Beskrivning:

Frekvensomvandlare komplett med asynkron elmotor l?ter dig byta ut enheten likstr?m. DC-motorhastighetskontrollsystem ?r ganska enkla, men svag punkt en s?dan elektrisk drivning ?r en elektrisk motor. Det ?r dyrt och op?litligt. Under drift gnistrar borstarna och kollektorn slits ut under p?verkan av elektroerosion.En s?dan elmotor kan inte anv?ndas i en dammig och explosiv milj?.

Asynkrona elmotorer ?r ?verl?gsna DC-motorer p? m?nga s?tt: de ?r enkla i design och p?litliga, eftersom de inte har r?rliga kontakter. J?mf?rt med DC-motorer har de mindre dimensioner, vikt och kostnad vid samma effekt. Asynkronmotorer ?r l?tta att tillverka och anv?nda.

Den st?rsta nackdelen med asynkrona elmotorer ?r sv?righeten att reglera deras hastighet. traditionella metoder(genom att ?ndra matningssp?nningen, inf?ra ytterligare motst?nd i lindningskretsen).

Styrningen av en asynkron elmotor i frekvensl?get tills nyligen var ett stort problem, ?ven om teorin om frekvensreglering utvecklades redan p? trettiotalet. Utvecklingen av den frekvensstyrda eldriften h?lls tillbaka av de h?ga kostnaderna f?r frekvensomformare. Utseende str?mkretsar med IGBT-transistorer gjorde utvecklingen av h?gpresterande mikroprocessorstyrsystem det m?jligt f?r olika f?retag i Europa, USA och Japan att skapa moderna frekvensomvandlare till en ?verkomlig kostnad.

Det ?r k?nt att hastighetskontroll verkst?llande mekanismer kan utf?ras med hj?lp av olika enheter: mekaniska variatorer, hydrauliska kopplingar, motst?nd som dessutom inf?rs i statorn eller rotorn, elektromekaniska frekvensomvandlare, statiska frekvensomvandlare.

Anv?ndningen av de fyra f?rsta enheterna ger inte H?g kvalitet hastighetskontroll, oekonomisk, kr?ver h?ga kostnader under installation och drift.
Statiska frekvensomvandlare ?r de mest avancerade asynkrona drivenheterna f?r n?rvarande.

Principen f?r frekvensmetoden f?r att styra hastigheten p? en asynkronmotor ?r att genom att ?ndra frekvensen f1 matningssp?nning, kan vara i enlighet med uttrycket

konstant antal polpar p f?r?ndring vinkelhastighet magnetiskt f?lt stator.

Denna metod ger mjuk hastighetskontroll inom ett brett omr?de, och de mekaniska egenskaperna ?r h?g styvhet.

I det h?r fallet ?tf?ljs varvtalsregleringen inte av en ?kning av slirningen av asynkronmotorn, s? effektf?rlusten under regleringen ?r liten.

F?r att erh?lla h?g energiprestanda hos en asynkronmotor - effektfaktorer, anv?ndbar ?tg?rd, ?verbelastningskapacitet - det ?r n?dv?ndigt att ?ndra insp?nningen samtidigt med frekvensen.

Lagen f?r sp?nnings?ndring beror p? belastningsmomentets natur FR?KEN. Med konstant belastningsmoment Mc=konst sp?nningen p? statorn m?ste regleras proportionellt mot frekvensen :

F?r belastningsmomentets fl?ktkarakt?r har detta tillst?nd formen:

N?r lastmomentet ?r omv?nt proportionellt mot hastigheten:

S?ledes, f?r smidig stegl?s reglering av rotationshastigheten f?r axeln p? en asynkron elektrisk motor, m?ste frekvensomformaren tillhandah?lla samtidig reglering av frekvensen och sp?nningen p? asynkronmotorns stator.

F?rdelar med att anv?nda en variabel hastighet drive in tekniska processer

Anv?ndningen av en justerbar elektrisk drivning s?kerst?ller energibesparing och g?r det m?jligt att erh?lla nya kvaliteter hos system och objekt. Betydande energibesparingar uppn?s genom reglering av alla tekniska parametrar. Om det ?r en transport?r eller transport?r kan du justera hastigheten p? dess r?relse. Om det ?r en pump eller en fl?kt kan du beh?lla trycket eller justera prestandan. Om detta ?r en maskin kan du smidigt justera matningshastigheten eller huvudr?relsen.

En speciell ekonomisk effekt av anv?ndningen av frekvensomformare ?r anv?ndningen av frekvensreglering vid anl?ggningar som tillhandah?ller transport av v?tskor. Hittills ?r det vanligaste s?ttet att styra s?dana f?rem?ls prestanda att anv?nda slussventiler eller styrventiler, men idag blir frekvensstyrning av en asynkronmotor tillg?nglig, som driver till exempel pumphjulet p? en pumpenhet eller en fl?kt .

Utsikterna f?r frekvensreglering framg?r tydligt av figur 1

S?lunda, vid strypning, g?r det inte fl?det av ett ?mne som h?lls tillbaka av en ventil eller ventil nyttigt arbete. Anv?ndningen av en justerbar elektrisk drivning av en pump eller fl?kt g?r att du kan st?lla in ?nskat tryck eller fl?deshastighet, vilket inte bara sparar energi utan ocks? minskar f?rlusten av det transporterade ?mnet.

Frekvensomformarens struktur

De flesta moderna frekvensomriktare ?r byggda enligt dubbelkonverteringsschemat. De best?r av f?ljande huvuddelar: en DC-l?nk (okontrollerad likriktare), en effektpulsv?xelriktare och ett styrsystem.

DC-l?nken best?r av en okontrollerad likriktare och ett filter. V?xeln?tsp?nningen omvandlas i den till en likstr?mssp?nning.

Den trefasiga pulsv?xelriktaren best?r av sex transistoromkopplare. Varje motorlindning ?r ansluten via l?mplig nyckel till de positiva och negativa terminalerna p? likriktaren. V?xelriktaren omvandlar den likriktade sp?nningen till en trefas v?xelsp?nning med ?nskad frekvens och amplitud, som appliceras p? elmotorns statorlindningar.

I v?xelriktarens slutsteg anv?nds IGBT-effekttransistorer som nycklar. J?mf?rt med tyristorer har de en h?gre switchfrekvens, vilket g?r att du kan generera en sinusformad utsignal med minimal distorsion.

Hur frekvensomformaren fungerar

Frekvensomvandlaren best?r av en okontrollerad diodeffektlikriktare B, en oberoende v?xelriktare, ett PWM-styrsystem, en automatisk reglering, induktor Lv och filterkondensator Cv (fig. 2). Reglering av utg?ngsfrekvensen fout. och sp?nning Uout utf?rs i v?xelriktaren p? grund av h?gfrekvent pulsbreddskontroll.

Pulsbreddskontroll k?nnetecknas av en moduleringsperiod, inom vilken elmotorns statorlindning ?r ansluten v?xelvis till likriktarens positiva och negativa poler.

Varaktigheten av dessa tillst?nd inom PWM-perioden moduleras enligt en sinusformad lag. Vid h?ga (vanligtvis 2 ... 15 kHz) PWM-klockfrekvenser flyter sinusformade str?mmar i motorlindningarna p? grund av deras filtreringsegenskaper.

I det h?r fallet ?tf?ljs varvtalsregleringen inte av en ?kning av slirningen av asynkronmotorn, s? effektf?rlusten under regleringen ?r liten. F?r att erh?lla h?g energiprestanda hos en asynkronmotor - effektfaktorer, effektivitet, ?verbelastningskapacitet - ?r det n?dv?ndigt att ?ndra insp?nningen samtidigt med frekvensen.

Frekvensomformarens struktur

Mest moderna frekvensomvandlare byggd enligt schemat f?r dubbelkonvertering. Den ing?ende sinusformade sp?nningen med konstant amplitud och frekvens likriktas i DC-l?nken B, utj?mnad av ett filter best?ende av en drossel Lv och filterkondensator Cv, och sedan ?terkonverteras av v?xelriktaren AI till en v?xelsp?nning med variabel frekvens och amplitud. Styrning av utfrekvens fout. och sp?nning Uout utf?rs i v?xelriktaren p? grund av h?gfrekvent pulsbreddskontroll. Pulsbreddskontroll k?nnetecknas av en moduleringsperiod, inom vilken elmotorns statorlindning ?r ansluten v?xelvis till likriktarens positiva och negativa poler.

Varaktigheten av anslutningen av varje lindning inom pulsrepetitionsperioden moduleras enligt en sinusformad lag. Den st?rsta pulsbredden ges i mitten av halvcykeln och minskar mot b?rjan och slutet av halvcykeln. S?ledes tillhandah?ller PMS-styrsystemet pulsbreddsmodulering (PWM) av sp?nningen som appliceras p? motorlindningarna.Sp?nningens amplitud och frekvens best?ms av parametrarna f?r den modulerande sinusformade funktionen. S?ledes bildas en trefas v?xelsp?nning med variabel frekvens och amplitud vid utg?ngen av frekvensomvandlaren.

Vi ?r alltid glada ?ver att se v?ra gamla partners och ser fram emot nya.

Leverans till alla regioner i Ryssland!

Inneh?ll:

I asynkrona elmotorer blir det n?dv?ndigt att justera rotorhastigheten. F?r detta ?ndam?l anv?nds en frekvensstyrd frekvensomriktare, vars huvudelement ?r en frekvensomformare. Dess design inkluderar en DC-brygga, som ocks? ?r en likriktare som omvandlar industriell v?xelstr?m till likstr?m. En annan viktig detalj ?r en v?xelriktare som utf?r den omv?nda omvandlingen av likstr?m till v?xelstr?m med erforderlig frekvens och amplitud.

Funktionsprincipen f?r frekvensomformaren

Asynkronmotorer anv?nds ofta inom industri och transport, och ?r den huvudsakliga drivkraften f?r enheter, maskiner och mekanismer. De ?r mycket p?litliga och relativt l?tta att reparera.

Dessa enheter kan dock endast rotera vid en frekvens, som har en AC-f?rs?rjning. F?r att arbeta inom olika omr?den anv?nds speciella enheter - frekvensomvandlare, utf?r frekvensjustering till de erforderliga parametrarna.

Driften av omvandlare ?r n?ra relaterad till principen f?r drift av en asynkronmotor. Dess stator best?r av tre lindningar, som var och en ?r ansluten elektricitet, vilket skapar ett alternerande magnetf?lt. Under verkan av detta f?lt induceras en str?m i rotorn, vilket ocks? leder till uppkomsten av ett magnetf?lt. Som ett resultat av interaktionen mellan stator- och rotorf?lten b?rjar rotorns rotation.

N?r en induktionsmotor startar uppst?r ett betydande str?mdrag fr?n eln?tet. P? grund av detta upplever drivningen av mekanismen en betydande ?verbelastning. Det finns en abrupt ?nskan hos motorn att n? det nominella varvtalet. Som ett resultat minskar livsl?ngden f?r inte bara sj?lva enheten, utan ocks? de enheter som den driver.

Detta problem l?ses framg?ngsrikt genom att anv?nda en frekvensomformare som l?ter dig ?ndra frekvensen p? sp?nningen som f?rser motorn. Anv?ndningen av moderna elektroniska komponenter g?r dessa enheter sm? och mycket effektiva.

Funktionsprincipen f?r frekvensomformaren ?r ganska enkel. F?rst tillf?rs n?tsp?nningen till likriktaren, d?r den omvandlas till likstr?m. Sedan utj?mnas den av kondensatorer och matas till transistoromvandlaren. Dess transistorer i ?ppet tillst?nd har extremt l?gt motst?nd. Deras ?ppning och st?ngning sker vid en viss tidpunkt med hj?lp av elektronisk styrning. En sp?nning bildas, liknande en trefas, n?r faserna f?rskjuts i f?rh?llande till varandra. Pulsar har rektangul?r form, men detta p?verkar inte driften av motorn alls.

Frekvensomformare har stor betydelse p? jobbet. Med detta anslutningsschema ?r det n?dv?ndigt att anv?nda en fasskiftande kondensator f?r att skapa ett vridmoment. Enhetens effektivitet sjunker m?rkbart, men frekvensomformaren ?kar dess prestanda.

Anv?ndningen av en frekvensomformare g?r s?ledes styrningen av trefasiga AC-motorer mer effektiv. Som ett resultat f?rb?ttras produktionsprocesserna och energiresurserna anv?nds mer rationellt.

F?rdelar och nackdelar med frekvensstyrningsanordningar

Dessa justeringsanordningar har otvivelaktiga f?rdelar och ger en h?g ekonomisk effekt. De k?nnetecknas av h?g noggrannhet av justeringar, ger ett startmoment lika med det maximala. Vid behov kan elmotorn arbeta med dellast, vilket m?jligg?r betydande energibesparingar. Frekvensregulatorer f?rl?nger utrustningens livsl?ngd avsev?rt. Med en mjukstart av motorn blir dess slitage mycket mindre.

Frekvensomformaren ?r fj?rrdiagnostikbar via industriellt n?tverk. Detta g?r att du kan h?lla ett register ?ver arbetade timmar, att k?nna igen avbrottsfaser i ing?ngs- och utg?ngskretsarna, samt att identifiera andra defekter och funktionsfel.

Olika sensorer kan anslutas till justeringsanordningen som g?r det m?jligt att justera vilka v?rden som helst, till exempel tryck. Om n?tsp?nningen pl?tsligt f?rsvinner, aktiveras systemet med kontrollerad bromsning och automatisk ?terstart. Rotationshastigheten stabiliseras vid v?xlande belastning. Frekvensomformaren blir en alternativ ers?ttning f?r effektbrytaren.

Den st?rsta nackdelen ?r skapandet av st?rningar av de flesta modeller av s?dana enheter. Att f?rse normal drift RFI-filter m?ste installeras. F?rutom, ?kad kraft Frekvensomriktare h?jer kostnaden avsev?rt, s? den l?gsta ?terbetalningstiden ?r 1-2 ?r.

Till?mpning av justeringsanordningar

Frekvensjusteringsanordningar anv?nds inom m?nga omr?den - inom industrin och i vardagen. De ?r utrustade med valsverk, transport?rer, sk?rmaskiner, fl?ktar, kompressorer, blandare, hush?ll tv?ttmaskiner och luftkonditioneringsapparater. Drives har visat sig i stadstransporter med trolleybussar. Anv?ndningen av frekvensomriktare i verktygsmaskiner med numeriska programledning l?ter dig synkronisera r?relser i riktning mot m?nga axlar samtidigt.

Dessa system ger maximal ekonomisk effekt n?r de anv?nds i olika pumputrustning. Standarden av alla slag ?r att justera gasreglagen installerade i tryckledningarna och best?mma antalet driftenheter. Detta g?r det m?jligt att f? vissa tekniska specifikationer s?som r?rledningstryck och andra.

Pumparna har konstant varvtal och tar inte h?nsyn till det f?r?ndrade fl?det till f?ljd av varierande vattenbehov. ?ven vid minimalt fl?de kommer pumparna att h?lla en konstant hastighet vilket resulterar i ?vertryck online och ringer n?dsituationer. Allt detta ?tf?ljs av en betydande v?rdel?s f?rbrukning av el. Detta sker fr?mst p? natten med en kraftig minskning av vattenf?rbrukningen.

Med tillkomsten av frekvensomformaren blev det m?jligt att st?dja konstant tryck direkt fr?n konsumenterna. Dessa system har visat sig i kombination med asynkronmotorer. generell mening. Frekvenskontroll l?ter dig ?ndra axelns rotationshastighet, vilket g?r den h?gre eller l?gre ?n den nominella. Trycksensorn som ?r installerad hos konsumenten ?verf?r information till frekvensomriktaren, som i sin tur ?ndrar frekvensen som tillf?rs motorn.

Moderna styrenheter ?r kompakta i storlek. De ?r inrymda i ett hus skyddat fr?n damm och fukt. Tack vare ett anv?ndarv?nligt gr?nssnitt kan enheterna anv?ndas ?ven i det mesta sv?ra f?rh?llanden, med ett brett effektomr?de - fr?n 0,18 till 630 kilowatt och en sp?nning p? 220/380 volt.

Frekvensomvandlare ?r designade f?r j?mn hastighetskontroll av en asynkronmotor genom att skapa en trefassp?nning med variabel frekvens vid omvandlarens utg?ng. I de enklaste fallen sker frekvens- och sp?nningsreglering enl specificerad V/f-karakt?ristik, implementerar de mest avancerade omvandlarna den s? kallade vektor kontroll .
Funktionsprincipen f?r en frekvensomformare eller, som det ofta kallas, en v?xelriktare: v?xelsp?nningen i ett industriellt n?tverk likriktas av ett block av likriktardioder och filtreras av en stor kondensatorbank f?r att minimera rippeln av den mottagna sp?nningen. Denna sp?nning appliceras p? en bryggkrets som inkluderar sex IGBT- eller MOSFET-kontrollerade transistorer med dioder kopplade antiparallellt f?r att skydda transistorerna fr?n omv?nd polaritetssp?nningsbrott som uppst?r n?r man arbetar med motorlindningar. Dessutom inkluderar kretsen ibland en energi "drain"-krets - en transistor med ett h?gt effektf?rlustmotst?nd. Denna krets anv?nds i bromsl?ge f?r att d?mpa sp?nningen som genereras av motorn och skydda kondensatorerna fr?n ?verladdning och fel.
Blockschemat f?r v?xelriktaren visas nedan.
En frekvensomformare komplett med en asynkron elmotor l?ter dig byta ut en DC-drivenhet. DC-motorhastighetskontrollsystem ?r ganska enkla, men den svaga punkten f?r en s?dan elektrisk drivning ?r elmotorn. Det ?r dyrt och op?litligt. Under drift gnistar borstarna och uppsamlaren slits ut under p?verkan av elektroerosion. En s?dan elmotor kan inte anv?ndas i dammiga och explosiva milj?er.
Asynkrona elmotorer ?r ?verl?gsna DC-motorer p? m?nga s?tt: de ?r enkla i design och p?litliga, eftersom de inte har r?rliga kontakter. J?mf?rt med DC-motorer har de mindre dimensioner, vikt och kostnad vid samma effekt. Asynkronmotorer ?r l?tta att tillverka och anv?nda.
Den st?rsta nackdelen med asynkrona elmotorer ?r sv?righeten att reglera deras hastighet med traditionella metoder (genom att ?ndra matningssp?nningen, inf?ra ytterligare motst?nd i lindningskretsen).
Styrningen av en asynkron elektrisk motor i frekvensl?ge, tills nyligen, var stort problem, ?ven om teorin om frekvensreglering utvecklades redan p? trettiotalet. Utvecklingen av den frekvensstyrda eldriften h?lls tillbaka h?g kostnad frekvensomvandlare. Utseendet p? kraftkretsar med IGBT-transistorer, utvecklingen av h?gpresterande mikroprocessorstyrsystem gjorde det m?jligt f?r olika f?retag i Europa, USA och Japan att skapa moderna frekvensomvandlare till en ?verkomlig kostnad.
St?lldonens rotationshastighet kan styras med olika enheter: mekaniska variatorer, hydrauliska kopplingar, motst?nd extra inf?rda i statorn eller rotorn, elektromekaniska frekvensomvandlare, statiska frekvensomvandlare.
Anv?ndningen av de fyra f?rsta enheterna ger inte h?gkvalitativ hastighetskontroll, ?r oekonomisk och kr?ver h?ga kostnader under installation och drift. Statiska frekvensomvandlare ?r de mest avancerade asynkrona drivenheterna f?r n?rvarande.
Principen f?r frekvensmetoden f?r att styra hastigheten p? en asynkronmotor ?r att genom att ?ndra frekvensen f1 f?r matningssp?nningen ?r det m?jligt, i enlighet med uttrycket

konstant antal polpar p f?r att ?ndra vinkelhastigheten f?r statorns magnetf?lt.
Denna metod ger mjuk hastighetskontroll inom ett brett omr?de, och de mekaniska egenskaperna ?r h?g styvhet.
I det h?r fallet ?tf?ljs varvtalsregleringen inte av en ?kning av slirningen av asynkronmotorn, s? effektf?rlusten under regleringen ?r liten.
F?r att erh?lla h?g energiprestanda hos en asynkronmotor - effektfaktorer, effektivitet, ?verbelastningskapacitet - ?r det n?dv?ndigt att ?ndra insp?nningen samtidigt med frekvensen.
Lagen f?r sp?nnings?ndring beror p? typen av belastningsmoment Ms. Med ett konstant lastmoment Mс=const m?ste sp?nningen p? statorn regleras i proportion till frekvensen:

F?r belastningsmomentets fl?ktkarakt?r har detta tillst?nd formen:

N?r lastmomentet ?r omv?nt proportionellt mot hastigheten:

S?ledes, f?r smidig stegl?s reglering av axelhastigheten f?r en asynkron elektrisk motor, m?ste frekvensomformaren tillhandah?lla samtidig reglering av frekvensen och sp?nningen p? asynkronmotorns statorlindning.
F?rdelar med att anv?nda en justerbar elektrisk drivning i tekniska processer
Anv?ndningen av en justerbar elektrisk drivning s?kerst?ller energibesparing och g?r det m?jligt att erh?lla nya kvaliteter hos system och objekt. Betydande energibesparingar uppn?s genom reglering av alla tekniska parametrar. Om det ?r en transport?r eller transport?r kan du justera hastigheten p? dess r?relse. Om det ?r en pump eller en fl?kt kan du beh?lla trycket eller justera prestandan. Om detta ?r en maskin kan du smidigt justera matningshastigheten eller huvudr?relsen.
En speciell ekonomisk effekt av anv?ndningen av frekvensomformare ?r anv?ndningen av frekvensreglering vid anl?ggningar som tillhandah?ller transport av v?tskor. Hittills ?r det vanligaste s?ttet att styra s?dana f?rem?ls prestanda att anv?nda slussventiler eller styrventiler, men idag blir frekvensstyrning av en asynkronmotor tillg?nglig, som driver till exempel pumphjulet p? en pumpenhet eller en fl?kt . N?r du anv?nder frekvensregulatorer tillhandah?lls en smidig justering av rotationshastigheten, i de flesta fall till?ter det att v?gra anv?ndningen av v?xell?dor, variatorer, choker och annan kontrollutrustning.
N?r den ?r ansluten via en frekvensomformare startar motorn smidigt, utan startstr?mmar och st?tar, vilket minskar belastningen p? motorn och mekanismerna och ?kar d?rmed deras livsl?ngd.
Utsikten till frekvensreglering framg?r tydligt av figuren


S?lunda, vid strypning, utf?r fl?det av ett ?mne som h?lls tillbaka av en ventil eller ventil inte anv?ndbart arbete. Anv?ndningen av en justerbar elektrisk drivning av en pump eller fl?kt g?r att du kan st?lla in ?nskat tryck eller fl?deshastighet, vilket inte bara kommer att spara energi utan ocks? minska f?rlusten av det transporterade ?mnet.
Frekvensomformarens struktur
De flesta moderna frekvensomriktare ?r byggda enligt dubbelkonverteringsschemat. De best?r av f?ljande huvuddelar: en DC-l?nk (okontrollerad likriktare), en effektpulsv?xelriktare och ett styrsystem.
DC-l?nken best?r av en okontrollerad likriktare och ett filter. V?xeln?tsp?nningen omvandlas i den till en likstr?mssp?nning.
Den trefasiga pulsv?xelriktaren best?r av sex transistoromkopplare. Varje motorlindning ?r ansluten via l?mplig nyckel till de positiva och negativa terminalerna p? likriktaren. V?xelriktaren omvandlar den likriktade sp?nningen till en trefas v?xelsp?nning med ?nskad frekvens och amplitud, som appliceras p? elmotorns statorlindningar.
I v?xelriktarens slutsteg anv?nds IGBT-effekttransistorer som nycklar. J?mf?rt med tyristorer har de en h?gre switchfrekvens, vilket g?r att du kan generera en sinusformad utsignal med minimal distorsion.
Hur frekvensomformaren fungerar
Frekvensomformaren best?r av en okontrollerad diodeffektlikriktare B, en oberoende v?xelriktare, ett PWM-styrsystem, ett automatiskt styrsystem, en induktor Lb och en filterkondensator Cb. Reglering av utg?ngsfrekvensen fout. och sp?nning Uout utf?rs i v?xelriktaren p? grund av h?gfrekvent pulsbreddskontroll.
Pulsbreddskontroll k?nnetecknas av en moduleringsperiod, inom vilken elmotorns statorlindning ?r ansluten v?xelvis till likriktarens positiva och negativa poler.
Varaktigheten av dessa tillst?nd inom PWM-perioden moduleras enligt en sinusformad lag. Vid h?ga (vanligtvis 2 ... 15 kHz) PWM-klockfrekvenser flyter sinusformade str?mmar i motorlindningarna p? grund av deras filtreringsegenskaper.


S?lunda ?r formen p? utsp?nningskurvan en h?gfrekvent bipol?r sekvens av rektangul?ra pulser (fig. 3).
Pulsfrekvensen best?ms av PWM-frekvensen, varaktigheten (bredden) av pulserna under perioden f?r utfrekvensen fr?n AVI moduleras enligt en sinusformad lag. Formen p? utstr?mskurvan (str?m i lindningarna p? en asynkronmotor) ?r n?stan sinusformad.
V?xelriktarens utsp?nning kan regleras p? tv? s?tt: amplitud (AR) genom att ?ndra insp?nningen Ub och pulsbredd (PWM) genom att ?ndra kopplingsprogrammet f?r ventiler V1-V6 vid Ub = konst.
Den andra metoden har blivit utbredd i moderna frekvensomvandlare p? grund av utvecklingen av modern elementbas (mikroprocessorer, IBGT-transistorer). Med pulsbreddsmodulering ?r formen p? str?mmarna i statorlindningarna i en induktionsmotor n?ra sinusformad p? grund av sj?lva lindningarnas filtreringsegenskaper.

S?dan styrning g?r det m?jligt att erh?lla en h?g effektivitet hos omvandlaren och ?r ekvivalent med analog styrning med anv?ndning av frekvens och sp?nningsamplitud.
Moderna v?xelriktare ?r baserade p? helt kontrollerade effekthalvledarenheter - gated GTO - tyristorer, eller IGBT bipol?ra transistorer med en isolerad gate. P? fig. 2.45 visar en 3-fas bryggkrets f?r en autonom v?xelriktare baserad p? IGBT-transistorer.
Den best?r av ett kapacitivt ing?ngsfilter Cf och sex IGBT-transistorer V1-V6 kopplade i antiparallella backstr?msdioder D1-D6.
P? grund av den alternerande omkopplingen av ventilerna V1-V6 enligt den algoritm som specificeras av styrsystemet, omvandlas den konstanta insp?nningen Uv till en alternerande rektangul?r pulsutg?ngssp?nning. Den aktiva komponenten av str?mmen av den asynkrona elektriska motorn flyter genom de kontrollerade nycklarna V1-V6, och den reaktiva komponenten av str?mmen flyter genom dioderna D1-D6.


I – trefas bryggv?xelriktare;
B - trefas brygglikriktare;
Cf - filterkondensator;

En variant av Omrons frekvensomformares anslutningsschema.

EMC-kompatibel anslutning av frekvensomformare

Montering och anslutning i enlighet med EMC-krav beskrivs i detalj i respektive enhetsmanual.

Teknisk information Givare

Skapad i slutet 1800-talet, den trefasiga asynkronmotorn har blivit en oumb?rlig komponent i modern industriell produktion.

F?r mjukstart och stopp av s?dan utrustning kr?vs en speciell enhet - en frekvensomformare. N?rvaron av en omvandlare f?r stora motorer med stor makt. Med hj?lp av detta ytterligare enhet det ?r m?jligt att reglera startstr?mmarna, det vill s?ga att kontrollera och begr?nsa deras storlek.

Om du enbart reglerar startstr?mmen mekaniskt, kommer det inte att vara m?jligt att undvika energif?rluster och minska utrustningens livsl?ngd. Indikatorerna f?r denna str?m ?r fem till sju g?nger h?gre ?n m?rksp?nningen, vilket ?r oacceptabelt f?r normal drift av utrustningen.

Funktionsprincipen f?r en modern frekvensomformare inneb?r anv?ndning av elektronisk styrning. De ger inte bara en mjuk start, utan reglerar ocks? smidigt driften av frekvensomriktaren och f?ljer f?rh?llandet mellan sp?nning och frekvens strikt enligt en given formel.

Den st?rsta f?rdelen med enheten ?r besparingen i elf?rbrukning, som i genomsnitt ?r 50%. Samt f?rm?gan att anpassa sig till en viss produktions behov.

Enheten fungerar enligt principen om dubbel sp?nningsomvandling.

1. likriktad och filtrerad av ett system av kondensatorer.
2. D?refter kommer den elektroniska styrningen i drift - en str?m genereras med en specificerad (programmerad) frekvens.

Vid utg?ngen produceras rektangul?ra pulser, som under p?verkan av motorns statorlindning (dess induktans) blir n?ra en sinusform.

Vad ska man titta efter n?r man v?ljer?

Tillverkarna fokuserar p? kostnaden f?r omvandlaren. D?rf?r finns m?nga alternativ endast med dyra modeller. N?r du v?ljer en enhet b?r du best?mma de grundl?ggande kraven f?r en viss anv?ndning.

• Kontrollen kan vara vektor eller skal?r. Den f?rsta till?ter finjustering. Den andra uppr?tth?ller endast ett givet f?rh?llande mellan frekvens och sp?nning vid utg?ngen och ?r endast l?mplig f?r enkla apparater som ett fan.
• Ju h?gre den specificerade effekten ?r, desto mer m?ngsidig kommer enheten att vara - utbytbarhet kommer att s?kerst?llas och underh?ll av utrustning kommer att f?renklas.
• N?tsp?nningsomr?det b?r vara s? brett som m?jligt, vilket kommer att skydda mot f?r?ndringar i dess normer. En nedgradering ?r inte lika farlig f?r enheten som en uppgradering. Med det senare kan n?tverkskondensatorer mycket v?l explodera.
• Frekvensen m?ste vara helt f?renlig med produktionens behov. Den nedre gr?nsen indikerar frekvensomriktarens varvtalsregleringsomr?de. Om en bredare beh?vs kr?vs vektorkontroll. I praktiken anv?nds frekvenser fr?n 10 till 60 Hz, mer s?llan upp till 100 Hz.
• Styrningen sker genom olika in- och utg?ngar. Ju fler av dem, desto b?ttre. Men stor kvantitet kontakter avsev?rt ?kar kostnaden f?r enheten och komplicerar dess konfiguration.

Diskreta ing?ngar (utg?ngar) anv?nds f?r att mata in styrkommandon och utg?ende meddelanden om h?ndelser (till exempel om ?verhettning), digitala ing?ngar - f?r att mata in digitala (h?gfrekventa) signaler, analog - till ing?ngs?terkopplingssignaler.

• Styrbussen f?r den anslutna utrustningen m?ste matcha frekvensomformarkretsens kapacitet vad g?ller antalet ing?ngar och utg?ngar. Det ?r b?ttre att ha en liten marginal f?r att uppgradera.
• ?verbelastningskapacitet. Det ?r optimalt att v?lja en enhet med en effekt p? 15% mer ?n kraften hos den anv?nda motorn. L?s i alla fall dokumentationen. Tillverkare anger alla huvudparametrar f?r motorn. Om toppbelastningar ?r viktiga, b?r en frekvensomriktare med en toppstr?mv?rde p? 10 % st?rre ?n det angivna v?rdet v?ljas.

G?r-det-sj?lv frekvensomformare f?r en asynkronmotor

Du kan sj?lv montera en inverter eller omvandlare. F?r n?rvarande finns det m?nga instruktioner och diagram f?r en s?dan montering p? n?tverket.

Huvuduppgiften ?r att f? en "folklig" modell. Billigt, p?litligt och designat f?r hush?llsbruk. Att anv?nda utrustningen i industriell skala Naturligtvis ?r det b?ttre att ge f?retr?de ?t enheter som s?ljs av butiker.
Proceduren f?r att montera en frekvensomvandlarkrets f?r en elmotor

Att arbeta med hem ledningar, med en sp?nning p? 220V och en fas. Ungef?rlig motoreffekt upp till 1 kW.

P? en lapp. L?nga ledningar m?ste f?rses med st?rningsskyddsringar.

Justering av motorrotorns rotation passar i frekvensomr?det 1:40. F?r l?ga frekvenser kr?vs en fast sp?nning (IR-kompensation).

Anslutning av frekvensomformaren till elmotorn

F?r enfasledningar vid 220V (anv?nds hemma) g?rs anslutningen enligt "triangel" -schemat. Utstr?mmen f?r inte ?verstiga 50 % av den nominella!

F?r trefaskabel vid 380V (industriell anv?ndning) ?r motorn ansluten till frekvensomformaren enligt "stj?rnan" -schemat.

S?ndaren (eller ) har motsvarande terminaler markerade med bokst?ver.

• R, S, T - n?tverkskablar ?r anslutna h?r, ordningen spelar ingen roll;
• U, V, W - f?r att sl? p? asynkronmotorn (om motorn roterar i motsatt riktning m?ste du byta n?gon av de tv? ledningarna p? dessa terminaler).
• Det finns en separat jordterminal.

F?r att f?rl?nga v?xelriktarens livsl?ngd m?ste f?ljande regler f?ljas:

1. Reng?r regelbundet insidan av enheten fr?n damm (det ?r b?ttre att bl?sa ut den med en liten kompressor, eftersom en dammsugare inte alltid kommer att klara av f?roreningar - dammet ?r komprimerat).
2. Byt ut noder i tid. Elektrolytiska kondensatorer ?r designade f?r fem ?r, s?kringar f?r tio ?rs drift. Och kylfl?ktar f?r tv? till tre ?rs anv?ndning. Inv?ndiga plymer b?r bytas ut vart sj?tte ?r.
3. ?vervaka intern temperatur och DC-busssp?nning.

En ?kning av temperaturen leder till torkning av den termiskt ledande pastan och f?rst?relse av kondensatorer. P? drivenhetens kraftkomponenter b?r den bytas minst en g?ng vart tredje ?r.

4. F?lj driftsvillkoren. Temperatur milj? b?r inte ?verstiga +40 grader. Ogiltig h?g luftfuktighet och luftf?roreningar.

Att styra en asynkronmotor (till exempel) ?r en ganska komplicerad process. Hantverksomvandlare ?r billigare ?n industriella motsvarigheter och ?r ganska l?mpliga f?r hush?llsbruk. F?r industriella till?mpningar ?r det dock att f?redra att installera fabriksmonterade v?xelriktare. Underh?ll av s?dana dyra modeller kan endast utf?ras av v?lutbildad teknisk personal.

F?r n?rvarande har asynkronmotorn blivit huvudenheten i de flesta elektriska enheter. Allt oftare anv?nds den f?r att styra den - en v?xelriktare med PWM-reglering. S?dan styrning ger m?nga f?rdelar, men skapar ocks? vissa problem vid val av vissa tekniska l?sningar. L?t oss f?rs?ka f?rst? dem mer i detalj.

Frekvensomvandlarenhet

Utvecklingen och produktionen av ett brett utbud av h?gsp?nnings-IGBT-transistormoduler med h?g effekt gjorde det m?jligt att implementera flerfasstr?mbrytare styrda direkt av digitala signaler. Programmerbara ber?kningsm?jligheter gjorde det m?jligt att bilda numeriska sekvenser vid ing?ngarna till switcharna som ger signaler. Utvecklingen och massproduktionen av enchips mikrokontroller med stora datorresurser gjorde det m?jligt att byta till servodrivningar med digitala kontroller.

Effektfrekvensomvandlare, som regel, implementeras enligt en krets som inneh?ller en likriktare p? kraftfulla effektdioder eller transistorer och en inverterare (kontrollerad switch) p? IGBT-transistorer shuntade av dioder (fig. 1).

Ris. 1. Schema f?r frekvensomformaren

Ing?ngssteget likriktar den tillf?rda sinusformade n?tsp?nningen, som efter utj?mning med hj?lp av ett induktivt-kapacitivt filter fungerar som str?mk?lla f?r en styrd v?xelriktare som genererar en signal c under verkan av digitala styrkommandon, som genererar sinusformade str?mmar i statorlindningarna med parametrar som ger det erforderliga drifts?ttet f?r elmotorn.

Digital styrning av effektomvandlaren utf?rs med hj?lp av mikroprocessorh?rdvara och l?mpliga uppgifter programvara. Datorenheten genererar styrsignaler f?r 52 moduler i realtid och bearbetar ?ven signalerna m?tsystem styra driften av frekvensomriktaren.

Kraftenheter och styrber?kningsverktyg kombineras som en del av en strukturellt utformad industriprodukt som kallas en frekvensomvandlare.

P? industriell utrustning Det finns tv? huvudtyper av frekvensomformare:

egenutvecklade omvandlare f?r specifika typer av utrustning.

Universella frekvensomvandlare ?r designade f?r multifunktionsstyrning av IM-drift i anv?ndardefinierade l?gen.

Inst?llning och kontroll av frekvensomformarens driftl?gen kan g?ras med hj?lp av kontrollpanelen, utrustad med en sk?rm f?r att visa den inmatade informationen. P? enkel version skal?r frekvensstyrning kan du anv?nda en upps?ttning enkla logiska funktioner tillg?ngliga i fabriksinst?llningarna f?r regulatorn och den inbyggda PID-regulatorn.

Att implementera mer komplexa styrl?gen med hj?lp av signaler fr?n sensorer respons det ?r n?dv?ndigt att utveckla strukturen f?r ACS och algoritmen, som b?r programmeras med en ansluten extern dator.

De flesta tillverkare producerar hela raden frekvensomformare som skiljer sig i ing?ng och utg?ng Elektriska egenskaper, kraft, design och andra parametrar. F?r att ansluta till extern utrustning (n?t, motor), ytterligare yttre element: magnetiska starter, transformatorer, drosslar.

Typer av styrsignaler

Man m?ste skilja p? olika typer av signaler och en separat kabel ska anv?ndas f?r varje. olika typer signaler kan p?verka varandra. I praktiken ?r denna separation vanlig, till exempel kan kabeln fr?n anslutas direkt till frekvensomformaren.

Ris. 2. Exempel p? anslutning av str?mkretsar och styrkretsar f?r frekvensomformaren

F?ljande typer av signaler kan s?rskiljas:

analog - sp?nnings- eller str?msignaler (0 ... 10 V, 0 / 4 ... 20 mA), vars v?rde ?ndras l?ngsamt eller s?llan, vanligtvis ?r dessa styr- eller m?tsignaler;

diskreta sp?nnings- eller str?msignaler (0...10 V, 0/4...20 mA), som bara kan ta tv? s?llan ?ndrande v?rden (h?gt eller l?gt);

digitala (data) - sp?nningssignaler (0 ... 5 V, 0 ... 10 V) som ?ndras snabbt och med en h?g frekvens, vanligtvis ?r dessa signaler fr?n RS232-, RS485-portarna, etc .;

rel? - rel?kontakter (0 ... 220 V AC) kan koppla p? induktiva str?mmar beroende p? ansluten last (externa rel?er, lampor, ventiler, bromsanordningar, etc.).

Val av effekt f?r frekvensomformare

N?r du v?ljer frekvensomformarens effekt ?r det n?dv?ndigt att inte bara basera p? elmotorns effekt, utan ocks? p? omvandlarens och motorns m?rkstr?mmar och sp?nningar. Faktum ?r att den indikerade effekten hos frekvensomformaren endast h?nvisar till dess drift med en standard 4-polig asynkron elektrisk motor i en standardapplikation.

Riktiga frekvensomriktare har m?nga aspekter som kan leda till en ?kning av frekvensomriktarens aktuella belastning, till exempel vid uppstart. Generellt sett till?ter anv?ndningen av en frekvensomformare dig att minska str?m och mekanisk belastning p? grund av mjukstart. Till exempel reduceras startstr?mmen fr?n 600 % till 100-150 % av m?rkstr?mmen.

Drift med reducerad hastighet

Man m?ste komma ih?g att ?ven om frekvensomformaren enkelt ger 10:1 varvtalsreglering, n?r motorn g?r p? l?ga varvtal, kanske kraften fr?n den egna fl?kten inte r?cker till. Det ?r n?dv?ndigt att ?vervaka temperaturen p? motorn och tillhandah?lla forcerad ventilation.

Elektromagnetisk kompabilitet

Eftersom frekvensomformaren ?r en kraftfull k?lla f?r h?gfrekventa ?vertoner, m?ste en sk?rmad kabel med minsta l?ngd anv?ndas f?r att ansluta motorerna. Att l?gga en s?dan kabel m?ste utf?ras p? ett avst?nd av minst 100 mm fr?n andra kablar. Detta minimerar st?rningar. Om du beh?ver korsa kablar, g?rs korsningen i en vinkel p? 90 grader.

Drivs av n?dgenerator

Mjuk start, som ger en frekvensomvandlare, g?r att du kan minska den erforderliga effekten av generatorn. Eftersom med en s?dan uppstart minskar str?mmen med 4-6 g?nger, d? kan generatoreffekten minskas med samma antal g?nger. Men ?nd? m?ste en kontaktor som styrs fr?n rel?utg?ngen p? frekvensomformaren installeras mellan generatorn och frekvensomriktaren. Detta skyddar frekvensomformaren fr?n farliga ?versp?nningar.

Str?mf?rs?rjning av trefasomvandlaren fr?n enfasn?t

Trefas frekvensomformare kan drivas fr?n ett enfasn?t, men deras utstr?m f?r inte ?verstiga 50 % av den nominella.

Spara energi och pengar

Besparingar sker av flera sk?l. F?r det f?rsta p? grund av tillv?xten till 0,98, dvs. Den maximala kraften anv?nds f?r att g?ra anv?ndbart arbete, det minsta ?r bortkastat. F?r det andra erh?lls en koefficient n?ra detta i alla motordriftsl?gen.

Utan frekvensomvandlare, asynkrona motorer vid l?g belastning har de en cosinus fi 0,3-0,4. F?r det tredje finns det inget behov av ytterligare mekaniska justeringar (klaffar, gasreglage, ventiler, bromsar, etc.), allt g?rs elektroniskt. Med en s?dan styrenhet kan besparingarna n? 50%.

Synkronisering av flera enheter

P? grund av de extra styring?ngarna f?r frekvensomformaren kan du synkronisera processerna p? transport?ren eller st?lla in f?rh?llandet mellan f?r?ndringar i vissa v?rden, beroende p? andra. S?tt till exempel maskinspindelns rotationshastighet i beroende av fr?sens matningshastighet. Processen kommer att optimeras som n?r belastningen p? fr?sen ?kar kommer matningen att minska och vice versa.

N?tverksskydd mot h?gre ?vertoner

F?r ytterligare skydd anv?nds, f?rutom korta sk?rmade kablar, n?tdrossel och shuntkondensatorer. begr?nsar dessutom startstr?mmen vid tillslag.

R?tt val av skyddsklass

Tillf?rlitlig v?rmeavledning ?r avg?rande f?r problemfri drift av en frekvensomformare. Anv?nder man h?ga skyddsklasser, som IP 54 och h?gre, s? ?r det sv?rt eller dyrt att uppn? en s?dan v?rmeavledning. D?rf?r kan du anv?nda ett separat sk?p med h?g klass skydd, var man ska placera moduler med l?gre klass och implementera allm?n ventilation och kylning.

Parallellkoppling av elmotorer till en frekvensomformare

F?r att minska kostnaderna kan en frekvensomformare anv?ndas f?r att styra flera elmotorer. Dess effekt m?ste v?ljas med en marginal p? 10-15% av den totala effekten f?r alla elmotorer. I det h?r fallet ?r det n?dv?ndigt att minimera l?ngden p? motorkablarna och det ?r mycket ?nskv?rt att installera en motorchoke.

De flesta frekvensomformare till?ter inte avst?ngning eller anslutning av motorer med kontaktorer medan frekvensomformaren ?r ig?ng. Detta g?rs endast via kommandot f?r att k?ra stopp.

St?lla in kontrollfunktionen

F?r att f? maximal prestanda drift av den elektriska drivenheten, s?som: effektfaktor, effektivitet, ?verbelastningskapacitet, j?mn reglering, h?llbarhet, det ?r n?dv?ndigt att v?lja r?tt f?rh?llande mellan f?r?ndringen i driftfrekvensen och sp?nningen vid utg?ngen av frekvensomformaren.

Sp?nnings?ndringsfunktionen beror p? belastningsmomentets karakt?r. Med konstant vridmoment m?ste motorns statorsp?nning styras proportionellt mot frekvensen (skal?r reglering U/F = const). F?r en fl?kt, till exempel, ?r ett annat f?rh?llande U/F*F = konst. Om vi ?kar frekvensen med 2 g?nger s? m?ste sp?nningen ?kas med 4 (vektorreglering). Det finns frekvensomriktare med mer komplexa styrfunktioner.

F?rdelar med att anv?nda en frekvensomriktare med variabel hastighet

F?rutom att ?ka effektiviteten och energibesparingen, l?ter en s?dan elektrisk drivning dig f? nya styregenskaper. Detta uttrycks i avvisandet av ytterligare mekaniska enheter som skapar f?rluster och minskar tillf?rlitligheten hos systemen: bromsar, spj?ll, gasspj?ll, slussventiler, styrventiler etc. Bromsning kan till exempel g?ras genom omv?nd rotation elektromagnetiskt f?lt i motorns stator. Genom att bara ?ndra funktionsf?rh?llandet mellan frekvens och sp?nning f?r vi en annan drivning utan att f?r?ndra n?got inom mekaniken.

L?sa dokumentation

Det b?r noteras att ?ven om frekvensomformarna liknar varandra och har beh?rskat den ena, ?r det l?tt att f?rst? den andra, men det ?r ?nd? n?dv?ndigt att noggrant l?sa dokumentationen. Vissa tillverkare inf?r restriktioner f?r anv?ndningen av sina produkter, och om de ?vertr?ds tar de bort produkterna fr?n garantin.