată. Dacă viteza este redusă cu un factor de 2, ieșirea pompei va scădea de 8 ori. Disponibilitatea unui program zilnic de consum de apă vă permite să determinați economiile de energie pentru această perioadă, dacă gestionați unitatea de frecvență. Datorită acestui fapt, este posibilă automatizarea stației de pompare și optimizarea presiunii apei în rețele.

Funcționarea sistemelor de ventilație și aer condiționat

Debitul maxim de aer în sistemele de ventilație nu este întotdeauna necesar. Condițiile de funcționare pot necesita degradarea performanțelor. În mod tradițional, pentru aceasta se utilizează reglajul, când viteza roții rămâne constantă. Este mai convenabil să schimbați fluxul de aer datorită driverei controlate de frecvență, când se schimbă condițiile sezoniere și climatice, căldura, umiditatea, vaporii și gazele nocive.

Economiile de energie în sistemele de ventilație și de climatizare sunt realizate nu mai puțin decât pentru stațiile de pompare, deoarece consumul de energie al rotației arborelui se află în dependență cubică de rotații.

Convertizor de frecvență

Unitatea de frecvență modernă este proiectată în conformitate cu schema unui convertor dublu. Se compune dintr-un redresor și un invertor puls cu un sistem de control.

După rectificarea tensiunii de rețea, semnalul este netezit de un filtru și alimentat de la un invertor cu șase întrerupătoare tranzistorice, fiecare dintre ele fiind conectat la înfășurările statorului unui motor de inducție. Unitatea convertește semnalul rectificat în frecvență și amplitudine necesare în trei faze. Transformatoarele IGBT de putere pe etapele de ieșire au o frecvență mare de comutare și furnizează un semnal dreptunghiular clar fără distorsiuni. Datorită proprietăților de filtrare a înfășurărilor motorului, forma curbei actuale la ieșirea lor rămâne sinusoidal.

Metode de reglare a amplitudinii semnalului

Tensiunea de ieșire este reglementată prin două metode:

1. Amplitudinea - schimbarea valorii tensiunii.
2. Modularea lățimii impulsurilor este o metodă de conversie a unui semnal puls, la care se modifică durata acesteia, iar frecvența rămâne neschimbată. Aici puterea depinde de lățimea impulsului.

A doua metodă este cea mai des utilizată în legătură cu dezvoltarea tehnologiei microprocesoare. Invertoarele moderne sunt fabricate pe baza unor tiristoare GTO sau tranzistoare IGBT.

Posibilități și aplicații ale convertoarelor

Unitatea de frecvență are multe posibilități.

1. Reglarea frecvenței tensiunii de alimentare trifazate de la zero la 400 Hz.
2. Accelerarea sau frânarea motorului de la 0,01 sec. Până la 50 de minute. Conform unei legi date din timp (de obicei liniară). La overclockare este posibilă nu numai scăderea, dar și creșterea până la 150% din momentele dinamice și de pornire.
3. Inversați motorul cu modurile de frânare și accelerație specificate la viteza dorită în cealaltă direcție.
4. Convertoarele utilizează o protecție electronică configurabilă împotriva scurtcircuitelor, supraîncărcărilor, scurgerilor de pământ și întreruperilor liniei electrice.
5. Afișajele digitale ale convertoarelor prezintă date despre parametrii lor: frecvența, tensiunea, viteza, curentul etc.
6. În convertoare, caracteristicile de frecvență de voltaj sunt reglate în funcție de încărcările necesare pentru motoare. Funcțiile sistemelor de control bazate pe ele sunt furnizate de controlere încorporate.
7. Pentru frecvențele joase este important să se folosească control vectorial, care să permită lucrul cu întregul moment al motorului, să mențină o viteză constantă cu sarcini în schimbare, să monitorizeze momentul pe arbore. Drive-ul controlat de frecvență funcționează bine cu introducerea corectă a datelor pașaportului motorului și după testarea cu succes. Produsele companiilor HYUNDAI, Sanyu și alții sunt cunoscute.

Domeniile de aplicare ale convertoarelor sunt următoarele:

• Pompe în sistemele de apă caldă și rece și sisteme de alimentare cu căldură;
• Pompe de nisip și pulpă de concentrat;
• Sisteme de transport: transportoare, mese de role și alte mijloace;
• Mixere, mori, concasoare, extruderi, dozatoare, alimentatoare;
• de centrifugare;
• lifturi;
• Echipament metalurgic;
• Echipamente de foraj;
• Acționări electrice ale mașinilor-unelte;
• Echipamente pentru excavatoare și macarale, mecanisme de manipulare.

Producători de convertoare de frecvență, recenzii

Producătorul intern a început deja să producă produse care sunt potrivite pentru utilizatori în ceea ce privește calitatea și prețul. Avantajul este abilitatea de a obține rapid mașina potrivită, precum și sfaturi detaliate privind personalizarea.

Compania "Effective Systems" produce produse de serie și loturi experimentale de echipamente. Produsele sunt utilizate pentru uz casnic, în întreprinderi mici și în industrie. Producătorul "Vesper" produce șapte serii de convertoare, dintre care există multifuncțional, potrivit pentru majoritatea mecanismelor industriale.

Liderul în producția de chastotniki este compania daneză Danfoss. Produsele sale sunt utilizate în sistemele de ventilație, aer condiționat, alimentare cu apă și încălzire. Compania finlandeză Vacon, care face parte din compania daneză, produce structuri modulare din care este posibilă construirea dispozitivelor necesare fără detalii inutile, care economisesc componente. Se cunosc și transformatorii din concernul internațional ABB, utilizați în industrie și în viața de zi cu zi.

Judecând după feedback, convertoarele interne ieftine pot fi folosite pentru a rezolva probleme tipice simple, iar pentru cele complexe este nevoie de un brand cu mult mai multe setări.

concluzie

Unitatea de frecvență comandă motorul electric prin schimbarea frecvenței și a amplitudinii tensiunii de alimentare, protejându-l de defecțiuni: supraîncărcări, scurtcircuite, întreruperi în rețeaua de alimentare. Aceste acționări electrice efectuează trei funcții principale legate de accelerație, frânare și turația motorului. Acest lucru vă permite să îmbunătățiți eficiența echipamentelor în multe domenii ale tehnologiei.