Frekans dönüştürücünün çalışma prensibi ve kullanıcı için seçim kriterleri

Asenkron bir elektrik motoru için kontrol cihazı olarak bir frekans dönüştürücü seçmenin amacı, çalışma prensibi ve kriterlerinin kısa bir açıklaması.

Sincap kafesli asenkron motor bugün, çeşitli makineleri ve mekanizmaları kontrol etmek için en büyük ve güvenilir cihazdır. Ancak her madalyanın bir diğer yüzü vardır.

Asenkron motorun iki ana dezavantajı, basit imkansızlığıdır. rotor hız kontrolü, çok büyük başlangıç ​​akımı — nominalin beş, yedi katı. Sadece mekanik kontrol cihazları kullanılırsa bu dezavantajlar büyük enerji kayıplarına ve şok mekanik yüklere yol açar. Bu, ekipmanın hizmet ömrü üzerinde son derece olumsuz bir etkiye sahiptir.

Frekans dönüştürücü

Bu doğrultuda yapılan araştırmalar sonucunda bu sorunları mekanik olarak değil elektronik olarak çözmeyi mümkün kılan yeni bir cihaz sınıfı doğdu.

Frekans dönüştürücü darbe genişliği kontrolü (PWM'li PE) ile ani akımları 4-5 kat azaltır. Asenkron motorun düzgün bir şekilde çalışmasını sağlar ve sürücüyü belirli bir voltaj / frekans oranına göre kontrol eder.

Frekans dönüştürücü, %50'ye varan enerji tasarrufu sağlar. Komşu cihazlar arasında geri bildirime izin vermek mümkün hale gelir, örn. görev için kendi kendini ayarlayan ekipman ve tüm sistemin çalışma koşullarını değiştirme.

Frekans dönüştürücünün çalışma prensibi

PWM frekans dönüştürücü çift ​​dönüşümlü invertör… Önce 220 veya 380 V şebeke gerilimi giriş diyot köprüsü tarafından doğrultulur, ardından kapasitörler kullanılarak düzleştirilir ve filtrelenir.

Bu, dönüşümün ilk aşamasıdır. İkinci aşamada, kontrol mikro devreleri ve bir çıkış köprüsü kullanarak sabit voltajdan IGBT anahtarları, belirli bir frekans ve görev döngüsüne sahip bir PWM dizisi oluşturulur. Frekans dönüştürücünün çıkışında, dikdörtgen darbe paketleri verilir, ancak endüksiyon motorunun stator sargılarının endüktansı nedeniyle bunlar entegre edilir ve sonunda sinüzoide yakın bir gerilime dönüşür.

Hızın frekans düzenlemesine sahip bir asenkron elektrik motorunun mekanik özellikleri: a - bağlantı şeması; b - sabit statik direnç momentine sahip bir yükün özellikleri; c — fan yükü özellikleri; d - açısal dönme hızıyla ters orantılı statik yük tork özellikleri.

Bir frekans dönüştürücüyü açmak için tipik bir devre Bir frekans dönüştürücü devresindeki güç hatlarını (kabloları) bağlama örneği

Frekans konvertörlerini seçme kriterleri

Özellik Seçimi Her üretici pazarda rekabet avantajı elde etmeye çalışır. Satışları artırmanın ilk kuralı düşük fiyattır. Bu nedenle üretici, ürününe yalnızca gerekli işlevleri dahil etmeye çalışır. Ve geri kalanı seçenek olarak sunulur. Bir frekans dönüştürücü satın almadan önce hangi özelliklere ihtiyacınız olduğuna karar verin. Temel sürümde gerekli işlevlerin çoğuna sahip olan cihazı seçmeye değer.

Kontrol yöntemi ile

Güç, performans türü, aşırı yük kapasitesi vb. açısından uygun olmayan dönüştürücüleri hemen atın. Yönetim türüne göre ne seçeceğinize karar vermelisiniz, skaler veya vektör kontrolü.

Modern frekans dönüştürücülerin çoğu vektör kontrolü uygular, ancak bu tür frekans dönüştürücüler, skaler frekans dönüştürücülerden daha pahalıdır.

Vektör kontrolü, statik hatayı azaltarak daha hassas kontrol sağlar. Skaler mod yalnızca çıkış voltajı ile çıkış frekansı arasında sabit bir oranı destekler, ancak örneğin fanlar için bu oldukça yeterlidir.

Başlangıcından bu yana, vektör kontrolü asenkron motorlar için son derece popüler bir kontrol stratejisi haline geldi. Şu anda çoğu frekans dönüştürücü, vektör kontrolü ve hatta sensörsüz vektör kontrolü uygulamaktadır (bu eğilim, orijinal olarak skaler kontrolü uygulayan ve bir hız sensörü bağlamak için terminalleri olmayan frekans dönüştürücülerde bulunur).

Vektör kontrolünün temel prensibi, motorun mıknatıslama akımının ve şaftın mekanik torkunun orantılı olduğu dördün akımının ayrı bağımsız düzenlenmesinden oluşur. Mıknatıslama akımı, rotor sıfır akı bağlantısının değerini belirler ve sabit tutulur.

Hız sabitlendiğinde, girişi istenen ve ölçülen motor hızı arasındaki tutarsızlık olan ayrı bir PI kontrolörü kullanılarak dördün akım ayar noktası oluşturulur. Böylece kareleme akımı, ayarlanan hızı korumak için yeterli mekanik tork sağlayacak şekilde her zaman minimum seviyeye ayarlanır. Bu nedenle, vektör kontrolü yüksek enerji verimliliğine sahiptir.

Güç sayesinde

Ekipmanın gücü yaklaşık olarak aynıysa, aynı şirketten maksimum yükün gücüne göre kapasiteye sahip dönüştürücüler seçin. Bu, değiştirilebilirliği sağlayacak ve ekipman bakımını basitleştirecektir. Seçilen frekans dönüştürücünün servis merkezinin şehrinizde olması önerilir.

Şebeke gerilimi üzerinden

Her zaman hem aşağı hem de yukarı olmak üzere mümkün olan en geniş voltaj aralığına sahip bir dönüştürücü seçin. Gerçek şu ki, yerel ağlar için standart kelimesinin kendisi ancak gözyaşları yoluyla kahkaha getirebilir. Düşük voltaj büyük olasılıkla frekans dönüştürücünün durmasına neden olacaksa, artan voltaj ana elektrolitik kondansatörlerin patlamasına ve cihazın girişinin arızalanmasına neden olabilir.

Frekans ayar aralığına göre

Taşlayıcılar (1000 Hz veya daha fazla) gibi yüksek anma çalışma frekanslarına sahip motorlar kullanılırken frekans regülasyonu için üst sınır önemlidir.Frekans aralığının ihtiyaçlarınıza uygun olduğundan emin olun. Alt sınır, sürücü hız kontrol aralığını tanımlar. Standart 1:10'dur. Daha geniş bir aralığa ihtiyacınız varsa, yalnızca vektör kontrolünü seçin, üreticiden sürücü parametrelerini isteyin. İddia edilen 0 Hz sınırı bile sürücünün kararlı çalışmasını garanti etmez.

Kontrol girişi sayısına göre

Kontrol komutlarını (başlat, durdur, geri, durdur, vb.) girmek için ayrık girişler gerekir. Geri besleme sinyalleri için analog girişler gereklidir (çalışma sırasında sürücünün ayarlanması ve ayarlanması). Dijital hız ve konum sensörlerinden yüksek frekanslı sinyallerin girilmesi için dijital girişler gereklidir (kodlayıcılar). Girdi sayısı asla çok fazla olamaz, ancak girdi sayısı ne kadar fazla olursa, sistem o kadar karmaşık ve pahalı hale gelebilir.

Çıkış sinyallerinin sayısına göre

Ayrık çıkışlar, çeşitli olaylar (alarm, aşırı ısınma, giriş voltajı seviyenin üstünde veya altında, hata sinyali, vb.) Analog çıkışlar, karmaşık geri bildirim sistemleri oluşturmak için kullanılır. Seçim önerileri önceki paragrafa benzer.

Kontrol veriyolu

Frekans dönüştürücüyü kontrol edeceğiniz ekipman, seçilen frekans dönüştürücü ile aynı veri yoluna ve giriş/çıkış sayısına sahip olmalıdır. Gelecekteki yükseltmeler için girdiler ve çıktılar için biraz boşluk bırakın.

Garanti kapsamında

Garanti süresi dolaylı olarak frekans dönüştürücünün güvenilirliğini değerlendirmenize olanak tanır. Doğal olarak, uzun vadeli planı olan bir frekans dönüştürücü seçmelisiniz.Bazı üreticiler, garanti kapsamına girmeyen hasar durumlarını özel olarak sağlar. Belgeleri her zaman dikkatlice okuyun ve ekipman modelleri ve üreticilerinin incelemelerini çevrimiçi olarak arayın. Bu, doğru seçimi yapmanıza yardımcı olacaktır. Kaliteli hizmet ve personel eğitimi için para ayırmayın.

Stant üzerinde frekans dönüştürücü

aşırı yük kapasitesi

İlk yaklaşım olarak, frekans dönüştürücünün gücü, motor gücünden %10-15 daha fazla seçilmelidir. Dönüştürücü akımı, motorun anma akımından daha yüksek ve olası aşırı yüklerin akımından biraz daha yüksek olmalıdır.

Belirli bir mekanizmanın açıklamasında, aşırı yük akımları ve bunların akış süresi genellikle belirtilir. Belgeleri okuyun! Bu sizi eğlendirecek ve muhtemelen gelecekte ekipman hasarını önleyecektir. Sürücü ayrıca şok (tepe) yüklerle (2-3 saniyelik yükler) karakterize ediliyorsa, tepe akımı için bir dönüştürücü seçmek gerekir. Tekrar %10 marj alın.
Bu konuda ayrıca bakınız: Pompa üniteleri için VLT AQUA Sürücü frekans konvertörleri