Задвижване с честота: описание и отзиви

Регулирането чрез честотно задвижване позволява използването на специален преобразувател за гъвкаво променяне на режимите на работа на електрическия мотор: стартиране, спиране, ускоряване, забавяне, промяна на скоростта на въртене.

Промяната на честотата на захранващото напрежение води до промяна в ъгловата скорост на статорното магнитно поле. Когато честотата намалява, скоростта на двигателя намалява и плъзгането се увеличава.

Принципът на работа на честотния преобразувател на задвижването

Основният недостатък на асинхронните двигатели е трудността при контрол на скоростта по традиционни методи: промяна на захранващото напрежение и въвеждане на допълнителни съпротивления в намотката. По-перфектен е честотното задвижване на електрическия мотор. Доскоро преобразувателите бяха скъпи, но появата на IGBT-транзистори и микропроцесорни системи за контрол позволиха на чуждестранните производители да създават достъпни устройства. Най-съвършените сега са статични честотни преобразуватели.

Ъглова скорост магнитно поле на статора омега₀ варира пропорционално на честотата ƒ₁ в съответствие с формулата:

омега₀ = 2pi- × ƒ₁/ p,

където p е броят на двойките полюси.

Методът осигурява плавен контрол на скоростта. В същото време скоростта на приплъзване на двигателя не се увеличава.

За постигане на високи параметри на мощността на двигателя - ЕФЕКТИВНОСТ, фактор на мощността и способност за претоварване, заедно с честотата промяна на захранващото напрежение за някои зависимости:

• постоянен въртящ момент на натоварване - U₁/ ƒ₁= const;
• фен характер на момента на зареждане - U₁/ ƒ₁²= const;
• момент на натоварване обратно пропорционален на скоростта - U₁/ radic- ƒ₁ = const.

Тези функции се реализират с помощта на преобразувател, който едновременно променя честотата и напрежението върху статора на двигателя. Електричеството се запазва чрез регулиране с помощта на необходимия технологичен параметър: налягане на помпата, изходящ вентилатор, скорост на подаване на машината и др. Параметрите се променят плавно.

Методи за управление на честотата на асинхронни и синхронни електродвигатели

При задвижване, управлявано с честота, базирано на асинхронни двигатели с ротор с катерици, се използват два метода за контрол: скаларни и векторни. В първия случай амплитудата и честотата на захранващото напрежение се променят едновременно.

Това е необходимо за поддържане на работата на двигателя, най-често - постоянно съотношение на максималния му въртящ момент към момента на съпротивление на вала. В резултат ефективността и коефициентът на мощността остават постоянни за целия диапазон на въртене.

Векторният контрол е едновременната промяна в амплитудата и фазата на тока върху статора.

Честотата на синхронен двигател работи само при малки товари, чийто растеж е по-висок от допустимите стойности, синхронизацията може да бъде нарушена.

Предимства на честотата

Контролът на честотата има цял набор от предимства пред другите методи.

1. Автоматизация на двигателя и производствени процеси.
2. Гладко начало, което премахва типичните грешки, които се случват по време на ускорението на двигателя. Увеличете надеждността на честотата и оборудването на задвижването поради намаленото претоварване.
3. Подобряване на икономията и ефективността на устройството като цяло.
4. Създаване на постоянна скорост на двигателя, независимо от естеството на товара, което е важно за преходните процеси. Използването на обратна връзка позволява да се поддържа постоянна скорост на двигателя при различни смущения, по-специално при променливи товари.
5. Преобразувателите лесно се интегрират в съществуващите технически системи без съществено изменение и спиране на технологичните процеси. Обхватът на капацитета е голям, но с увеличаването на цените значително.
6. Възможност за изоставяне на вариатори, редуктори, индуктори и друго контролно оборудване или разширяване на обхвата на приложенията. Това осигурява значителни икономии на енергия.
7. Елиминиране на вредния ефект на преходните процеси върху технологичното оборудване, като например хидравличен шок или повишено налягане на течността в тръбопроводите с намаляване на потреблението му през нощта.

недостатъци

Подобно на всички инвертори честотите са източници на смущения. Трябва да инсталират филтри.

Цената на марките е висока. Тя се увеличава значително, когато мощността на апарата се увеличава.

Честотен контрол при транспортиране на течности

В местата, където се изпомпват вода и други течности, управлението на потока се извършва предимно с клапани и клапани. Понастоящем обещаващата посока е използването на честотно задвижване на помпа или вентилатор, управляващ лопатките им.

Използването на честотен преобразувател като алтернатива на дросела осигурява енергоспестяващ ефект до 75%. Вентилът, който ограничава течността, не изпълнява полезна работа. В същото време загубите на енергия и вещества се увеличават за транспортиране.

Честовото задвижване позволява на потребителя да поддържа постоянно налягане при смяна на дебита на течността. Сензорът за налягане получава сигнал към задвижването, който променя скоростта на двигателя и по този начин регулира неговата скорост, поддържайки зададения дебит.

Управлението на помпените агрегати се извършва чрез промяна на тяхната производителност. Консумацията на енергия в помпата е в зависимост от изхода или скоростта на колелото. Ако скоростта се намали с 2 пъти, изходът на помпата ще спадне 8 пъти. Наличието на дневен график за потребление на вода ни позволява да определим икономиите на енергия за този период, ако управляваме честотните устройства. Поради това е възможно да се автоматизира помпената станция и по този начин да се оптимизира налягането на водата в мрежите.

Експлоатация на вентилационни и климатични системи

Не винаги е необходим максимален въздушен поток във вентилационните системи. Условията на работа може да изискват деградация на работата. Традиционно, за това се използва дроселиране, когато скоростта на колелото остава постоянна. По-удобно е да промените въздушния поток, дължащ се на задвижването, управлявано с честота, когато се променят сезонните и климатичните условия, топлината, влагата, изпаренията и вредните газове.

Спестяванията на електроенергия във вентилационните и климатичните системи се постигат не по-ниски от тези за помпени станции, тъй като консумацията на енергия при въртенето на вала е в кубична зависимост от оборотите.

Устройство за честотно преобразуване

Модерният честотен задвижващ механизъм е подреден съгласно схемата на двоен конвертор. Състои се от токоизправител и импулсен инвертор с контролна система.

След поправяне на мрежовото напрежение, сигналът се заглажда от филтър и се подава към инвертор с шест транзисторни превключватели, като всеки от тях е свързан към намотките на статора на индукционния двигател. Уредът преобразува ректифицирания сигнал в трифазна желана честота и амплитуда. Мощните IGBT транзистори на изходните етапи имат висока честота на превключване и осигуряват ясен правоъгълен сигнал без изкривяване. Благодарение на филтриращите свойства на намотките на двигателя, формата на кривата на тока при изхода им остава синусоидална.

Методи за регулиране на амплитудата на сигнала

Изходното напрежение се регулира по два начина:

1. Амплитуда - промяна в стойността на напрежението.
2. Модулацията на широчината на импулса е метод за преобразуване на импулсен сигнал, при който неговата продължителност се променя и честотата остава непроменена. Тук мощността зависи от ширината на импулса.

Вторият метод е най-често използван във връзка с развитието на микропроцесорна технология. Съвременните инвертори се произвеждат на базата на заключващи се GTO-тиристори или IGBT-транзистори.

Възможности и приложение на конвертори

Честотата на предаване има много възможности.

1. Честотна регулация на трифазно захранващо напрежение от нула до 400 Hz.
2. Ускорение или спиране на двигателя от 0,01 сек. до 50 минути. според даден закон от време (обикновено линеен). При овърклок е възможно не само да се намали, но и да се увеличи до 150% от динамичните и началните моменти.
3. Обърнете двигателя с определените режими на спиране и ускорение до желаната скорост в другата посока.
4. Преобразувателите използват конфигурируема електронна защита срещу късо съединение, претоварване, изтичане на земни маси и прекъсвания на електрическата мрежа.
5. Цифровите дисплеи на преобразувателите показват данни за техните параметри: честота, напрежение, скорост, ток и др.
6. В преобразувателите характеристиките на волт-честотата се регулират в зависимост от това какви натоварвания се изискват за двигателите. Функциите на управляващите системи, базирани на тях, се осигуряват от вградени контролери.
7. При ниски честоти е важно да се използва векторно управление, което позволява да се работи с пълния момент на двигателя, да се поддържа постоянна скорост с променящи се натоварвания, да се наблюдава въртящият момент на вала. Задвижването, управлявано с честота, работи добре, когато данните за мотора са въведени правилно и след успешно тестване. Продуктите на фирмите HYUNDAI, Sanyu и други са известни.

Областите на приложение на конверторите са, както следва:

• помпи в системи за гореща и студена вода и топлоснабдяване;
• Суспензии, пясъчни и пулпни помпи на концентриращи растения;
• транспортни системи: конвейери, ролкови маси и други средства;
• смесители, мелници, трошачки, екструдери, дозатори, захранващи устройства;
• центрофуга;
• асансьори;
• металургично оборудване;
• сондажно оборудване;
• Електрически задвижвания на металорежещи машини;
• оборудване за багери и кранове, механизми за манипулатори.

Производители на честотни преобразуватели, прегледи

Вътрешният производител вече е започнал да произвежда продукти, които са подходящи за потребителите по отношение на качество и цена. Предимството е възможността бързо да получите правилната машина, както и подробни съвети за персонализиране.

Компанията "Ефективни системи" произвежда серийни продукти и експериментални партиди оборудване. Продуктите се използват за домашна употреба, в малкия бизнес и в промишлеността. Производител "Vesper" произвежда седем серии преобразуватели, сред които има многофункционални, подходящи за повечето индустриални механизми.

Лидер в производството на частотки е датската компания Данфосс. Продуктите му се използват във вентилацията, климатизацията, водоснабдяването и отоплителните системи. Финландската фирма Vacon, която е част от датската компания, произвежда модулни структури, от които е възможно да се съставят необходимите устройства без ненужни подробности, което спестява компоненти. Трансформаторите на международната концерна ABB, използвани в промишлеността и в ежедневието, също са известни.

Съдейки по рецензиите, евтини местни конвертори могат да бъдат използвани за решаване на обикновени типични задачи, а за сложни такива е необходима марка с много повече настройки.

заключение

Честотата на задвижване управлява мотора, като променя честотата и амплитудата на захранващото напрежение, като същевременно го защитава от неизправности: претоварване, късо съединение, прекъсвания в мрежата. сходен електрически задвижвания изпълнява три основни функции, свързани с ускорението, спирането и скоростта на двигателя. Това позволява да се повиши ефективността на оборудването в много области на технологиите.