Преобразователи на честоти за електрически двигател - принцип на действие, характеристики на устройството
В света успешно принципите на честота управление с асинхронни ел. Методът предвижда значителни икономии на енергия в допълнение. подобряване на управлението на звената, и води до значителни икономии на електроенергия.
принцип на работа
вал скорост на въртене на двигателя зависи от честотата на приложеното напрежение. Използването на инвертори широко признати като най-ефективният метод за контрол на скоростта. Действието на устройството е образуването на стойност на изходното напрежение (U), характеризиращ се с постоянна честота (F) и амплитуда (А), в напрежение с променливи параметри. Това води до промени в честотата на магнитното поле, което променя механична въртенето на вала на двигателя.
Като се има предвид, че въртящия момент на товара е постоянен, тока зависи от натоварването, съответно, има промяна на напрежението на клемите на двигателя е пропорционална на честотата, тя запазва потока на намагнетизиране и постоянен въртящ момент, както и постоянна стойност на тока.
Като следствие от тези процеси, не е постоянна промяна на оборотите и въртящия момент по отношение на обема на работа. Загуби - ниски, това се постига чрез поддържане на постоянна приплъзване във всеки случай за всички натоварвания.
Предимства на метода за контрол на честотата
- електрическия двигател може да работи на значително разстояние в удобно място за това.
- Мек старт и намаляване на разходите за поддръжка на апаратурата.
- Възможност за увеличаване на производителността с контрол на скоростта в съответствие с желаните оперативни изисквания.
- Повишаване на ефективността на честотния конвертор на асинхронна машина 97% и до 95% увеличение на енергийната ефективност се дължи на начина на контрол и моторът се прилага.
- Статичен преобразувател се прилага променлив въртящ момент (ниско въртящ момент, ниска скорост) намалява напрежението на клемите на връзка към двигателя. Също така, за използване в случай на постоянна мощност и въртящ момент, в който случай се постига висока ефективност се дължи на по-гладка контрол на скоростта. С тези възможности, системата може да се счита за универсален.
- Задължително контрол на скоростта помага за постигане на оптимизация на процесите, което допринася за високото качество на продуктите.
характеристики на
За настройка се препоръчва да се прилага по отношение на PWM изходното напрежение. Устройството служи като посредник за контрол, разположен между мрежовото напрежение и асинхронни типа на машината.
Сигнал предварително определена стойност на напрежението и определена честота, получена от преминаването на три фази - е:
- Токоизправител диод мост.
- DC филтър за изглаждане на стойностите на напрежението отстранени вече използват кондензатори.
- Модулът инвертор мощност или течаща базирани IGVT (IGBT - изолирани врата биполярен транзистор). Тази власт транзистор може да се използва като ключ със значителен работен ток на няколко кило-ампера и напрежение от няколко кВ с честота 30 кХц превключване.
Фигура №1. Три основни устройства, от която устройството включва честотен преобразувател.
контрол на скоростта Видове честота асинхронна машина
Има два основни вида контрол на скоростта са основните начини, по следния начин:
- Скаларното (без обратна връзка).
- контрол Vector, обратна връзка може да се използва, и може да липсват.
Характеристики скаларен контрол
При използване на този вид контрол, има съотношение спестяване U / F непроменен през целия честотен интервал да се поддържа постоянно магнитен поток (F) на електродвигателя. Този метод се използва, когато не е необходимо за бързо реагиране на колебания на въртящия момент и скоростта на въртене.
Скаларни регулиране позволява от една честота за захранване на устройството няколко работни асинхронни машини. В скаларна регулиране компенсация приплъзване се прилага чрез намаляване на скоростта. Има увеличение на въртящия момент постоянно чрез увеличаване на съотношение V / F, този компенсира за намаляване на напрежението на статора на двигателя. Този метод е проста структура и не се нуждае от голяма прецизност и по-бърза реакция при промени в броя на оборотите на вала.
Vector управление на двигателя
Повишаване на ефективността в управлението на работния диск се препоръчва да се прилага метода на регулиране, поради промени в потока.
Най-точен и най-ефективен е методът за контрол на вектора фаза ток в статора на машината и, съответно, на етапа на неговото магнитно поле по отношение на ротора. За този метод, характеризиращ се с използването на позициониране или сензор за положение (енкодер) позволява да се показва точното положение на ротора на всеки въртящ момент. Използването на позиционни сензори може да се увеличи цената на задвижването. Използване на скоростта на енкодер може да се регулира с точност от 0.01%.
За да се заобиколи това ограничение препоръчва за употреба при управление на двигателя система конвертор интегрални схеми ASIC на. Той създава адаптивен модел на двигателя, изразена математически точно посочване на степента на токове, напрежения, съпротивление на статора, индуктивността на разсейване към изхода. Това дава възможност да се създаде и работа на двигателя параметри симулация на топлина за различни режими на работа.
векторно управление без да се използват сензори за обратна връзка, способни да предоставят динамични грешки, които се намират в електрически затворен контур. контрол Vector без използването на прости конструктивни сензори, но е много ограничено, когато се използва при ниски скорости, той е напълно подходящ за големи скорости.
Ефектът от по-високи хармонични токове
Важно. към системата за честотен преобразувател с помощта на AC мрежа е нелинейна импулс натоварване, където има хармонична ток увреждащ качествените параметри на електропровода в зависимост от съпротивлението на линия. Хармониците имат по-ниска амплитуда и толкова по-лесно може да се филтрира.
Хармонични токове помагат за увеличаване на електрическите загуби и намаляване на фактора на мощността, насърчаване на прегряване мрежови елементи, като например кабели, трансформатори, мотори, кондензатори.
Мрежово заглушават или линеен изглаждане реактор
За честотни регулатори необходимо да има филтър устройство. Намаляване на хармоници може да се дължи на използването на линия дросели или DC реактори. Choke предотвратява намаляването на напрежението в двигателя и подобрява нейната фактор на мощността. Недостатъкът на газта, може да предизвика нежелано резонанс в цялата система захранване, това се дължи на неправилно избрана комбинация от неговото съпротивление с импеданс на линията.
Препоръчителна съпротива дросел да се добави към съществуващата съпротива на захранването. При това се отчита съпротивлението на трансформатори и кабелни линии, в този случай, пада на напрежение ще бъде 2-4% и ще послужи за подобряване на фактора на мощността и намаляване на хармонично изкривяване в изходния ток.
Също изглаждане реактор подобрява фактора на мощността и служи за подтискане или намаляват висшите хармоници. Реакторът помага за увеличаване на живота на бреговете на полупроводникови кондензатор. Поради това, е налице намаляване текущата стойност на токоизправителни диоди се намалява и пулсиращ ток през кондензатори.
Фигура №2. Мрежово заглушават (реактор).
Мерки, насочени към смекчаване на хармоници
За да се подтисне намеса, която се генерира от инвертора, честотен преобразувател се използва и намеса филтър модул DBR, устройства се използват, за да отговарят на изискванията за ЕМС.
Също така, за да се намали хармоници с помощта на много нива, конвертор, което предполага леко увеличение на разходите за оборудване, намалява надеждността и усложнява управлението. А добро решение на този проблем може да се наблюдава с подобрено качество PWM, оптимизира времедиаграма - възниква: пространство вектор модулация, подобрен контрол на напрежение, подобрена ефективност на системата (инвертор + двигател)
икономия на енергия
Повишаване на ефективността на електромотора се постигне чрез увеличаване на честотата на превключване. Когато сте свързани с инвертора, ефективността на двигателя се запазва в сравнение с конвенционалните двигатели.
Ефективност се постига чрез намаляване на топлинната загуба и загуба на желязо, е възможно да се нормализира при по-ниски скорости. Контролът на качеството се дължи на изключването на механични устройства, в които се срещат на загубите, и надеждността намалява - това може да бъде: клапан, спирачните системи, клапани, и т.н. ...
Това при работа в дома не са имали проблеми с използването и поддръжката на захранването, което трябва да знаете какво фаза. нула и земята в окабеляването на апартамента.
Александър, какво точно тази статия, за да се допълни? Аз ще се опитам да се разгледа вашите желания!