Pogostost pogona: opis in pregledi

Nastavitev frekvenčnega pogona omogoča uporabo posebnega pretvornika, ki omogoča fleksibilno spreminjanje načinov delovanja elektromotorja: zagon, zaustavitev, pospeševanje, upočasnitev, spreminjanje hitrosti vrtenja.

Spreminjanje frekvence napajalne napetosti povzroči spremembo kotne hitrosti statorskega magnetnega polja. Ko se frekvenca zmanjša, se vrtilna frekvenca motorja zmanjša in drsenje se poveča.

Princip delovanja pogonskega frekvenčnega pretvornika

Glavna pomanjkljivost asinhronih motorjev je težava nadzora hitrosti s tradicionalnimi metodami: spreminjanje napajalne napetosti in uvedba dodatnih uporov v navitje. Bolj popoln je frekvenčni pogon električnega motorja. Do nedavnega so bili pretvorniki dragi, vendar je pojav IGBT-tranzistorjev in mikroprocesorskih nadzornih sistemov omogočal tujim proizvajalcem, da ustvarijo dostopne naprave. Najbolj popoln je zdaj statičen frekvenčni pretvorniki.

Kotna hitrost magnetno polje statorja omega-₀ se razlikuje glede na frekvenco ƒ₁ v skladu s formulo:

omega-₀ = 2pi- × ƒ₁/ p,

kjer je p število parov polov.

Metoda omogoča nemoten nadzor hitrosti. Hkrati se hitrost motornega zdrsa ne poveča.

Za doseganje visokih parametrov moči motorja - EFFICIENCY, faktor moči in preobremenitvene sposobnosti skupaj s frekvenco spremenite napajalno napetost za določene odvisnosti:

• navor konstantnega obremenitve - U₁/ ƒ₁= const;
• znak ventilatorja trenutka nalaganja - U₁/ ƒ₁²= const;
• obremenitveni moment obratno sorazmeren s hitrostjo - U₁/ radik- ƒ₁ = const.

Te funkcije se realizirajo z uporabo pretvornika, ki istočasno spreminja frekvenco in napetost na statorju motorja. Električna energija se shrani skozi regulacijo s pomočjo potrebnega tehnološkega parametra: tlak črpalke, izhod ventilatorja, hitrost napajanja stroja itd. Parametri se spremenijo gladko.

Metode regulacije frekvence asinhronih in sinhronih elektromotorjev

V frekvenčnem krmiljenem pogonu, ki temelji na asinhronih motorjih s rotorjem vračalke, se uporabljajo dve kontrolni metodi: skalarni in vektorski. V prvem primeru se hkrati spreminja amplituda in frekvenca napajalne napetosti.

To je potrebno za vzdrževanje delovanja motorja, najpogosteje - konstantno razmerje med njegovim največjim navorom in trenutkom upora na gredi. Zato faktor učinkovitosti in moči ostane nespremenjen v celotnem obsegu vrtenja.

Vektorski nadzor je hkratna sprememba amplitude in faze toka na statorju.

Frekvenčni pogon sinhronega motorja deluje samo za majhne obremenitve, katerih rast je višja od dopustnih vrednosti, lahko pa je kršena sinhronizacija.

Prednosti frekvenčnega pogona

Kontrola frekvence ima celo vrsto prednosti pred drugimi metodami.

1. Avtomatizacija motorjev in proizvodnih procesov.
2. Gladek start, odpravljanje tipičnih napak, ki se pojavijo med pospeševanjem motorja. Povečajte zanesljivost pogonske frekvence in opreme zaradi zmanjšane preobremenitve.
3. Izboljšanje gospodarnosti in učinkovitosti pogona kot celote.
4. Ustvarjanje konstantne hitrosti motorja ne glede na naravo tovora, ki je pomembna za prehodne procese. Uporaba povratnih informacij omogoča ohranjanje konstantne hitrosti motorja pri različnih motnjah, zlasti pri spremenljivih obremenitvah.
5. Pretvorniki so enostavno integrirani v obstoječe tehnične sisteme brez bistvenih sprememb in ustavitve tehnoloških procesov. Razpon zmogljivosti je odličen, vendar se s povišanjem cen bistveno povečajo.
6. Sposobnost opuščanja variatorjev, reduktorjev, induktorjev in druge opreme za krmiljenje, ali razširiti njihov obseg aplikacij. To zagotavlja znatne prihranke energije.
7. Odprava škodljivega učinka prehodnih procesov na procesno opremo, kot na primer hidravlični šok ali povečan pritisk tekočine v cevovodih z zmanjšanjem njene porabe ponoči.

Slabosti

Kot vsi inverterji so frekvence tudi viri motenj. Potrebujejo namestitev filtrov.

Stroški blagovnih znamk so visoki. Znatno se poveča, ko se moč naprave poveča.

Kontrola frekvence med prevozom tekočin

Na mestih, kjer se črpajo voda in druge tekočine, se regulacija pretoka večinoma opravi z ventili in ventili. Trenutno je obetavna usmeritev uporaba frekvenčnega pogona črpalke ali ventilatorja, ki poganja svoje lopatice.

Uporaba frekvenčnega pretvornika kot alternativa za plin zagotavlja energetsko varčnost do 75%. Ventil, ki omejuje pretok tekočine, ne opravlja koristnega dela. Istočasno se pri prevozu povečajo izgube energije in snovi.

Frekvenčni pogon omogoča uporabniku, da ob spreminjanju pretoka tekočine vzdržuje konstanten tlak. Senzor tlaka prejema signal na pogon, ki spreminja vrtilno frekvenco motorja in s tem regulira njegovo hitrost, pri čemer vzdržuje določeno hitrost pretoka.

Upravljanje črpalnih enot se izvaja s spreminjanjem njihove produktivnosti. Poraba energije na črpalki je v kubični odvisnosti od hitrosti izhoda ali kolesa. Če se hitrost zmanjša za 2-krat, se bo črpalka zmanjšala 8-krat. Razpoložljivost dnevnega razporeda porabe vode nam omogoča, da določimo prihranke energije v tem obdobju, če upravljamo frekvenčni pogon. Zaradi tega je mogoče avtomatizirati črpalno postajo in s tem optimizirati tlak vode v omrežjih.

Delovanje prezračevalnih in klimatskih sistemov

Največji zračni tok v prezračevalnih sistemih ni vedno potreben. Pogoji delovanja lahko zahtevajo poslabšanje zmogljivosti. Za to se običajno uporablja dušenje, ko hitrost kolesa ostane nespremenjena. Primerneje je spreminjati pretok zraka zaradi frekvenčnega pogona, ko se spreminjajo sezonski in podnebni pogoji, toplota, vlaga, hlapi in škodljivi plini.

Prihranki električne energije v sistemih prezračevanja in klimatizacije niso doseženi nič manj kot pri črpališčih, saj je poraba energije vrtenja gredi v kubični odvisnosti od vrtljajev.

Naprava za pretvorbo frekvence

Moderni frekvenčni pogon je urejen po shemi dvojnega pretvornika. Sestavljen je iz usmernika in impulznega pretvornika s krmilnim sistemom.

Po popravek zglajena napetostni signal filtriramo in dovaja inverter s šestimi polprevodniških stikal, pri čemer je vsak od njih je priključen na statorskih navitij v indukcijski motor. Enota pretvori rektificirani signal v želeno frekvenco in amplitudo v treh fazah. Moč IGBT-tranzistorjev na izhodnih stopnjah imajo visoko stikalno frekvenco in zagotavljajo jasen pravokotni signal brez popačenja. Zaradi filtrirnih lastnosti navitja motorja oblika oblike krivulje na izhodu ostane sinusoidna.

Metode za nastavitev amplitude signala

Izhodna napetost je urejena z dvema metodama:

1. Amplituda - sprememba vrednosti napetosti.
2. Modulacija širine pulza je metoda za pretvorbo impulznega signala, pri kateri se trajanje spreminja in frekvenca ostane nespremenjena. Tu je moč odvisna od širine impulza.

Druga metoda se najpogosteje uporablja v povezavi z razvojem mikroprocesorske tehnologije. Sodobni pretvorniki so narejeni na osnovi GTO-tiristorjev ali IGBT-tranzistorjev, ki jih je mogoče zakleniti.

Možnosti in uporaba pretvornikov

Frekvenčni pogon ima veliko možnosti.

1. Frekvenčna regulacija trifazne napajalne napetosti od nič do 400 Hz.
2. Pospešek ali zaviranje motorja od 0,01 sekunde. do 50 min. po določenem zakonu od časa (ponavadi linearno). Pri overklokih je mogoče zmanjšati le do 150% dinamičnih in začetnih trenutkov.
3. Motor zavrtite s predpisanimi načini zaviranja in pospeškom na želeno hitrost v drugi smeri.
4. Pretvorniki uporabljajo nastavljivo elektronsko zaščito pred kratkimi stiki, preobremenitvami, uhajanjem zemlje in prekinitvijo moči motorja.
5. Digitalni prikazi pretvornikov prikazujejo podatke o svojih parametrih: frekvenco, napetost, hitrost, tok itd.
6. V pretvornikih se frekvenčne frekvence prilagodijo glede na to, kolikšna obremenitev je potrebna za motorje. Funkcije nadzornih sistemov, ki temeljijo na njih, zagotavljajo vgrajeni krmilniki.
7. Za nizke frekvence je pomembno, da uporabite vektorski nadzor, ki omogoča delo s celotnim momentom motorja, ohranja konstantno hitrost s spreminjanjem tovora, spremlja navor na gredi. Frekvenčno krmiljen pogon deluje dobro, če so podatki o motorju pravilno vneseni in po uspešnem preskusu. Znani so izdelki podjetij HYUNDAI, Sanyu in drugi.

Področja uporabe pretvornikov so:

• črpalke v toplo in hladno vodo ter sisteme za oskrbo s toploto;
• Gošče, pesek in celulozne črpalke koncentriranih rastlin;
• transportni sistemi: transporterji, valjčne mize in druga sredstva;
• mešalniki, mlini, drobilniki, ekstruderji, dozirniki, hranilniki;
• centrifuge;
• dvigala;
• metalurška oprema;
• vrtalna oprema;
• električni pogoni strojnih orodij;
• oprema za bager in žerjav, mehanizmi manipulatorjev.

Proizvajalci frekvenčnih pretvornikov, pregledov

Domači proizvajalec je že začel proizvajati izdelke, ki so primerni za uporabnike v smislu kakovosti in cene. Prednost je sposobnost, da hitro dobite pravi stroj, pa tudi podrobne nasvete o prilagajanju.

Podjetje "Effective Systems" proizvaja serijske izdelke in eksperimentalne serije opreme. Izdelki se uporabljajo za domačo uporabo, v malih podjetjih in industriji. Proizvajalec "Vesper" proizvaja sedem serij pretvornikov, med katerimi so večnamenski, primerni za večino industrijskih mehanizmov.

Vodja proizvodnje častotnikov je dansko podjetje Danfoss. Njeni izdelki se uporabljajo v prezračevalnih, klimatskih, vodovodnih in ogrevalnih sistemih. Finsko podjetje Vacon, ki je del danske družbe, proizvaja modularne strukture, iz katerih je mogoče sestaviti potrebne naprave brez nepotrebnih podrobnosti, kar prihrani na komponentah. Znani so tudi transformatorji mednarodnega koncerna ABB, ki se uporabljajo v industriji in v vsakdanjem življenju.

Sodeč po pregledih se lahko poceni domači pretvorniki uporabljajo za reševanje preprostih tipičnih nalog, za kompleksne pa je potrebna blagovna znamka z veliko več nastavitvami.

Zaključek

Frekvenčni pogon krmili motor tako, da spremeni frekvenco in amplitudo napajalne napetosti, hkrati pa jo ščiti pred napakami: preobremenitvami, kratkimi stiki, prekinitvami v omrežju. Podobno električni pogoni opravite tri glavne funkcije, povezane s pospeševanjem, zaviranjem in številom vrtljajev motorja. To omogoča povečanje učinkovitosti opreme na številnih področjih tehnologije.