Unitate de frecvență: descriere și recenzii

Reglarea cu unitate de frecvență permite utilizarea unui convertor special pentru a schimba flexibil modurile de funcționare ale motorului electric: pornire, oprire, accelerare, decelerare, schimbarea vitezei de rotație.

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

Principiul de funcționare al convertorului de frecvență de acționare

Principalul dezavantaj este complexitatea motoarelor asincrone de reglare a vitezei metode convenționale: schimbarea tensiunii de alimentare și introducerea de înfășurări suplimentare în rezistențele de circuit. Mai perfect este unitatea de frecvență a motorului electric. Până de curând, convertoare scumpe, dar aspectul de IGBT-tranzistori și sisteme de control cu ​​microprocesor a permis producătorilor străini pentru a crea un cost accesibil al dispozitivului. Cele mai perfecte sunt acum statice convertoare de frecvență.

Viteză unghiulară câmpul magnetic al statorului omega-₀ variază proporțional cu frecvența ƒ₁ în conformitate cu formula:

omega-₀ = 2pi- × ƒ₁/ p,

unde p este numărul de perechi de poli.

Metoda oferă un control rapid al vitezei. În același timp, 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 frecvența modifică tensiunea de alimentare pentru anumite dependențe:

• cuplu constant de încărcare - U₁/ ƒ₁= const;
• caracterul fan al momentului de încărcare - U₁/ ƒ₁²= const;
• timpul de încărcare invers proporțional cu viteza - U₁/ radic- ƒ₁ = const.

Aceste funcții sunt realizate utilizând un convertor care modifică simultan frecvența și tensiunea pe statorul motorului. Conservând putere prin controlul prin intermediul parametrilor de proces necesare: pompa de presiune, capacitatea ventilatorului, viteza de alimentare a mașinii etc. Parametrii variază lin ..

Metode de control al frecvenței motoarelor electrice asincrone și sincrone

Într-o unitate controlată de frecvență, bazată pe motoare asincrone, cu rotor cu cușcă în veveriță, 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. Pornire ușoară, eliminând erorile tipice care apar în timpul accelerării motorului. Creșteți fiabilitatea frecvenței de antrenare și a echipamentului datorită suprasarcinii reduse.
3. Îmbunătățirea economiei și a performanțelor unității ca întreg.
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 modificări și opriri semnificative ale proceselor tehnologice. Gama de capacități este mare, dar creșterea lor crește semnificativ.
6. Abilitatea de a abandona variatoare, reductoare, inductori și alte echipamente de control sau de a extinde gama lor de aplicații. Acest lucru oferă economii semnificative de energie.
7. Eliminarea efectului nociv al proceselor tranzitorii asupra echipamentelor de proces, cum ar fi șoc hidraulic sau presiunea crescută a lichidului în conducte, cu o scădere a consumului său pe timp de noapte.

deficiențe

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

Costul mărcilor este ridicat. Se mărește semnificativ când crește puterea aparatului.

Controlul frecvenței în timpul transportului de lichide

În locurile în care se pompează apa și alte lichide, controlul debitului se efectuează în cea mai mare parte cu valve și supape. În prezent, o direcție promițătoare este utilizarea unei unități de frecvență a unei pompe sau a unui ventilator care își conduce lamele.

Utilizarea unui convertizor 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 sunt sporite pentru transport.

Unitatea de frecvență permite utilizatorului să mențină o presiune constantă la schimbarea debitului lichidului. Senzorul de presiune primește un semnal către unitate, care modifică turația motorului și reglează astfel viteza acestuia, menținând debitul specificat.

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 de 2 ori, ieșirea pompei va scădea de 8 ori. Disponibilitatea unui program zilnic de consum de apă ne permite să determinăm economiile de energie pentru această perioadă, dacă gestionăm unitatea de frecvență. Datorită acesteia, 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, reducerea vitezei este utilizată pentru aceasta, atunci când viteza roții rămâne constantă. Este mai convenabil să se schimbe debitul de aer datorită unității de frecvență controlată atunci când schimbă condițiile sezoniere și condițiile meteorologice, de căldură, umiditate, vapori și gaze nocive.

Economisirea energiei în sistemele de ventilație și de condiționare a aerului se realizează nu mai mică decât cea a stațiilor de pompare, deoarece consumul de energie de rotație este o funcție cubi de viteză.

Convertizor de frecvență

Unitatea de frecvență modernă este aranjată 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 la un invertor cu șase tranzistoare, fiecare dintre ele fiind conectat la înfășurările statorului unui motor de inducție. Unitatea convertește semnalul rectificat într-o frecvență și amplitudine dorite 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 ale înfășurărilor motorului, forma curbei actuale la ieșirea lor rămâne sinusoidal.

Metode de reglare a amplitudinii semnalului

Tensiunea de ieșire este reglată prin două metode:

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

Cea de-a doua metodă este cea mai des utilizată în legătură cu dezvoltarea tehnologiei microprocesoarelor. Invertoarele moderne sunt realizate 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). Atunci când accelerația este posibil nu numai să scadă, dar crește la 150% din cuplul de pornire și dinamic.
3. Inversați motorul cu modurile de frânare și accelerație specificate la viteza dorită în cealaltă direcție.
4. Convertizoarele utilizează o protecție electronică configurabilă împotriva scurtcircuitelor, suprasarcinilor, scurgerilor de pământ și întreruperilor conductelor de motor.
5. Afișajele digitale ale convertoarelor prezintă date despre parametrii lor: frecvență, tensiune, viteză, curent 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 controlerele încorporate.
7. Pentru frecvențele joase este important să se folosească control vectorial, care permite funcționarea cu întregul moment al motorului, menținerea unei viteze constante cu schimbarea sarcinilor, monitorizarea cuplului pe arbore. Motorul comandat de frecvență funcționează bine atunci când datele motorului sunt corect introduse și după un test de 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 pentru pompare, nisip și pulpă de plante de concentrare;
• sisteme de transport: benzi transportoare, role și alte mijloace;
• malaxoare, mori, concasoare, extruderi, dozatoare, alimentatoare;
• de centrifugare;
• lifturi;
• echipamente metalurgice;
• echipamente de foraj;
• acționarea electrică a mașinilor-unelte;
• excavatoare și macarale, mecanisme de manipulare.

Producători de convertoare de frecvență, recenzii

Producătorul autohton 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, climatizare, alimentare cu apă și încălzire. Compania finlandeză Vacon, care face parte din limbile daneză, produce structuri modulare, din care se pot construi dispozitivele necesare fără detalii inutile, permițându-vă să salvați pe componente. Există, de asemenea, convertoare de interes internațional ABB, utilizate în industrie și viața de zi cu zi.

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

concluzie

Frecvența de antrenare controlează motorul prin modificarea frecvenței și amplitudinii tensiunii de alimentare, astfel, protejând-o de defecte: suprasarcină, scurtcircuit, continuitatea alimentării cu energie. asemănător acționări electrice efectuează trei funcții principale asociate cu accelerația, frânarea și viteza motorului. Acest lucru permite creșterea eficienței echipamentelor în multe domenii ale tehnologiei.