Dažnio keitiklio veikimo principas ir jo pasirinkimo kriterijai vartotojui

Trumpas dažnio keitiklio, kaip asinchroninio elektros variklio valdymo įrenginio, paskirties, veikimo principo ir kriterijų aprašymas.

Voverės narvelio indukcinis variklis šiandien tai pats masyviausias ir patikimiausias įvairių mašinų ir mechanizmų valdymo įrenginys. Bet kiekvienas medalis turi ir atvirkštinę pusę.

Du pagrindiniai indukcinio variklio trūkumai yra tai, kad neįmanoma padaryti paprasto rotoriaus greičio valdymas, labai didelė paleidimo srovė - penkis, septynis kartus didesnė už vardinę. Jei naudojami tik mechaniniai valdymo įtaisai, šie trūkumai lemia didelius energijos nuostolius ir smūgines mechanines apkrovas. Tai itin neigiamai veikia įrangos tarnavimo laiką.

Dažnio keitiklis

Dėl šios krypties tyrimų gimė nauja prietaisų klasė, kuri leidžia šias problemas spręsti ne mechaniškai, o elektroniniu būdu.

Dažnio keitiklis su impulsų pločio valdymu (PE su PWM) sumažina įsijungimo sroves 4-5 kartus. Jis užtikrina sklandų indukcinio variklio paleidimą ir valdo pavarą pagal tam tikrą įtampos / dažnio santykį.

Dažnio keitiklis leidžia sutaupyti iki 50 % energijos. Atsiranda galimybė leisti grįžtamąjį ryšį tarp gretimų įrenginių, t.y. savarankiškai susireguliuojanti įranga užduočiai atlikti ir visos sistemos veikimo sąlygų keitimas.

Dažnio keitiklio veikimo principas

PWM dažnio keitiklis yra dvigubos konversijos keitiklis… Pirmiausia tinklo įtampa 220 arba 380 V išlyginama įėjimo diodiniu tilteliu, po to išlyginama ir filtruojama naudojant kondensatorius.

Tai pirmasis transformacijos etapas. Antrame etape iš nuolatinės įtampos, naudojant valdymo mikroschemas ir išėjimo tiltelį IGBT jungikliai, susidaro tam tikro dažnio ir darbo ciklo PWM seka. Dažnio keitiklio išvestyje išduodami stačiakampių impulsų paketai, tačiau dėl indukcinio variklio statoriaus apvijų induktyvumo jie integruojami ir galiausiai virsta įtampa, artima sinusoidei.

Asinchroninio elektros variklio su dažniniu greičio reguliavimu mechaninės charakteristikos: a — sujungimo schema; b — apkrovos, turinčios pastovų statinį pasipriešinimo momentą, charakteristikos; c — ventiliatoriaus apkrovos charakteristikos; d — statinės apkrovos sukimo momento charakteristikos, atvirkščiai proporcingos kampiniam sukimosi greičiui.

Tipiška dažnio keitiklio įjungimo grandinė Maitinimo linijų (kabelių) sujungimo dažnio keitiklio grandinėje pavyzdys

Dažnio keitiklių pasirinkimo kriterijai

Funkcijų pasirinkimas Kiekvienas gamintojas stengiasi įgyti konkurencinį pranašumą rinkoje. Pirmoji taisyklė norint padidinti pardavimus – maža kaina. Todėl gamintojas stengiasi į savo gaminį įtraukti tik būtinas funkcijas. O likusieji siūlomi kaip pasirinkimai. Prieš pirkdami dažnio keitiklį, nuspręskite, kokių funkcijų jums reikia. Verta pasirinkti įrenginį, kuris turi daugumą būtinų funkcijų bazinėje versijoje.

Kontrolės būdu

Nedelsdami išmeskite tuos keitiklius, kurie nėra tinkami pagal galią, veikimo tipą, perkrovos galią ir kt. Atsižvelgdami į valdymo tipą, turite nuspręsti, ką pasirinkti, skaliarinis arba vektorinis valdymas.

Dauguma šiuolaikinių dažnio keitiklių įgyvendina vektorinį valdymą, tačiau tokie dažnio keitikliai yra brangesni nei skaliariniai dažnio keitikliai.

Vektorinis valdymas leidžia tiksliau valdyti sumažinant statinę paklaidą. Skaliarinis režimas palaiko tik pastovų išėjimo įtampos ir išėjimo dažnio santykį, tačiau, pavyzdžiui, ventiliatoriams to visiškai pakanka.

Nuo pat atsiradimo vektorinis valdymas tapo itin populiaria indukcinių variklių valdymo strategija. Šiuo metu dauguma dažnio keitiklių įgyvendina vektorinį valdymą arba net be jutiklių vektorinį valdymą (ši tendencija pastebima dažnio keitikliuose, kurie iš pradžių įgyvendina skaliarinį valdymą ir neturi gnybtų greičio jutikliui prijungti).

Pagrindinis vektorinio valdymo principas yra atskiras nepriklausomas variklio įmagnetinimo srovės ir kvadratinės srovės reguliavimas, kuriam proporcingas mechaninis veleno sukimo momentas. Įmagnetinimo srovė nustato rotoriaus nulinio srauto jungties vertę ir palaikoma pastovi.

Kai greitis stabilizuojasi, kvadratinė srovės kontrolinė vertė sukuriama naudojant atskirą PI valdiklį, kurio įvestis yra neatitikimas tarp norimo ir išmatuoto variklio greičio. Taigi kvadratinė srovė visada nustatoma iki minimalaus lygio, kad būtų užtikrintas pakankamas mechaninis sukimo momentas nustatytam greičiui palaikyti. Todėl vektorinis valdymas turi didelį energijos vartojimo efektyvumą.

Per valdžią

Jei įrangos galia yra maždaug vienoda, tuomet rinkitės tos pačios įmonės keitiklius, kurių talpa pagal maksimalios apkrovos galią. Tai užtikrins pakeičiamumą ir supaprastins įrangos priežiūrą. Rekomenduojama, kad pasirinkto dažnio keitiklio aptarnavimo centras būtų jūsų mieste.

Per tinklo įtampą

Visada rinkitės keitiklį su kuo platesniu įtampos diapazonu, tiek žemyn, tiek aukštyn. Faktas yra tas, kad vietiniams tinklams pats žodis standartas gali sukelti tik juoką pro ašaras. Jei dėl žemos įtampos dažnio keitiklis greičiausiai sustos, tai dėl padidėjusios įtampos gali sprogti tinklo elektrolitiniai kondensatoriai ir sugesti įrenginio įvestis.

Pagal dažnio reguliavimo diapazoną

Viršutinė dažnio reguliavimo riba yra svarbi naudojant variklius su aukštu vardiniu darbiniu dažniu, pvz., šlifuoklius (1000 Hz ar daugiau).Įsitikinkite, kad dažnių diapazonas atitinka jūsų poreikius. Apatinė riba apibrėžia važiavimo greičio reguliavimo diapazoną. Standartas yra 1:10. Jei reikia platesnio asortimento, rinkitės tik vektorinį valdymą, pavaros parametrų teiraukitės gamintojo. Net nurodyta 0 Hz riba negarantuoja stabilaus pavaros veikimo.

Pagal valdymo įėjimų skaičių

Atskiros įvestys reikalingos valdymo komandoms įvesti (paleisti, sustabdyti, atbulinėti, sustabdyti ir kt.). Analoginiai įėjimai reikalingi grįžtamojo ryšio signalams (pavaros nustatymas ir nustatymas veikimo metu). Skaitmeniniai įėjimai reikalingi aukšto dažnio signalams įvesti iš skaitmeninių greičio ir padėties jutiklių (kodavimo įrenginiai). Įėjimų skaičius niekada negali būti per didelis, bet kuo daugiau įėjimų, tuo sudėtingesnė sistema gali būti sukurta ir tuo ji brangesnė.

Pagal išvesties signalų skaičių

Diskretūs išėjimai naudojami signalams išvesti įvairiems įvykiams (pavojaus signalui, perkaitimui, įėjimo įtampai virš arba žemiau lygio, klaidos signalui ir kt.). Analoginiai išėjimai naudojami kuriant sudėtingas grįžtamojo ryšio sistemas. Pasirinkimo rekomendacijos yra panašios į ankstesnę pastraipą.

Valdymo magistralė

Įranga, kuria valdysite dažnio keitiklį, turi turėti tokią pat magistralę ir įėjimų/išėjimų skaičių kaip ir pasirinktas dažnio keitiklis. Palikite šiek tiek vietos įvestims ir išvestims būsimiems atnaujinimams.

Pagal garantiją

Garantinis laikotarpis netiesiogiai leidžia įvertinti dažnio keitiklio patikimumą. Natūralu, kad dažnio keitiklį reikėtų rinktis su ilgalaikiu planu.Kai kurie gamintojai specialiai numato pažeidimo atvejus, kuriems garantija netaikoma. Visada atidžiai perskaitykite dokumentaciją ir ieškokite internete įrangos modelių ir gamintojų apžvalgų. Tai padės jums padaryti teisingą pasirinkimą. Negailėkite pinigų kokybiškam aptarnavimui ir personalo mokymui.

Dažnio keitiklis ant stovo

Perkrovos pajėgumas

Pirmuoju apytiksliu būdu dažnio keitiklio galia turėtų būti parinkta 10-15% didesnė už variklio galią. Keitiklio srovė turi būti didesnė už vardinę variklio srovę ir šiek tiek didesnė už galimų perkrovų srovę.

Konkretaus mechanizmo aprašyme dažniausiai nurodomos perkrovos srovės ir jų tekėjimo trukmė. Skaitykite dokumentaciją! Taip jus linksmins ir galbūt išvengsite įrangos sugadinimo ateityje. Jei pavarai taip pat būdingos smūginės (pikinės) apkrovos (apkraunamos 2-3 sekundes), tuomet reikia pasirinkti didžiausios srovės keitiklį. Vėl paimkite 10% maržą.
Taip pat žiūrėkite šia tema: VLT AQUA Drive dažnio keitikliai siurblių agregatams