EN
A s druge frekvencije to je jedan od najvažnijih dijelova tehnologije kontrole snage u modernim industrijskim operacijama. Bez obzira na to da li koristite transportni sustav, pumpu, kompresor ili ventilator, sposobnost preciznog reguliranja brzine motora izravno određuje koliko učinkovito radi vaša oprema. Razumijevanje kako frekvencijski pretvarač radi nije samo tehnička vježba, već je praktična osnova za donošenje pametnijih odluka o potrošnji energije, dugovječnosti opreme i kontroli procesa u bilo kojem objektu koji se oslanja na AC motore.
Osnovni mehanizam s druge frekvencije okružuje se pretvaranjem fiksne frekvencije AC snage u izlaz promjenjive frekvencije, promjenjivog napona na koji motor može dinamički reagirati. Ovaj proces omogućuje operaterima da točno podudaraju izlaz motora s stvarnim zahtjevima za opterećenjem u svakom trenutku, umjesto da pokreću motor punom brzinom bez obzira na potrebu. Rezultat je sustav koji je i brži i znatno energetski učinkovitiji od tradicionalnih metoda upravljanja motorima s fiksnim brzinama. Ovaj članak detaljno opisuje unutarnja načela rada, logiku uštede energije i praktični kontekst primjene frekvencijskog pretvarača.
Unutarnji radni mehanizam frekvencijskog pretvarača
Izravnjenje: pretvaranje AC-a u DC
Prva faza unutar s druge frekvencije je krug ispravnika. Ulazni strujni prijenos iz mreže obično na fiksnoj frekvenciji od 50 Hz ili 60 Hz ovisno o regiji unosi se u usmjeravač mosta sastavljen od dioda ili tiristora. Ovaj ispravnik pretvara izmjenu struje u sirovu, pulsirajuću ravnu struju. Konverzija je nužan prvi korak jer pretvarač treba stabilnu DC šinku da radi prije nego što može generirati novi, kontrolirani AC izlazak.
Nakon ispravljanja, pulsirajući DC prolazi kroz filtersku fazu, koja se obično sastoji od velikih kondenzatora i ponekad induktorima. Ove komponente izglađuju valove napona i stvaraju stabilan napon u DC vezi. Ova DC autobus je rezervoar energije iz kojeg izlazna faza crpi snagu. Kvalitet i stabilnost ove DC bus direktno utječu na performanse i pouzdanost cijele s druge frekvencije sistem, zbog čega je dizajn filtera kritično inženjersko razmatranje u bilo kojoj industrijskoj jedinici.
U skladu s člankom 3. stavkom 2.
Drugi i najznačajniji stupanj s druge frekvencije je sam stupanj pretvarača. Ovdje se napon u DC autobusu pretvara u AC, ali sada na frekvenciji i naponskom nivou koji određuje sustav kontrole. Inverterska faza koristi električne poluprovodničke prekidače najčešće izolovani bipolarni tranzistori ili IGBT-ovi raspoređeni u konfiguraciji trifaznog mosta. Uklanjanjem i uključivanjem tih tranzistora u precizno vremenskim intervalima, pretvarač sintetizira simulirani valovni oblik pretvornog struje.
Uzorak za prekidač koji se koristi u gotovo svim modernim s druge frekvencije ovaj proces se zove modulacija širine pulsa ili PWM. U PWM kontroli, IGBT-ovi prekidaju na visokom nosnom frekvenciji obično između 2 kHz i 16 kHz i širina svakog impulsa varira se kako bi se približila glatkom sinusoidnom valnom obliku. Induktantnost motora djeluje kao prirodni filter, glatkoći pulsirani izlazak u gotovo sinusoidnu struju koja pokreće rotor. Promjenom frekvencije PWM uzorka, s druge frekvencije direktno kontrolira brzinu rotacije motora. Istodobno podešavanjem izlaznog napona u odnosu na frekvenciju, održava ispravni magnetni tok u motoru tijekom cijelog raspona brzina.
Ova kontrola omjera napona i frekvencije, često nazvana V/F ili V/Hz kontrola, najčešće se koristi u općim sustavima. s druge frekvencije primjene. Naprednije jedinice također podržavaju režime kontrole vektora ili otvorene petlje bez senzora ili zatvorene petlje kontrole vektora toka s povratnom informacijom kodera koji pružaju mnogo stroži moment i brzinu regulacije za zahtjevne aplikacije kao što su podigla, valjači i precizni strojevi.
Kako frekvencijski inverter upravlja brzinom motora
Odnos između frekvencije izlaza i brzine motora
Sinkronu brzinu indukcijskog motora prenapona direktno određuje frekvencija napajanja i broj magnetnih polova u uzvratniku motora. Standardna formula je jednostavna: sinhrona brzina u okretima u minuti jednaka je 120 puta frekvenciji napajanja podijeljenom s brojem polova. To znači da ako s druge frekvencije ako se smanji izlazna frekvencija sa 50 Hz na 25 Hz, sinhroni brzina motora se smanji na pola. S druge strane, povećanje izlazne frekvencije iznad osnovne frekvencije omogućuje motoru da radi brže od svoje brzine, način poznat kao operacija slabljenja polja.
Ova izravna, linearna veza između izlazne frekvencije i brzine motora je ono što čini s druge frekvencije to je tako moćan i precizan alat za kontrolu. Za razliku od mehaničkih metoda smanjenja brzine kao što su mjenjači ili pogoni pojaseva, s druge frekvencije "Sredstva za upravljanje brzinama" su: Promjene brzine mogu se izvršiti u stvarnom vremenu putem analognih signala, digitalnih ulaza, komunikacije poljske bus ili vlastite tipkovnice pogona, što operateru daje potpunu fleksibilnost u upravljanju brzinom procesa.
U slučaju da se ne primjenjuje, to se može učiniti na temelju sljedećih uvjeta:
Jedan od najvrijednijih praktičnih aspekata s druge frekvencije je njegova sposobnost da kontroliše brzinu ubrzanja i usporavanja motora. U direktnom pokretanju, AC motor koristi pokretnu struju koja može biti šest do osam puta veća od nominalne struje pri punom opterećenju. Ovaj udar uzrokuje mehanički pritisak na navijanje motora, osovinu, spoj i pogon. A. s druge frekvencije uklanjajući ovaj problem potpuno pokrećući motor na niskom frekvenciji i postupno povećavajući hitnost do ciljne brzine tijekom programiranog vremena ubrzanja.
Ista logika vrijedi i za zaustavljanje. A. s druge frekvencije može usporiti motor na kontroliranoj rampi umjesto da mu dozvoli da se zaustavi ili da pritisne naglu kočnicu. Za primjene poput transportnih vozila koji nose krhke proizvode ili pumpe gdje je vodeni čekić problem, ovo kontrolirano usporavanje nije samo pogodnost, već je zahtjev procesa. Neki s druge frekvencije u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za vozila s brzima od oko 100 km/h, za vozila s brzima od oko 300 km/h i za vozila s brzima od oko 300 km/h, za vozila s brzima od oko 300 km/h i za vozila s brzima od oko 300
Ušteda energije pomoću promjenjive brzine
Zakoni afiniteta i njihov utjecaj na potrošnju energije
Potencijal uštede energije s druge frekvencije najveći je značaj u primjeni centrifugalnih opterećenja kao što su pumpe, ventilatori i dušitelji. Ova opterećenja slijede zakon afiniteta dinamike tekućina, koji opisuje kubni odnos između brzine i potrošnje energije. Konkretno, snaga koju zahtijeva centrifugalna pumpa ili ventilator proporcionalna je kočici njegove brzine rotacije. To znači da smanjenje brzine motora na 80 posto njegove nominalne brzine smanjuje potražnju za energijom na otprilike 51 posto - smanjenje potrošnje energije za gotovo polovicu za relativno skromno smanjenje brzine.
U postrojenjima u kojima pumpe ili ventilatori rade neprekidno, ali rijetko moraju raditi na punom kapacitetu, ušteda energije od ugradnje s druge frekvencije može biti značajan. U mnogim industrijskim operacijama izvještavaju se o razdobljima otplate od jedne do tri godine nakon s druge frekvencije u skladu s člankom 21. stavkom 1. U skladu s člankom 3. stavkom 2. stavkom 2. Zbog toga propisi o energetskoj učinkovitosti u mnogim regijama sada zahtijevaju ili podstiču upotrebu pogona s promenljivom brzinom u velikim instalacijama pumpi i ventilatora.
Ustanoviti gubitke u usporavanju i poboljšati učinkovitost sustava
Prije nego što su pogoni s promenljivom brzinom postali široko dostupni, standardna metoda kontrole protoka u pumpama i ventilatorskim sustavima bila je ograničavanje protoka pomoću ventila ili amortizera kako bi se ograničio protok dok je motor nastavio s punom brzinom. Ovaj pristup je inherentno rasipač jer motor i dalje troši gotovo punu snagu dok uređaj za gušenje raspršuje energiju kao toplinu ili pad pritiska. A. s druge frekvencije uklanja se ovaj otpad smanjenjem brzine motora kako bi se odgovarao stvarnom zahtjevu za protokom, tako da sustav troši samo energiju koja mu je stvarno potrebna.
Osim izravnih ušteda energije, pokretanje motora na smanjenim brzinama kroz s druge frekvencije također smanjuje proizvodnju topline u uvlačenjima motora, smanjuje opterećenje ležaja i smanjuje vibracije i zvučnu buku. Svi ti čimbenici pridonose dužem trajanju rada motora i smanjenju troškova održavanja. U velikim postrojenjima s desetak motora, ukupna ušteda održavanja zbog smanjenog oporavka može biti značajna sekundarna korist sveobuhvatnog sustava održavanja. s druge frekvencije strategija za primjenu.
Praktični scenariji primjene frekvencijskog pretvarača
Čestice, ventilatori i HVAC sustavi
Najčešći zahtjev za s druge frekvencije u industrijskim i komercijalnim okruženjima je varijabilna regulacija protoka u sustavima pumpe i ventilatora. U zgradi se može koristiti s druge frekvencije snimak je priključen na sljedeći način: Kako se otvara više prodajnih mjesta i potražnja raste, pogon ubrzava pumpu. Kako potražnja pada, usporava se pumpa. Rezultat je stabilan tlak, minimalno trošenje energije i smanjenje mehaničkog napora na cijeli sustav cijevi.
U HVAC primjenama, jedinice za rukovanje zrakom i ventilatori kupaoničkih kula imaju ogromnu korist od s druge frekvencije - Kontrola. Temperatura okoline i razina zauzimanja variraju tijekom dana, što znači da ventilator koji stalno radi punom brzinom gotovo uvijek troši više energije nego što je potrebno. A. s druge frekvencije u slučaju da je to moguće, u skladu s člankom 6. stavkom 2. U skladu s člankom 21. stavkom 1.
Kompresori, transportni strojevi i strojevi
U kompresorskim primjenama, s druge frekvencije u slučaju da je motor kompresora u stanju aktivirati i isključiti plin, on se može koristiti za regulaciju brzine. To eliminiše energetski intenzivne ponavljajuće cikluse pokretanja, smanjuje fluktuacije tlaka u mreži komprimiranog zraka i produžava radni vijek ventila kompresora i mehaničkih komponenti. Za operacije koje se oslanjaju na stabilnu opskrbu komprimiranim zrakom samo poboljšanje kvalitete procesa može opravdati ulaganje u s druge frekvencije .
Konvejerni sustavi imaju koristi od glatkog pokretanja i zaustavljanja s druge frekvencije , posebno pri rukovanju krhkim ili nestabilnim teretima. Upotreba mašinskih alatnih vrenjača s druge frekvencije u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju električne energije u Uniji primjenjuje se sljedeći standard: U svakom od ovih scenarija, s druge frekvencije služi kao središnji sloj inteligencije između napajanja i motora, prevoditi zahtjeve procesa u precizan električni izlaz.
Osnovni uvjeti za odabir frekvencijskog pretvarača
U skladu s člankom 4. stavkom 2.
Odabir pravog s druge frekvencije počinje sa preciznim karakteriziranjem motora koji će se pokrenuti i prirodu opterećenja. U slučaju da je to potrebno za uspostavljanje sustava za upravljanje električnom energijom, mora se utvrditi da je to potrebno za uspostavljanje sustava za upravljanje električnom energijom. Za opterećenja stalnim obrtnim momentom kao što su transporteri i pumpe s pozitivnim pomeranjem, pogon mora biti označen za 150 posto kapaciteta preopterećenja za kratka vremena. Za opterećenja s varijabilnim obrtnim momentom, kao što su centrifugalne pumpe i ventilatori, obično je prihvatljiva lakša pretopnja, a pogon veličine za varijabilni obrtni moment može ponuditi troškovne prednosti.
Napon za napajanje mora također biti u skladu s ulaznim specifikacijama pogona. A. s druge frekvencije "Sredstva za upravljanje energijom" su: Mnogi suvremeni pogoni dostupni u varijanti jednorazornog ulaza i trouzornog ulaza kako bi se prilagodili različitim instalacijskim okruženjima. U svakom slučaju, ako je potrebno, potrebno je utvrditi da je u skladu s člankom 6. stavkom 2. s druge frekvencije za bilo koju primjenu.
U skladu s člankom 4. stavkom 1.
Radno okruženje ima značajan utjecaj na to na koje s druge frekvencije je prikladno za određenu instalaciju. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, za električne pogone koji se instaliraju u čistim prostorijama s kontrolisanom temperaturom mogu se koristiti standardni kućišta IP20. U slučaju da je to potrebno, sustav će se koristiti za upravljanje sustavom za zaštitu od otpadnih plinova. U nekim slučajevima pogon se mora montirati neposredno na motor kao jedinica za pogon motora, što zahtijeva kompaktnu, robusnu konstrukciju koja može izdržati vibracije i ekstremne temperature.
Termalno upravljanje je još jedan kritičan aspekt instalacije. A. s druge frekvencije u slučaju da je vozilo u stanju da se ne može koristiti za upravljanje električnim pogonom, mora se osigurati da je pogon u stanju da se može koristiti za upravljanje električnim pogonom. U obliku odvojene odvojene jedinice, u skladu s uvjetima utvrđenima u članku 6. stavku 2. točkom (a) ovog članka, u skladu s uvjetima utvrđenima u članku 6. stavku 2. točkom (b) ovog članka, vozila se mogu koristiti za upravljanje električnim pogonom. Ignoriranje ovih zahtjeva za smanjenjem je jedan od najčešćih uzroka prevremenih s druge frekvencije neuspjeha u terenskim instalacijama.
Često se javljaju pitanja
Koja je razlika između frekvencijskog pretvarača i standardnog motornog startera?
U slučaju da je motor uključen u sustav, to znači da je motor uključen u sustav. A. s druge frekvencije u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, motor može se koristiti za upravljanje brzinom u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka. Ovo čini s druge frekvencije u odnosu na bilo koji tip konvencionalnog startera, daleko je sposobniji u pogledu upravljanja energijom, kontrole procesa i zaštite motora.
Može li se frekvencijski pretvarač koristiti s bilo kojim AC motorom?
A s druge frekvencije kompatibilan je s standardnim indukcijskim motorima u vjeveričjim kavezima u većini primjena. Međutim, kada se radi na vrlo niskim brzinama tijekom dužeg razdoblja, standardni motori mogu imati smanjenu učinkovitost hlađenja jer se njihovi ventilatori za hlađenje postavljeni na osovinu usporavaju s motorom. U takvim slučajevima treba koristiti motore s odvojenim prisilnim ventilacijom ili motore posebno dizajnirane za rad na pretvaraču. Stalni magneti sinhroni motori također rade s s druge frekvencije u slučaju da je motor motorom za određenu vrstu motora, koji je pod uvjetom da je motor za određenu vrstu motora pod uvjetom da je motor za određenu vrstu motora pod uvjetom da je motor za određenu vrstu motora pod uvjetom da je motor za određeni tip motora pod uvjetom da je motor za određeni tip
Kako frekvencijski pretvarač doprinosi uštedi energije u stvarnim operacijama?
Ušteda energije od s druge frekvencije u skladu s tim, u skladu s člankom 3. stavkom 3. U centrifužnim pumpama i ventilatorima, kubni odnos između brzine i snage znači da čak i skromno smanjenje brzine proizvodi veliku uštedu energije. Osim toga, s druge frekvencije u skladu s člankom 3. stavkom 2. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 3. stavkom 3. točkom (b) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 4. točkom (c) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 4. točkom (c) Uredbe (EZ)
Kakvo održavanje zahtijeva frekvencijski pretvarač?
A s druge frekvencije je uglavnom čvrsto-stani uređaj bez pokretnih dijelova u snažnoj elektronici, što ga čini inherentno niskim održavanjem u usporedbi s mehaničkim sustavima za upravljanje brzinom. Glavni zadatci održavanja uključuju održavanje ventilatora za hlađenje i pluća raspadnika topline čistima i bez nakupljanja prašine, povremeno provjeravanje kondenzatora DC-a za znakove starenja, provjeravanje da li su sve veze s napajanjem i kontrolnim terminalima čvrste i pregledavanje dnev U skladu s proizvođačovim preporučenim planom održavanja osigurava se da s druge frekvencije u slučaju da je proizvodni sustav u stanju zaštićivanja, on mora biti opremljen s: