Opis:

Frekvencijski pretvara? u kompletu sa asinhroni elektromotor omogu?ava zamjenu pogona jednosmerna struja. Sistemi kontrole brzine DC motora su prili?no jednostavni, ali slaba ta?ka takav elektri?ni pogon je elektromotor. Skup je i nepouzdan. U toku rada ?etkice varne, a kolektor se haba pod uticajem elektroerozije.Takav elektromotor se ne mo?e koristiti u pra?njavom i eksplozivnom okru?enju.

Asinhroni elektromotori su superiorniji od DC motora na mnogo na?ina: jednostavni su po dizajnu i pouzdani, budu?i da nemaju pokretne kontakte. U pore?enju sa DC motorima, oni imaju manje dimenzije, te?inu i cenu pri istoj snazi. Asinhroni motori su jednostavni za proizvodnju i rad.

Glavni nedostatak asinhronih elektromotora je te?ko?a regulacije njihove brzine. tradicionalne metode(promjenom napona napajanja, uvo?enjem dodatnih otpora u krug namotaja).

Upravljanje asinhronim elektromotorom u frekventnom re?imu donedavno je predstavljalo veliki problem, iako je teorija regulacije frekvencije razvijena jo? tridesetih godina. Razvoj frekventno kontrolisanog elektri?nog pogona ko?ili su visoki tro?kovi frekventnih pretvara?a. Izgled strujni krugovi sa IGBT tranzistorima, razvoj mikroprocesorskih upravlja?kih sistema visokih performansi omogu?io je raznim kompanijama u Evropi, SAD i Japanu da kreiraju moderne frekventne pretvara?e po pristupa?noj ceni.

Poznato je da je kontrola brzine izvr?ni mehanizmi mo?e se izvesti pomo?u razli?itih ure?aja: mehani?kih varijatora, hidrauli?nih spojnica, otpornika koji se dodatno uvode u stator ili rotor, elektromehani?kih pretvara?a frekvencije, stati?kih pretvara?a frekvencije.

Upotreba prva ?etiri ure?aja ne omogu?ava Visoka kvaliteta kontrola brzine, neekonomi?na, zahtijeva visoke tro?kove prilikom instalacije i rada.
Stati?ki pretvara?i frekvencije su trenutno najnapredniji ure?aji za upravljanje asinkronim pogonom.

Princip frekvencijske metode za kontrolu brzine asinhronog motora je promjenom frekvencije f1 napon napajanja, mo?e biti u skladu sa izrazom

konstantan broj parova polova p se mijenja ugaona brzina magnetsko polje stator.

Ova metoda omogu?ava glatku kontrolu brzine u ?irokom rasponu, a mehani?ke karakteristike su vrlo krute.

U ovom slu?aju regulacija brzine nije pra?ena pove?anjem klizanja asinhronog motora, pa je gubitak snage pri regulaciji mali.

Za postizanje visokih energetskih performansi asinhronog motora - faktori snage, korisna akcija, kapacitet preoptere?enja - potrebno je mijenjati ulazni napon istovremeno sa frekvencijom.

Zakon promjene napona ovisi o prirodi momenta optere?enja GOSPO?A. Pri konstantnom momentu optere?enja Mc=const napon na statoru mora biti reguliran proporcionalno frekvenciji :

Za ventilatorsku prirodu momenta optere?enja, ovo stanje ima oblik:

Kada je moment optere?enja obrnuto proporcionalan brzini:

Dakle, za nesmetanu regulaciju brzine vrtnje osovine asinhronog elektromotora bez stepena, frekventni pretvara? mora omogu?iti istovremenu regulaciju frekvencije i napona na statoru asinhronog motora.

Prednosti kori?tenja pogona s promjenjivom brzinom tehnolo?kim procesima

Upotreba podesivog elektri?nog pogona osigurava u?tedu energije i omogu?ava dobijanje novih kvaliteta sistema i objekata. Zna?ajne u?tede energije posti?u se regulacijom bilo kojeg tehnolo?kog parametra. Ako je u pitanju transporter ili transporter, tada mo?ete podesiti brzinu njegovog kretanja. Ako je u pitanju pumpa ili ventilator, mo?ete odr?avati pritisak ili pode?avati performanse. Ako je ovo ma?ina, onda mo?ete glatko podesiti brzinu pomaka ili glavni pokret.

Poseban ekonomski efekat od upotrebe frekventnih pretvara?a je primena regulacije frekvencije na objektima koji obezbe?uju transport te?nosti. Do sada je naj?e??i na?in kontrole performansi ovakvih objekata kori?tenje zasuna ili regulacijskih ventila, ali danas postaje dostupna kontrola frekvencije asinhronog motora, koji pokre?e, na primjer, propeler pumpne jedinice ili ventilatora. .

Izgledi za regulaciju frekvencije jasno su vidljivi na slici 1

Stoga, prilikom prigu?ivanja, protok tvari zadr?an ventilom ili ventilom ne djeluje koristan rad. Upotreba podesivog elektri?nog pogona pumpe ili ventilatora omogu?ava vam da postavite potreban pritisak ili brzinu protoka, ?to ne samo da ?e u?tedjeti energiju, ve? i smanjiti gubitak transportirane tvari.

Struktura frekventnog pretvara?a

Ve?ina modernih frekventnih pretvara?a izgra?ena je prema shemi dvostruke konverzije. Sastoje se od sljede?ih glavnih dijelova: DC veze (nekontrolisani ispravlja?), pretvara?a impulsa snage i upravlja?kog sistema.

DC veza se sastoji od nekontrolisanog ispravlja?a i filtera. U njemu se naizmjeni?ni mre?ni napon pretvara u jednosmjerni napon.

Sna?ni trofazni impulsni inverter sastoji se od ?est tranzistorskih prekida?a. Svaki namotaj motora je povezan preko odgovaraju?eg klju?a na pozitivne i negativne terminale ispravlja?a. Inverter pretvara ispravljeni napon u trofazni izmjeni?ni napon ?eljene frekvencije i amplitude, koji se primjenjuje na namotaje statora elektromotora.

U izlaznim stupnjevima pretvara?a, energetski IGBT tranzistori se koriste kao klju?evi. U pore?enju sa tiristorima, oni imaju vi?u frekvenciju prebacivanja, ?to vam omogu?ava da generi?ete sinusoidni izlazni signal uz minimalno izobli?enje.

Kako radi frekventni pretvara?

Frekventni pretvara? se sastoji od nekontrolisanog diodnog ispravlja?a snage B, nezavisnog pretvara?a, PWM upravlja?kog sistema, automatska regulacija, induktor Lv i filter kondenzator Cv (slika 2). Regulacija izlazne frekvencije fout. a napon Uout se izvodi u pretvara?u zahvaljuju?i visokofrekventnoj kontroli ?irine impulsa.

Upravljanje ?irinom impulsa karakterizira period modulacije, unutar kojeg se namotaj statora elektromotora naizmjeni?no povezuje na pozitivne i negativne polove ispravlja?a.

Trajanje ovih stanja unutar PWM perioda je modulirano prema sinusoidnom zakonu. Pri visokim (obi?no 2 ... 15 kHz) PWM frekvencijama takta, sinusoidne struje teku u namotajima motora zbog njihovih svojstava filtriranja.

U ovom slu?aju regulacija brzine nije pra?ena pove?anjem klizanja asinhronog motora, pa je gubitak snage pri regulaciji mali. Za postizanje visokih energetskih performansi asinhronog motora - faktori snage, efikasnost, kapacitet preoptere?enja - potrebno je mijenjati ulazni napon istovremeno sa frekvencijom.

Struktura frekventnog pretvara?a

Najmodernije frekventni pretvara?i izgra?en po shemi dvostruke konverzije. Ulazni sinusoidni napon sa konstantnom amplitudom i frekvencijom se ispravlja u DC linku B, izravnava filterom koji se sastoji od prigu?nice Lv i filter kondenzatora Cv, a zatim ponovo konvertuje inverter AI u naizmjeni?ni napon promjenjive frekvencije i amplitude. Kontrola izlazne frekvencije fout. a napon Uout se izvodi u pretvara?u zahvaljuju?i visokofrekventnoj kontroli ?irine impulsa. Upravljanje ?irinom impulsa karakterizira period modulacije, unutar kojeg se namotaj statora elektromotora naizmjeni?no povezuje na pozitivne i negativne polove ispravlja?a.

Trajanje veze svakog namotaja unutar perioda ponavljanja impulsa modulirano je prema sinusoidnom zakonu. Najve?a ?irina impulsa je obezbe?ena u sredini poluciklusa, a smanjuje se prema po?etku i kraju poluciklusa. Dakle, PMS upravlja?ki sistem obezbe?uje pulsno-?irinsku modulaciju (PWM) napona primenjenog na namotaje motora.Amplituda i frekvencija napona odre?uju se parametrima moduliraju?e sinusoidne funkcije. Tako se na izlazu frekventnog pretvara?a formira trofazni naizmjeni?ni napon promjenjive frekvencije i amplitude.

Uvijek nam je drago vidjeti na?e stare partnere i radujemo se novim.

Dostava u sve regione Rusije!

sadr?aj:

Kod asinhronih elektromotora postaje potrebno podesiti brzinu rotora. U tu svrhu koristi se frekventno kontrolirani pogon, ?iji je glavni element frekventni pretvara?. Njegov dizajn uklju?uje DC most, koji je ujedno i ispravlja? koji pretvara industrijsku naizmjeni?nu struju u jednosmjernu. Jo? jedan va?an detalj je inverter koji vr?i inverznu konverziju jednosmjerne struje u naizmjeni?nu sa potrebnom frekvencijom i amplitudom.

Princip rada frekventnog pretvara?a

Asinhroni motori se ?iroko koriste u industriji i transportu, kao glavna pokreta?ka snaga jedinica, ma?ina i mehanizama. Veoma su pouzdani i relativno laki za popravku.

Me?utim, ovi ure?aji mogu rotirati samo na jednoj frekvenciji, koja ima napajanje izmjeni?nom strujom. Za rad u razli?itim rasponima koriste se posebni ure?aji - frekventni pretvara?i, vr?e?i pode?avanje frekvencije na tra?ene parametre.

Rad pretvara?a usko je povezan s principom rada asinhronog motora. Njegov stator se sastoji od tri namotaja, od kojih je svaki spojen struja, koji stvara naizmjeni?no magnetno polje. Pod dejstvom ovog polja u rotoru se indukuje struja, ?to tako?e dovodi do pojave magnetnog polja. Kao rezultat interakcije polja statora i rotora, po?inje rotacija rotora.

Kada se indukcioni motor pokrene, postoji zna?ajna potro?nja struje iz mre?e. Zbog toga pogon mehanizma do?ivljava zna?ajno preoptere?enje. Postoji nagla ?elja motora da postigne nominalnu brzinu. Kao rezultat toga, smanjuje se vijek trajanja ne samo same jedinice, ve? i onih ure?aja koje pokre?e.

Ovaj problem se uspje?no rje?ava kori?tenjem frekventnog pretvara?a koji vam omogu?ava promjenu frekvencije napona koji napaja motor. Upotreba savremenih elektronskih komponenti ?ini ove ure?aje malim i visoko efikasnim.

Princip rada frekventnog pretvara?a je prili?no jednostavan. Najprije se mre?ni napon dovodi do ispravlja?a, gdje se pretvara u jednosmjernu struju. Zatim se izgla?uje kondenzatorima i dovodi u tranzistorski pretvara?. Njegovi tranzistori u otvorenom stanju imaju izuzetno mali otpor. Njihovo otvaranje i zatvaranje se odvija u odre?eno vrijeme pomo?u elektronske kontrole. Napon se formira, sli?an trofaznom, kada se faze pomaknu jedna u odnosu na drugu. Pulsevi imaju pravokutnog oblika, ali to uop?te ne uti?e na rad motora.

Pretvara?i frekvencije imaju veliki zna?aj na poslu. S ovom shemom povezivanja potrebno je koristiti kondenzator za pomicanje faze za stvaranje obrtnog momenta. Efikasnost jedinice zna?ajno opada, me?utim, frekventni pretvara? ?e pove?ati njegove performanse.

Dakle, upotreba frekventnog pretvara?a ?ini upravljanje trofaznim AC motorima efikasnijim. Kao rezultat, unapre?uju se proizvodni procesi, a energetski resursi se racionalnije koriste.

Prednosti i nedostaci ure?aja za kontrolu frekvencije

Ovi ure?aji za pode?avanje imaju nesumnjive prednosti i pru?aju visok ekonomski u?inak. Odlikuje ih visoka preciznost pode?avanja, daju po?etni moment jednak maksimumu. Ako je potrebno, elektromotor mo?e raditi s djelomi?nim optere?enjem, ?to omogu?ava zna?ajne u?tede energije. Frekvencijski regulatori zna?ajno produ?avaju vijek trajanja opreme. Sa mekim startom motora, njegovo tro?enje postaje mnogo manje.

Pretvornik varijabilne frekvencije se daljinski dijagnosticira preko industrijska mre?a. Ovo vam omogu?ava da vodite evidenciju o odra?enim satima, da prepoznate faze ispadanja u ulaznim i izlaznim krugovima, kao i da identifikujete druge kvarove i kvarove.

Na ure?aj za pode?avanje mogu se priklju?iti razli?iti senzori koji omogu?avaju pode?avanje bilo koje vrijednosti, na primjer, tlaka. Ako napon mre?e iznenada nestane, aktivira se sistem kontrolisanog ko?enja i automatskog ponovnog pokretanja. Brzina rotacije se stabilizuje pod promenljivim optere?enjem. Pogon s promjenjivom frekvencijom postaje alternativna zamjena za prekida?.

Glavni nedostatak je stvaranje smetnji od strane ve?ine modela takvih ure?aja. Da obezbedi normalan rad RFI filteri moraju biti instalirani. osim toga, pove?ana snaga frekventni pretvara?i zna?ajno pove?avaju njihovu cijenu, tako da je minimalni period povrata 1-2 godine.

Primena ure?aja za pode?avanje

Ure?aji za pode?avanje frekvencije koriste se u mnogim podru?jima - u industriji iu svakodnevnom ?ivotu. Opremljeni su valjaonicama, transporterima, ma?inama za se?enje, ventilatorima, kompresorima, mikserima, ku?nim ma?ine za pranje ve?a i klima ure?aji. Pogoni su se dokazali u gradskom trolejbuskom saobra?aju. Upotreba frekventnih pogona u alatnim ma?inama sa numeri?kim upravljanje programom omogu?ava vam da sinkronizirate pokrete u smjeru vi?e osa odjednom.

Ovi sistemi daju maksimalan ekonomski efekat kada se koriste u raznim pumpna oprema. Standard bilo koje vrste je pode?avanje prigu?nica ugra?enih u tla?ne vodove i odre?ivanje broja radnih jedinica. Ovo omogu?ava dobijanje odre?enih tehni?ke specifikacije kao ?to je pritisak u cjevovodu i drugi.

Pumpe imaju konstantnu brzinu i ne uzimaju u obzir promjenjivi protok kao rezultat varijabilne potra?nje za vodom. ?ak i pri minimalnom protoku, pumpe ?e odr?avati konstantnu brzinu ?to rezultira nadpritisak online i poziva hitne slu?ajeve. Sve to je pra?eno zna?ajnom beskorisnom potro?njom elektri?ne energije. To se uglavnom doga?a no?u uz nagli pad potro?nje vode.

Pojavom frekventnog pretvara?a postalo je mogu?e podr?avati konstantan pritisak direktno od potro?a?a. Ovi sistemi su se dokazali u kombinaciji sa asinhronim motorima. op?e namjene. Kontrola frekvencije vam omogu?ava da promijenite brzinu rotacije osovine, ?ine?i je ve?om ili ni?om od nominalne. Senzor tlaka instaliran kod potro?a?a prenosi informacije na promjenjivi frekvencijski pogon, koji zauzvrat mijenja frekvenciju koja se isporu?uje motoru.

Moderni upravlja?ki ure?aji su kompaktne veli?ine. Smje?teni su u ku?i?te za?ti?eno od pra?ine i vlage. Zahvaljuju?i korisni?kom interfejsu, ure?ajima se mo?e upravljati ?ak i u ve?ini slu?ajeva te?ki uslovi, sa ?irokim rasponom snage - od 0,18 do 630 kilovata i naponom od 220/380 volti.

Pretvara?i frekvencije su dizajnirani za glatku kontrolu brzine asinhronog motora stvaranjem trofaznog napona promjenjive frekvencije na izlazu pretvara?a. U najjednostavnijim slu?ajevima, regulacija frekvencije i napona se odvija u skladu sa specificirana V/f karakteristika, najnapredniji pretvara?i implementiraju tzv vektorsko upravljanje .
Princip rada frekventnog pretvara?a ili, kako se ?esto naziva, pretvara?a: izmjeni?ni napon industrijske mre?e ispravlja se blokom ispravlja?kih dioda i filtrira velikom kondenzatorskom bankom kako bi se minimiziralo valovanje primljenog napona. Ovaj napon se primjenjuje na premosni krug koji uklju?uje ?est IGBT ili MOSFET upravljanih tranzistora sa diodama povezanim antiparalelno kako bi se za?titili tranzistori od sloma napona obrnutog polariteta koji se javlja pri radu sa namotajima motora. Osim toga, krug ponekad uklju?uje krug "odvoda" energije - tranzistor s otpornikom za rasipanje velike snage. Ovaj krug se koristi u na?inu ko?enja da prigu?i napon koji stvara motor i za?titi kondenzatore od prekomjernog punjenja i kvara.
Blok dijagram pretvara?a je prikazan ispod.
Frekvencijski pretvara? u kompletu s asinhronim elektri?nim motorom omogu?ava vam zamjenu DC elektri?nog pogona. Sistemi za kontrolu brzine motora jednosmerne struje su prili?no jednostavni, ali slaba ta?ka takvog elektri?nog pogona je elektromotor. Skup je i nepouzdan. Tokom rada ?etke iskre, a kolektor se istro?i pod utjecajem elektroerozije. Takav elektromotor se ne mo?e koristiti u pra?njavim i eksplozivnim okru?enjima.
Asinhroni elektromotori su superiorniji od DC motora na mnogo na?ina: jednostavni su po dizajnu i pouzdani, budu?i da nemaju pokretne kontakte. U pore?enju sa DC motorima, oni imaju manje dimenzije, te?inu i cenu pri istoj snazi. Asinhroni motori su jednostavni za proizvodnju i rad.
Glavni nedostatak asinhronih elektromotora je te?ko?a regulacije njihove brzine tradicionalnim metodama (promjenom napona napajanja, uvo?enjem dodatnih otpora u krug namota).
Upravljanje asinhronim elektromotorom u frekventnom re?imu, donedavno je bilo veliki problem, iako je teorija regulacije frekvencije razvijena jo? tridesetih godina. Zaustavljen je razvoj frekventno kontroliranog elektri?nog pogona visoka cijena frekventni pretvara?i. Pojava strujnih kola sa IGBT tranzistorima, razvoj mikroprocesorskih upravlja?kih sistema visokih performansi omogu?ili su raznim kompanijama u Evropi, SAD i Japanu da stvore moderne frekventne pretvara?e po pristupa?noj ceni.
Brzina rotacije aktuatora mo?e se kontrolirati pomo?u razni ure?aji: mehani?ki varijatori, hidrauli?ne spojnice, otpornici dodatno uvedeni u stator ili rotor, elektromehani?ki pretvara?i frekvencije, stati?ki pretvara?i frekvencije.
Kori?tenje prva ?etiri ure?aja ne omogu?ava kvalitetnu kontrolu brzine, neekonomi?no je i zahtijeva velike tro?kove prilikom instalacije i rada. Stati?ki pretvara?i frekvencije su trenutno najnapredniji ure?aji za upravljanje asinkronim pogonom.
Princip frekvencijske metode upravljanja brzinom asinhronog motora je da je promjenom frekvencije f1 napona napajanja mogu?e, u skladu sa izrazom

konstantan broj parova polova p za promjenu ugaone brzine magnetskog polja statora.
Ova metoda omogu?ava glatku kontrolu brzine u ?irokom rasponu, a mehani?ke karakteristike su vrlo krute.
U ovom slu?aju, regulacija brzine nije pra?ena pove?anjem klizanja asinhronog motora, pa je gubitak snage pri regulaciji mali.
Za postizanje visokih energetskih performansi asinhronog motora - faktori snage, efikasnost, kapacitet preoptere?enja - potrebno je mijenjati ulazni napon istovremeno sa frekvencijom.
Zakon promjene napona ovisi o prirodi momenta optere?enja Ms. Sa konstantnim momentom optere?enja Ms=const, napon na statoru se mora regulisati proporcionalno frekvenciji:

Za ventilatorsku prirodu momenta optere?enja, ovo stanje ima oblik:

Kada je moment optere?enja obrnuto proporcionalan brzini:

Dakle, za nesmetanu bestepenu regulaciju brzine osovine asinhronog elektromotora, frekventni pretvara? mora da obezbedi istovremenu regulaciju frekvencije i napona na namotaju statora asinhronog motora.
Prednosti kori?tenja podesivog elektri?nog pogona u tehnolo?kim procesima
Upotreba podesivog elektri?nog pogona osigurava u?tedu energije i omogu?ava dobijanje novih kvaliteta sistema i objekata. Zna?ajne u?tede energije posti?u se regulacijom bilo kojeg tehnolo?kog parametra. Ako je u pitanju transporter ili transporter, tada mo?ete podesiti brzinu njegovog kretanja. Ako je u pitanju pumpa ili ventilator, mo?ete odr?avati pritisak ili pode?avati performanse. Ako je ovo ma?ina, onda mo?ete glatko podesiti brzinu pomaka ili glavni pokret.
Poseban ekonomski efekat od upotrebe frekventnih pretvara?a je primena regulacije frekvencije na objektima koji obezbe?uju transport te?nosti. Do sada je naj?e??i na?in kontrole performansi ovakvih objekata kori?tenje zasuna ili regulacijskih ventila, ali danas postaje dostupna kontrola frekvencije asinhronog motora, koji pokre?e, na primjer, propeler pumpne jedinice ili ventilatora. . Prilikom kori?tenja frekvencijskih regulatora, omogu?eno je glatko pode?avanje brzine rotacije, u ve?ini slu?ajeva omogu?ava odbijanje kori?tenja mjenja?a, varijatora, prigu?nica i druge kontrolne opreme.
Kada je povezan preko frekventnog pretvara?a, motor se pokre?e glatko, bez startnih struja i udaraca, ?to smanjuje optere?enje motora i mehanizama, ?ime se produ?ava njihov vijek trajanja.
Izgledi za regulaciju frekvencije jasno su vidljivi sa slike


Dakle, pri prigu?ivanju, protok tvari zadr?an ventilom ili ventilom ne obavlja koristan rad. Upotreba podesivog elektri?nog pogona pumpe ili ventilatora omogu?ava vam da postavite potreban pritisak ili brzinu protoka, ?to ne samo da ?e u?tedjeti energiju, ve? i smanjiti gubitak transportirane tvari.
Struktura frekventnog pretvara?a
Ve?ina modernih frekventnih pretvara?a izgra?ena je prema shemi dvostruke konverzije. Sastoje se od sljede?ih glavnih dijelova: DC veze (nekontrolisani ispravlja?), pretvara?a impulsa snage i upravlja?kog sistema.
DC veza se sastoji od nekontrolisanog ispravlja?a i filtera. U njemu se naizmjeni?ni mre?ni napon pretvara u jednosmjerni napon.
Sna?ni trofazni impulsni inverter sastoji se od ?est tranzistorskih prekida?a. Svaki namotaj motora je povezan preko odgovaraju?eg klju?a na pozitivne i negativne terminale ispravlja?a. Inverter pretvara ispravljeni napon u trofazni izmjeni?ni napon ?eljene frekvencije i amplitude, koji se primjenjuje na namotaje statora elektromotora.
U izlaznim stupnjevima pretvara?a, energetski IGBT tranzistori se koriste kao klju?evi. U pore?enju sa tiristorima, oni imaju vi?u frekvenciju prebacivanja, ?to vam omogu?ava da generi?ete sinusoidni izlazni signal uz minimalno izobli?enje.
Kako radi frekventni pretvara?
Frekventni pretvara? se sastoji od nekontrolisanog diodnog ispravlja?a snage B, nezavisnog pretvara?a, PWM upravlja?kog sistema, automatskog upravlja?kog sistema, induktora Lb i filterskog kondenzatora Cb. Regulacija izlazne frekvencije fout. a napon Uout se izvodi u pretvara?u zahvaljuju?i visokofrekventnoj kontroli ?irine impulsa.
Upravljanje ?irinom impulsa karakterizira period modulacije, unutar kojeg se namotaj statora elektromotora naizmjeni?no povezuje na pozitivne i negativne polove ispravlja?a.
Trajanje ovih stanja unutar PWM perioda je modulirano prema sinusoidnom zakonu. Pri visokim (obi?no 2 ... 15 kHz) PWM frekvencijama takta, sinusoidne struje teku u namotajima motora zbog njihovih svojstava filtriranja.


Dakle, oblik krive izlaznog napona je visokofrekventni bipolarni niz pravokutnih impulsa (slika 3).
Frekvencija impulsa je odre?ena PWM frekvencijom, trajanje (?irina) impulsa tokom perioda izlazne frekvencije AVI modulira se prema sinusoidnom zakonu. Oblik krivulje izlazne struje (struja u namotajima asinhronog motora) je gotovo sinusoidan.
Izlazni napon pretvara?a mo?e se regulirati na dva na?ina: amplituda (AR) promjenom ulaznog napona Ub i ?irina impulsa (PWM) promjenom programa prebacivanja za ventile V1-V6 na Ub = konst.
Druga metoda je postala ?iroko rasprostranjena u modernim frekventnim pretvara?ima zbog razvoja moderne baze elemenata (mikroprocesori, IBGT tranzistori). Kod modulacije ?irine impulsa, oblik struja u namotajima statora indukcionog motora je blizak sinusoidalnom zbog svojstava filtriranja samih namotaja.

Takvo upravljanje omogu?ava postizanje visoke efikasnosti pretvara?a i ekvivalentno je analognom upravljanju kori?tenjem frekvencije i amplitude napona.
Moderni invertori su bazirani na potpuno kontrolisanim energetskim poluprovodni?kim ure?ajima - GTO - tiristorima, ili IGBT bipolarnim tranzistorima sa izolovanim gejtom. Na sl. 2.45 prikazuje 3-fazno mostno kolo autonomnog pretvara?a baziranog na IGBT tranzistorima.
Sastoji se od ulaznog kapacitivnog filtera Cf i ?est IGBT tranzistora V1-V6 povezanih u antiparalelne diode obrnute struje D1-D6.
Zbog naizmjeni?nog uklju?ivanja ventila V1-V6 prema algoritmu odre?enom od strane upravlja?kog sistema, konstantni ulazni napon Uv se pretvara u naizmjeni?ni pravokutni impulsni izlazni napon. Aktivna komponenta struje asinhronog elektromotora te?e kroz upravljane klju?eve V1-V6, a reaktivna komponenta struje kroz diode D1-D6.


I – trofazni mostni inverter;
B - trofazni mostni ispravlja?;
Cf - filter kondenzator;

Varijanta dijagrama povezivanja Omron frekventnog pretvara?a.

Povezivanje frekventnih pretvara?a uskla?eno sa EMC

Monta?a i povezivanje u skladu sa EMC zahtjevima detaljno su opisani u odgovaraju?im priru?nicima ure?aja.

Tehni?ke informacije Pretvara?i

Kreirano na kraju 19. vijek, trofazni asinhroni motor postao je nezaobilazna komponenta moderne industrijske proizvodnje.

Za meko pokretanje i zaustavljanje takve opreme potreban je poseban ure?aj - frekventni pretvara?. Prisutnost pretvara?a za velike motore sa velika snaga. Uz pomo? ovoga dodatni ure?aj mogu?e je regulisati startne struje, odnosno kontrolisati i ograni?iti njihovu veli?inu.

Ako reguli?ete isklju?ivo startnu struju mehani?ki, ne?e biti mogu?e izbje?i gubitke energije i smanjiti vijek trajanja opreme. Pokazatelji ove struje su pet do sedam puta ve?i od nazivnog napona, ?to je neprihvatljivo za normalan rad opreme.

Princip rada modernog frekventnog pretvara?a uklju?uje kori?tenje elektroni?ke kontrole. Oni ne samo da pru?aju meki start, ve? i glatko reguliraju rad pogona, pridr?avaju?i se omjera izme?u napona i frekvencije striktno prema datoj formuli.

Glavna prednost ure?aja je u?teda u potro?nji elektri?ne energije koja u prosjeku iznosi 50%. Kao i mogu?nost prilago?avanja potrebama odre?ene proizvodnje.

Ure?aj radi na principu dvostruke konverzije napona.

1. ispravljen i filtriran sistemom kondenzatora.
2. Tada se pokre?e elektronska kontrola - stvara se struja sa odre?enom (programiranom) frekvencijom.

Na izlazu se proizvode pravokutni impulsi koji se pod utjecajem namotaja statora motora (njegove induktivnosti) pribli?avaju sinusoidi.

Na ?ta treba obratiti pa?nju pri odabiru?

Proizvo?a?i se fokusiraju na cijenu pretvara?a. Stoga su mnoge opcije dostupne samo sa skupi modeli. Prilikom odabira ure?aja potrebno je odrediti osnovne zahtjeve za odre?enu namjenu.

• Kontrola mo?e biti vektorska ili skalarna. Prvi omogu?ava fino pode?avanje. Drugi odr?ava samo jedan, dati omjer izme?u frekvencije i napona na izlazu i prikladan je samo za jednostavnim aparatima kao fan.
• ?to je ve?a specificirana snaga, ure?aj ?e biti svestraniji - osigurat ?e se zamjenjivost, a odr?avanje opreme pojednostavljeno.
• Opseg mre?nog napona trebao bi biti ?to je mogu?e ?iri, ?to ?e za?tititi od promjena njegovih normi. Ni?a verzija nije toliko opasna za ure?aj kao nadogradnja. Kod potonjeg, mre?ni kondenzatori mogu eksplodirati.
• U?estalost mora biti u potpunosti u skladu s potrebama proizvodnje. Donja granica ozna?ava opseg kontrole brzine pogona. Ako je potreban ?iri, potrebna je vektorska kontrola. U praksi se koriste frekvencije od 10 do 60 Hz, rje?e do 100 Hz.
• Upravljanje se vr?i preko razli?itih ulaza i izlaza. ?to ih je vi?e, to bolje. Ali velika koli?ina konektori zna?ajno pove?avaju cijenu ure?aja i kompliciraju njegovu konfiguraciju.

Diskretni ulazi (izlazi) se koriste za unos upravlja?kih komandi i izlazne poruke o doga?ajima (na primjer, o pregrijavanju), digitalni ulazi - za unos digitalnih (visokofrekventnih) signala, analogni - za unos povratnih signala.

• Upravlja?ka sabirnica priklju?ene opreme mora odgovarati mogu?nostima kola frekventnog pretvara?a u smislu broja ulaza i izlaza. Bolje je imati malu marginu za nadogradnju.
• kapacitet preoptere?enja. Optimalno je odabrati ure?aj ?ija je snaga 15% ve?a od snage motora koji se koristi. U svakom slu?aju, pro?itajte dokumentaciju. Proizvo?a?i navode sve glavne parametre motora. Ako su vr?na optere?enja va?na, treba odabrati pogon sa vr?nom strujom od 10% ve?om od navedene vrijednosti.

U?inite sami sklop frekventnog pretvara?a za asinhroni motor

Mo?ete sami sastaviti inverter ili pretvara?. Trenutno na mre?i postoji mnogo uputa i dijagrama za takav sklop.

Glavni zadatak je nabaviti "narodni" model. Jeftin, pouzdan i dizajniran za doma?u upotrebu. Za rukovanje opremom u industrijske razmjere Naravno, bolje je dati prednost ure?ajima koje prodaju trgovine.
Postupak sastavljanja kruga pretvara?a frekvencije za elektromotor

Za rad sa ku?no o?i?enje, napona 220V i jedne faze. Pribli?na snaga motora do 1 kW.

Napomenu. Duge ?ice moraju biti opremljene prstenovima za suzbijanje smetnji.

Pode?avanje rotacije rotora motora se uklapa u frekvencijski opseg 1:40. Za niske frekvencije potreban je fiksni napon (IR kompenzacija).

Spajanje frekventnog pretvara?a na elektromotor

Za jednofazno o?i?enje na 220V (koristi se kod ku?e), veza se vr?i prema shemi "trokut". Izlazna struja ne smije biti ve?a od 50% nominalne!

Za trofazno o?i?enje na 380V (industrijska upotreba), motor je povezan na frekventni pretvara? prema shemi "zvijezda".

Predajnik (ili ) ima odgovaraju?e terminale ozna?ene slovima.

• R, S, T - mre?ne ?ice su spojene ovdje, redoslijed nije bitan;
• U, V, W - za uklju?ivanje asinkronog motora (ako se motor okre?e u suprotnom smjeru, trebate zamijeniti bilo koju od dvije ?ice na ovim terminalima).
• Postoji zaseban terminal za uzemljenje.

Da biste produ?ili vijek trajanja pretvara?a, morate se pridr?avati sljede?ih pravila:

1. Redovno ?istite unutra?njost ure?aja od pra?ine (bolje ga je ispuhati malim kompresorom, jer se usisiva? ne?e uvijek nositi sa zaga?enjem - pra?ina se sabija).
2. Zamijenite ?vorove na vrijeme. Elektroliti?ki kondenzatori su predvi?eni za pet godina, osigura?i za deset godina rada. I ventilatori za hla?enje za dvije do tri godine kori?tenja. Unutra?nje perjanice treba mijenjati svakih ?est godina.
3. Nadgledajte unutra?nju temperaturu i DC napon sabirnice.

Pove?anje temperature dovodi do su?enja toplotno provodljive paste i uni?tavanja kondenzatora. Na energetskim komponentama pogona treba ga mijenjati najmanje jednom u tri godine.

4. Pridr?avajte se radnih uslova. Temperatura okru?enje ne bi trebalo da prelazi +40 stepeni. Neva?e?i visoka vla?nost i zaga?enje vazduha.

Upravljanje asinhronim motorom (na primjer) je prili?no kompliciran proces. Zanatski pretvara?i su jeftiniji od industrijskih kolega i prili?no su prikladni za ku?nu upotrebu. Me?utim, za industrijsku primjenu, po?eljno je instalirati tvorni?ki sastavljene pretvara?e. Odr?avanje ovako skupih modela mo?e obavljati samo dobro obu?eno tehni?ko osoblje.

Trenutno je asinhroni motor postao glavni ure?aj u ve?ini elektri?nih pogona. Sve ?e??e se koristi za upravljanje - pretvara? sa PWM regulacijom. Takvo upravljanje pru?a dosta prednosti, ali i stvara odre?ene probleme u odabiru odre?enih tehni?kih rje?enja. Poku?ajmo ih detaljnije razumjeti.

Ure?aj za pretvara? frekvencije

Razvoj i proizvodnja ?irokog spektra visokonaponskih IGBT tranzistorskih modula velike snage omogu?ili su implementaciju vi?efaznih prekida?a napajanja kojima se upravlja direktno digitalnim signalima. Programabilna ra?unarska oprema omogu?ila je formiranje numeri?kih nizova na ulazima prekida?a koji daju signale. Razvoj i masovna proizvodnja mikrokontrolera sa jednim ?ipom sa velikim ra?unarskim resursima omogu?ili su prelazak na servo pogone sa digitalnim kontrolerima.

Energetski frekventni pretvara?i se, po pravilu, realizuju prema kolu koje sadr?i ispravlja? na sna?nim energetskim diodama ili tranzistorima i inverter (kontrolisani prekida?) na IGBT tranzistorima ?antovanim diodama (slika 1).

Rice. 1. ?ema frekventnog pretvara?a

Ulazni stepen ispravlja dovedeni sinusoidni mre?ni napon, koji nakon izgla?ivanja uz pomo? induktivno-kapacitivnog filtera slu?i kao izvor napajanja kontrolisanog pretvara?a koji pod dejstvom digitalnih upravlja?kih komandi generi?e signal c, koji generi?e sinusoidalni struje u namotajima statora sa parametrima koji obezbe?uju potreban na?in rada elektromotora.

Digitalno upravljanje pretvara?em snage vr?i se pomo?u mikroprocesorskog hardvera i odgovaraju?ih zadataka softver. Ra?unarski ure?aj generi?e kontrolne signale za 52 modula u realnom vremenu, a tako?e i obra?uje signale merni sistemi kontrolu rada pogona.

Energetski ure?aji i upravlja?ki ra?unarski alati su kombinovani kao deo strukturno dizajniranog industrijskog proizvoda koji se zove frekventni pretvara?.

AT industrijska oprema Postoje dvije glavne vrste frekventnih pretvara?a:

vlasni?ki pretvara?i za odre?ene vrste opreme.

univerzalni frekventni pretvara?i su dizajnirani za vi?enamjensku kontrolu rada IM u korisni?ki definiranim na?inima rada.

Pode?avanje i upravljanje re?imima rada frekventnog pretvara?a mo?e se vr?iti pomo?u kontrolne table, opremljene ekranom za prikaz unesenih informacija. AT jednostavna verzija skalarnu kontrolu frekvencije, mo?ete koristiti skup jednostavnih logi?kih funkcija dostupnih u tvorni?kim postavkama kontrolera i ugra?eni PID kontroler.

Za implementaciju slo?enijih na?ina upravljanja pomo?u signala sa senzora povratne informacije potrebno je razviti strukturu ACS-a i algoritam koji treba programirati pomo?u povezanog eksternog ra?unara.

Ve?ina proizvo?a?a proizvodi cela linija frekventni pretvara?i koji se razlikuju po ulazu i izlazu elektri?ne karakteristike, snaga, dizajn i drugi parametri. Za spajanje na vanjsku opremu (mre?a, motor), dodatna vanjski elementi: magnetni starteri, transformatori, prigu?nice.

Vrste kontrolnih signala

Mora se napraviti razlika izme?u razli?itih tipova signala i za svaki se mora koristiti poseban kabel. razli?ite vrste signali mogu uticati jedni na druge. U praksi je ovo razdvajanje uobi?ajeno, na primjer, kabel iz mo?e se spojiti direktno na frekventni pretvara?.

Rice. 2. Primjer povezivanja strujnih kola i upravlja?kih kola frekventnog pretvara?a

Mogu se razlikovati sljede?e vrste signala:

analogni - naponski ili strujni signali (0 ... 10 V, 0 / 4 ... 20 mA), ?ija se vrijednost sporo ili rijetko mijenja, obi?no su to kontrolni ili mjerni signali;

diskretni naponski ili strujni signali (0...10 V, 0/4...20 mA), koji mogu uzeti samo dvije vrijednosti koje se rijetko mijenjaju (visoke ili niske);

digitalni (podaci) - signali napona (0 ... 5 V, 0 ... 10 V) koji se mijenjaju brzo i na visokoj frekvenciji, obi?no su to signali portova RS232, RS485 itd.;

relej - kontakti releja (0 ... 220 V AC) mogu uklju?iti induktivne struje u zavisnosti od priklju?enog optere?enja (spoljni releji, lampe, ventili, ure?aji za ko?enje, itd.).

Izbor snage pretvara?a frekvencije

Prilikom odabira snage frekventnog pretvara?a potrebno je bazirati se ne samo na snazi elektromotora, ve? i na nazivnim strujama i naponima pretvara?a i motora. ?injenica je da se navedena snaga frekventnog pretvara?a odnosi samo na njegov rad sa standardnim 4-polnim asinhronim elektromotorom u standardnoj primjeni.

Pravi pogoni imaju mnogo aspekata koji mogu dovesti do pove?anja trenutnog optere?enja pogona, na primjer tokom pokretanja. Op?enito, upotreba frekventnog pretvara?a omogu?ava vam da smanjite strujna i mehani?ka optere?enja zbog mekog starta. Na primjer, po?etna struja se smanjuje sa 600% na 100-150% nazivne struje.

Rad pogona smanjene brzine

Mora se imati na umu da iako frekventni pretvara? lako pru?a kontrolu brzine 10:1, kada motor radi na malim brzinama, snaga vlastitog ventilatora mo?da ne?e biti dovoljna. Potrebno je pratiti temperaturu motora i osigurati prisilnu ventilaciju.

Elektromagnetna kompatibilnost

Budu?i da je frekventni pretvara? sna?an izvor visokofrekventnih harmonika, za povezivanje motora mora se koristiti oklopljeni kabel minimalne du?ine. Polaganje takvog kabla mora se izvesti na udaljenosti od najmanje 100 mm od drugih kablova. Ovo minimizira smetnje. Ako trebate ukr?tati kablove, tada se raskrsnica vr?i pod uglom od 90 stepeni.

Napaja se generatorom za hitne slu?ajeve

Meki start, koji osigurava frekventni pretvara?, omogu?ava vam da smanjite potrebnu snagu generatora. Budu?i da se s takvim pokretanjem struja smanjuje za 4-6 puta, tada se snaga generatora mo?e smanjiti za isti broj puta. Ali ipak, izme?u generatora i pogona mora biti instaliran kontaktor koji se upravlja s relejnog izlaza frekventnog pretvara?a. Ovo ?titi frekventni pretvara? od opasnih prenapona.

Napajanje trofaznog pretvara?a iz jednofazna mre?a

Trofazni frekventni pretvara?i mogu se napajati iz jednofazne mre?e, ali njihova izlazna struja ne smije biti ve?a od 50% nominalne.

U?teda energije i novca

U?tede nastaju iz nekoliko razloga. Prvo, zbog rasta na 0,98, tj. Maksimalna snaga se koristi za obavljanje korisnog posla, minimalna se gubi. Drugo, koeficijent blizak ovom se dobija u svim re?imima rada motora.

Bez frekventnog pretvara?a, asinhroni motori pri malim optere?enjima imaju kosinus fi 0,3-0,4. Tre?e, nema potrebe za dodatnim mehani?kim pode?avanjima (klapni, gasovi, ventili, ko?nice, itd.), sve se radi elektronski. S takvim kontrolnim ure?ajem u?tede mogu dose?i 50%.

Sinhronizacija vi?e ure?aja

Zahvaljuju?i dodatnim upravlja?kim ulazima frekventnog pretvara?a, mo?ete sinkronizirati procese na transporteru ili podesiti omjer promjena u nekim vrijednostima, ovisno o drugim. Na primjer, stavite brzinu rotacije vretena stroja u ovisnost o brzini pomaka reza?a. Proces ?e biti optimiziran kao kako se optere?enje reza?a pove?ava, pomak ?e se smanjiti i obrnuto.

Za?tita mre?e od vi?ih harmonika

Za dodatnu za?titu, pored kratkih oklopljenih kablova, koriste se mre?ne prigu?nice i ?ant kondenzatori. , nadalje, ograni?ava udarnu struju pri uklju?ivanju.

Pravi izbor klase za?tite

Pouzdano odvo?enje toplote je neophodno za nesmetan rad frekventnog pretvara?a. Ako koristite visoke klase za?tite, kao ?to je IP 54 i vi?e, onda je te?ko ili skupo posti?i takvo rasipanje topline. Stoga mo?ete koristiti poseban ormar sa visoko dru?tvo za?tite, gde staviti module ni?e klase i implementirati op?ta ventilacija i hla?enje.

Paralelno povezivanje elektromotora na jedan frekventni pretvara?

U cilju smanjenja tro?kova, jedan frekventni pretvara? mo?e se koristiti za upravljanje vi?e elektromotora. Njegova snaga mora biti odabrana s marginom od 10-15% ukupne snage svih elektromotora. U tom slu?aju je potrebno minimizirati du?ine kablova motora i vrlo je po?eljno ugraditi motornu prigu?nicu.

Ve?ina frekventnih pretvara?a ne dozvoljava isklju?ivanje ili povezivanje motora sa kontaktorima dok frekventni pretvara? radi. To se radi samo preko naredbe za zaustavljanje pogona.

Pode?avanje kontrolne funkcije

Za dobijanje maksimalne performanse rada elektromotora, kao ?to su: faktor snage, efikasnost, kapacitet preoptere?enja, glatko?a regulacije, izdr?ljivost, potrebno je odabrati pravi odnos izme?u promjene radne frekvencije i napona na izlazu frekventnog pretvara?a.

Funkcija promjene napona ovisi o prirodi momenta optere?enja. Sa konstantnim momentom, napon statora motora mora se kontrolirati proporcionalno frekvenciji (skalarna regulacija U/F = const). Za ventilator, na primjer, drugi omjer je U/F*F = konst. Ako frekvenciju pove?amo za 2 puta, tada se napon mora pove?ati za 4 (vektorska regulacija). Postoje pogoni sa slo?enijim upravlja?kim funkcijama.

Prednosti kori?tenja promjenjivog pogona s frekventnim pretvara?em

Osim pove?anja efikasnosti i u?tede energije, takav elektri?ni pogon vam omogu?ava da dobijete nove kvalitete upravljanja. To se izra?ava u odbacivanju dodatnih mehani?kih ure?aja koji stvaraju gubitke i smanjuju pouzdanost sistema: ko?nice, amortizeri, prigu?nice, zasuni, regulacioni ventili itd. Ko?enje se, na primjer, mo?e obaviti rotacijom unazad elektromagnetno polje u statoru motora. Promjenom samo funkcionalnog odnosa izme?u frekvencije i napona, dobijamo druga?iji pogon bez promjene bilo ?ega u mehanici.

?itanje dokumentacije

Treba napomenuti da iako su frekventni pretvara?i me?usobno sli?ni i savladav?i jedan, lako je razumjeti drugi, ipak je potrebno pa?ljivo pro?itati dokumentaciju. Neki proizvo?a?i name?u ograni?enja u kori?tenju svojih proizvoda, a ako se prekr?e, proizvode proizvode iz jamstva.