Frekans dönüştürücü, elektrik işi yaparken uzmanlaşılması gereken bir teknolojidir. Motoru kontrol etmek için frekans dönüştürücünün kullanılması, elektrik kontrolünde yaygın bir yöntemdir; bazıları aynı zamanda kullanımlarında da ustalık gerektirir.
1.Öncelikle, bir motoru kontrol etmek için neden frekans dönüştürücü kullanmalısınız?
Motor, akımın değişimini engelleyen ve çalıştırma sırasında akımda büyük bir değişiklik yaratacak endüktif bir yüktür.
İnvertör, endüstriyel frekanslı güç kaynağını başka bir frekansa dönüştürmek için güç yarı iletken cihazlarının açma-kapama işlevini kullanan bir elektrik enerjisi kontrol cihazıdır. Esas olarak iki devreden oluşur; biri ana devre (doğrultucu modül, elektrolitik kondansatör ve invertör modülü), diğeri ise kontrol devresidir (anahtarlama güç kaynağı kartı, kontrol devre kartı).
Motorun, özellikle de daha yüksek güce sahip motorun başlatma akımını azaltmak için, güç ne kadar büyük olursa, başlatma akımı da o kadar büyük olur. Aşırı başlatma akımı, güç kaynağı ve dağıtım ağına daha büyük bir yük getirecektir. Frekans dönüştürücü bu başlatma sorununu çözebilir ve aşırı başlatma akımına neden olmadan motorun sorunsuz şekilde başlatılmasını sağlayabilir.
Frekans dönüştürücü kullanmanın bir diğer işlevi de motorun hızını ayarlamaktır. Çoğu durumda, daha iyi üretim verimliliği elde etmek için motorun hızının kontrol edilmesi gerekir ve frekans dönüştürücü hız düzenlemesi her zaman bunun en önemli özelliği olmuştur. Frekans dönüştürücü, güç kaynağının frekansını değiştirerek motor hızını kontrol eder.
2. İnvertör kontrol yöntemleri nelerdir?
İnvertör kontrol motorlarında en sık kullanılan beş yöntem şunlardır:
A. Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyonu (SPWM) kontrol yöntemi
Özellikleri basit kontrol devresi yapısı, düşük maliyet, iyi mekanik sertliktir ve genel şanzımanın düzgün hız düzenleme gereksinimlerini karşılayabilir. Endüstrinin çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ancak düşük frekanslarda, düşük çıkış voltajı nedeniyle tork, stator direnci voltaj düşüşünden önemli ölçüde etkilenir ve bu da maksimum çıkış torkunu azaltır.
Ayrıca mekanik özellikleri DC motorlar kadar güçlü olmayıp, dinamik tork kapasitesi ve statik hız regülasyon performansı da tatmin edici değildir. Ayrıca sistem performansının yüksek olmaması, kontrol eğrisinin yükle birlikte değişmesi, tork tepkisinin yavaş olması, motor tork kullanım oranının yüksek olmaması, stator direncinin varlığı ve invertörün ölü olması nedeniyle düşük hızlarda performansın düşmesi zon etkisi oluşur ve stabilite bozulur. Bu nedenle insanlar vektör kontrolü değişken frekans hız regülasyonu üzerinde çalıştılar.
B. Gerilim Uzay Vektörü (SVPWM) Kontrol Yöntemi
Motor hava boşluğunun ideal dairesel dönen manyetik alan yörüngesine yaklaşmak, her seferinde üç fazlı modülasyon dalga formu oluşturmak ve bunu kontrol etmek amacıyla üç fazlı dalga formunun genel üretim etkisine dayanmaktadır. daireye yaklaşan yazılı çokgen.
Pratik kullanımdan sonra iyileştirildi, yani hız kontrolü hatasını ortadan kaldırmak için frekans kompanzasyonu getirildi; düşük hızda stator direncinin etkisini ortadan kaldırmak için geri besleme yoluyla akı genliğinin tahmin edilmesi; Dinamik doğruluğu ve kararlılığı artırmak için çıkış voltajını ve akım döngüsünü kapatın. Bununla birlikte, çok sayıda kontrol devresi bağlantısı vardır ve herhangi bir tork ayarı yapılmamıştır, bu nedenle sistem performansı temel olarak geliştirilmemiştir.
C. Vektör kontrolü (VC) yöntemi
İşin özü, AC motoru bir DC motora eşdeğer hale getirmek ve hızı ve manyetik alanı bağımsız olarak kontrol etmektir. Rotor akısını kontrol ederek, tork ve manyetik alan bileşenlerini elde etmek için stator akımı ayrıştırılır ve koordinat dönüşümü, dik veya ayrıştırılmış kontrolü sağlamak için kullanılır. Vektör kontrol yönteminin tanıtılması çığır açıcı bir öneme sahiptir. Bununla birlikte, pratik uygulamalarda, rotor akısını doğru bir şekilde gözlemlemek zor olduğundan, sistem özellikleri motor parametrelerinden büyük ölçüde etkilenir ve eşdeğer DC motor kontrol işleminde kullanılan vektör dönüş dönüşümü nispeten karmaşıktır, bu da gerçek kontrolü zorlaştırır. İdeal analiz sonucunu elde etmek için kontrol etkisi.
D. Doğrudan Tork Kontrolü (DTC) Yöntemi
1985 yılında, Almanya'daki Ruhr Üniversitesi'nden Profesör DePenbrock ilk olarak doğrudan tork kontrolü frekans dönüştürme teknolojisini önerdi. Bu teknoloji, yukarıda bahsedilen vektör kontrolünün eksikliklerini büyük ölçüde çözmüş ve yeni kontrol fikirleri, kısa ve net sistem yapısı ve mükemmel dinamik ve statik performansla hızla geliştirilmiştir.
Şu anda bu teknoloji, elektrikli lokomotiflerin yüksek güçlü AC aktarım çekişine başarıyla uygulanmıştır. Doğrudan tork kontrolü, stator koordinat sistemindeki AC motorların matematiksel modelini doğrudan analiz eder ve motorun manyetik akısını ve torkunu kontrol eder. AC motorları DC motorlara eşitlemeye gerek yoktur, böylece vektör dönüş dönüşümündeki birçok karmaşık hesaplamayı ortadan kaldırır; DC motorların kontrolünü taklit etmesine veya ayırma için AC motorların matematiksel modelini basitleştirmesine gerek yoktur.
E. Matris AC-AC kontrol yöntemi
VVVF frekans dönüşümü, vektör kontrol frekans dönüşümü ve doğrudan tork kontrolü frekans dönüşümünün tümü AC-DC-AC frekans dönüşümünün türleridir. Ortak dezavantajları ise düşük giriş güç faktörü, büyük harmonik akım, DC devre için büyük enerji depolama kapasitörü gerektirmesi ve rejeneratif enerjinin güç şebekesine geri beslenememesi yani dört çeyrekte çalışamamasıdır.
Bu nedenle matris AC-AC frekans dönüşümü ortaya çıkmıştır. Matris AC-AC frekans dönüşümü ara DC bağlantısını ortadan kaldırdığından, büyük ve pahalı elektrolitik kapasitörü ortadan kaldırır. 1 güç faktörüne, sinüzoidal bir giriş akımına ulaşabilir ve dört çeyrekte çalışabilir ve sistem yüksek güç yoğunluğuna sahiptir. Bu teknoloji henüz olgunlaşmamış olsa da, birçok bilim insanının derinlemesine araştırma yapmasına neden oluyor. Bunun özü, akımı, manyetik akıyı ve diğer miktarları dolaylı olarak kontrol etmek değil, bunu elde etmek için kontrollü miktar olarak doğrudan torku kullanmaktır.
3.Frekans dönüştürücü bir motoru nasıl kontrol eder? İkisi nasıl birbirine bağlanır?
İnverterin motoru kontrol etmek için kablolaması, kontaktörün kablolamasına benzer şekilde, üç ana güç hattının motora girip çıkmasıyla nispeten basittir, ancak ayarlar daha karmaşıktır ve invertörü kontrol etme yolları da farklıdır. farklı.
Öncelikle invertör terminali için birçok marka ve farklı kablolama yöntemleri olmasına rağmen çoğu invertörün kablolama terminalleri pek farklı değildir. Genel olarak ileri ve geri anahtar girişlerine bölünmüş olup, motorun ileri ve geri çalışmasını kontrol etmek için kullanılır. Geri besleme terminalleri motorun çalışma durumunu geri bildirmek için kullanılır.Çalışma frekansı, hız, arıza durumu vb. dahil.
Hız ayarı kontrolü için bazı frekans dönüştürücüler potansiyometreler kullanır, bazıları ise doğrudan düğmeleri kullanır ve bunların tümü fiziksel kablolama yoluyla kontrol edilir. Diğer bir yol ise iletişim ağını kullanmaktır. Çoğu frekans dönüştürücü artık iletişim kontrolünü desteklemektedir. İletişim hattı motorun çalıştırılmasını ve durdurulmasını, ileri ve geri dönüşünü, hız ayarını vb. kontrol etmek için kullanılabilir. Aynı zamanda geri bildirim bilgileri de iletişim yoluyla iletilir.
4.Dönme hızı (frekansı) değiştiğinde motorun çıkış torkuna ne olur?
Bir frekans dönüştürücüyle çalıştırıldığında başlangıç torku ve maksimum tork, doğrudan bir güç kaynağıyla çalıştırıldığında olduğundan daha küçüktür.
Motor, bir güç kaynağıyla çalıştırıldığında büyük bir başlatma ve hızlanma etkisine sahiptir, ancak bu etkiler bir frekans dönüştürücüyle çalıştırıldığında daha zayıftır. Bir güç kaynağıyla doğrudan çalıştırma, büyük bir başlatma akımı üretecektir. Bir frekans dönüştürücü kullanıldığında, frekans dönüştürücünün çıkış voltajı ve frekansı yavaş yavaş motora eklenir, böylece motor başlatma akımı ve etkisi daha küçük olur. Genellikle motor tarafından üretilen tork, frekans düştükçe (hız düştükçe) azalır. Azaltmayla ilgili gerçek veriler bazı frekans dönüştürücü kılavuzlarında açıklanacaktır.
Olağan motor 50Hz voltaj için tasarlanmış ve üretilmiştir ve nominal torku da bu voltaj aralığında verilmiştir. Bu nedenle, nominal frekansın altındaki hız düzenlemesine sabit tork hız düzenlemesi adı verilir. (T=Te, P<=Pe)
Frekans dönüştürücünün çıkış frekansı 50Hz'den büyük olduğunda, motor tarafından üretilen tork, frekansla ters orantılı olarak doğrusal bir ilişki içinde azalır.
Motor 50Hz'den daha yüksek bir frekansta çalıştığında, yetersiz motor çıkış torkunu önlemek için motor yükünün boyutu dikkate alınmalıdır.
Örneğin, motor tarafından 100Hz'de üretilen tork, 50Hz'de üretilen torkun yaklaşık 1/2'sine düşürülür.
Bu nedenle nominal frekansın üzerindeki hız regülasyonu sabit güç hız regülasyonu olarak adlandırılır. (P=Ue*Yani).
5. Frekans dönüştürücünün 50Hz'in üzerinde uygulanması
Belirli bir motor için nominal voltajı ve nominal akımı sabittir.
Örneğin, invertörün ve motorun nominal değerlerinin her ikisi de: 15kW/380V/30A ise, motor 50Hz'in üzerinde çalışabilir.
Hız 50Hz olduğunda invertörün çıkış voltajı 380V ve akımı 30A'dır. Bu sırada çıkış frekansı 60Hz'e yükseltilirse invertörün maksimum çıkış voltajı ve akımı yalnızca 380V/30A olabilir. Açıkçası, çıkış gücü değişmeden kalır, bu nedenle buna sabit güç hızı regülasyonu diyoruz.
Bu andaki tork nasıldır?
P=wT(w; açısal hız, T: tork) olduğundan, P değişmediğinden ve w arttığından tork da buna göre azalacaktır.
Bir başka açıdan da bakabiliriz:
Motorun stator voltajı U=E+I*R'dir (I akımdır, R elektronik dirençtir ve E indüklenen potansiyeldir).
U ve I değişmediğinde E'nin de değişmediği görülmektedir.
Ve E=k*f*X (k: sabit; f: frekans; X: manyetik akı), yani f 50–>60Hz arasında değiştiğinde, X buna göre azalacaktır.
Motor için, T=K*I*X (K: sabit; I: akım; X: manyetik akı), dolayısıyla manyetik akı X azaldıkça tork T azalacaktır.
Aynı zamanda 50Hz'den küçük olduğunda I*R çok küçük olduğundan U/f=E/f değişmediğinde manyetik akı (X) sabittir. Tork T akımla orantılıdır. İnverterin aşırı akım kapasitesinin genellikle aşırı yük (tork) kapasitesini tanımlamak için kullanılmasının nedeni budur ve buna sabit tork hız regülasyonu denir (nominal akım değişmeden kalır –>maksimum tork değişmeden kalır)
Sonuç: İnverterin çıkış frekansı 50Hz'in üzerine çıktığında motorun çıkış torku azalacaktır.
6.Çıkış torkuyla ilgili diğer faktörler
Isı üretimi ve ısı dağıtma kapasitesi, invertörün çıkış akımı kapasitesini belirler ve dolayısıyla invertörün çıkış tork kapasitesini etkiler.
1. Taşıyıcı frekansı: İnvertör üzerinde işaretlenen nominal akım, genellikle en yüksek taşıyıcı frekansında ve en yüksek ortam sıcaklığında sürekli çıkış sağlayabilecek değerdir. Taşıyıcı frekansının azaltılması motorun akımını etkilemeyecektir. Ancak bileşenlerin ısı üretimi azalacaktır.
2. Ortam sıcaklığı: Tıpkı ortam sıcaklığının nispeten düşük olduğu tespit edildiğinde invertör koruma akım değerinin artmayacağı gibi.
3. Yükseklik: Yüksekliğin artmasının ısı dağılımı ve yalıtım performansı üzerinde etkisi vardır. Genellikle 1000 m'nin altında göz ardı edilebilmekte, üzeri her 1000 m'de kapasite %5 oranında azaltılabilmektedir.
7.Frekans dönüştürücünün motoru kontrol etmesi için uygun frekans nedir?
Yukarıdaki özette, invertörün neden motoru kontrol etmek için kullanıldığını öğrendik ve ayrıca invertörün motoru nasıl kontrol ettiğini de anladık. İnvertör, aşağıdaki gibi özetlenebilecek motoru kontrol eder:
İlk olarak invertör, düzgün başlatma ve düzgün durdurma elde etmek için motorun başlatma voltajını ve frekansını kontrol eder;
İkincisi, invertör motorun hızını ayarlamak için kullanılır ve frekans değiştirilerek motor hızı ayarlanır.
Anhui Mingteng'in kalıcı mıknatıslı motoruÜrünler invertör tarafından kontrol edilir. %25-%120 yük aralığında, aynı özelliklerdeki asenkron motorlara göre daha yüksek verime ve daha geniş çalışma aralığına sahiptirler ve önemli enerji tasarrufu etkilerine sahiptirler.
Profesyonel teknisyenlerimiz, motorun daha iyi kontrolünü sağlamak ve motorun performansını en üst düzeye çıkarmak için özel çalışma koşullarına ve müşterilerin gerçek ihtiyaçlarına göre daha uygun bir invertör seçecektir. Ayrıca teknik servis departmanımız, invertörün kurulumu ve hata ayıklaması konusunda müşterilere uzaktan rehberlik edebilir ve satış öncesi ve sonrası çok yönlü takip ve servisi gerçekleştirebilir.
Telif hakkı: Bu makale, WeChat'in genel numarası olan "Teknik eğitim"in yeniden basımıdır; orijinal bağlantı https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA
Bu yazı şirketimizin görüşlerini yansıtmamaktadır. Farklı görüşleriniz veya görüşleriniz varsa lütfen bizi düzeltin!
Gönderim zamanı: Eylül-09-2024