Sagedusmuundur on tehnoloogia, mida tuleks elektritööde tegemisel valdada. Sagedusmuunduri kasutamine mootori juhtimiseks on elektrilises juhtimises levinud meetod; mõned nõuavad ka nende kasutamise oskust.
1.Esiteks, miks kasutada mootori juhtimiseks sagedusmuundurit?
Mootor on induktiivne koormus, mis takistab voolu muutumist ja tekitab käivitamisel suure voolu muutuse.
Inverter on elektrienergia juhtimisseade, mis kasutab toitepooljuhtseadmete sisse-välja lülitamise funktsiooni tööstusliku sagedusega toiteallika muundamiseks muuks sageduseks. See koosneb peamiselt kahest vooluringist, millest üks on põhiahel (alaldi moodul, elektrolüütkondensaator ja inverteri moodul) ja teine on juhtimisahel (lülitustoite plaat, juhtlülitusplaat).
Mootori, eriti suurema võimsusega mootori käivitusvoolu vähendamiseks, mida suurem on võimsus, seda suurem on käivitusvool. Liigne käivitusvool koormab toite- ja jaotusvõrku suurema koormuse. Sagedusmuundur võib selle käivitusprobleemi lahendada ja võimaldada mootoril sujuvalt käivituda ilma liigset käivitusvoolu tekitamata.
Teine sagedusmuunduri kasutamise funktsioon on mootori kiiruse reguleerimine. Paljudel juhtudel on parema tootmise efektiivsuse saavutamiseks vaja mootori kiirust reguleerida ning sagedusmuunduri kiiruse reguleerimine on alati olnud selle suurim tipphetk. Sagedusmuundur juhib mootori kiirust, muutes toiteallika sagedust.
2. Millised on inverteri juhtimismeetodid?
Inverteri juhtimismootorite viis kõige sagedamini kasutatavat meetodit on järgmised:
A. Sinusoidse impulsi laiuse modulatsiooni (SPWM) juhtimismeetod
Selle omadused on lihtne juhtahela struktuur, madal hind, hea mehaaniline kõvadus ja see vastab üldise ülekande sujuva kiiruse reguleerimise nõuetele. Seda on laialdaselt kasutatud erinevates tööstuse valdkondades.
Madalatel sagedustel aga mõjutab madala väljundpinge tõttu pöördemomenti oluliselt staatori takistuse pingelangus, mis vähendab maksimaalset väljundmomenti.
Lisaks ei ole selle mehaanilised omadused nii tugevad kui alalisvoolumootoritel ning dünaamilise pöördemomendi ja staatilise kiiruse reguleerimise jõudlus ei ole rahuldav. Lisaks ei ole süsteemi jõudlus kõrge, juhtimiskõver muutub koos koormusega, pöördemomendi reaktsioon on aeglane, mootori pöördemomendi kasutusmäär ei ole kõrge ja jõudlus väheneb madalal kiirusel staatori takistuse ja inverteri tühisuse tõttu. tsooniefekt ja stabiilsus halveneb. Seetõttu on inimesed uurinud vektorjuhtimisega muutuva sagedusega kiiruse reguleerimist.
B. Pingeruumivektori (SVPWM) juhtimismeetod
See põhineb kolmefaasilise lainekuju üldisel genereerimisefektil eesmärgiga läheneda mootori õhupilu ideaalsele ringikujulisele pöörleva magnetvälja trajektoorile, genereerida korraga kolmefaasiline modulatsiooni lainekuju ja juhtida seda viisil. sisse kirjutatud hulknurgast, mis läheneb ringile.
Pärast praktilist kasutamist on seda täiustatud, see tähendab, et kiiruse reguleerimise vea kõrvaldamiseks on kasutusele võetud sageduskompensatsioon; voo amplituudi hindamine tagasiside kaudu, et kõrvaldada staatori takistuse mõju madalal kiirusel; väljundpinge ja vooluahela sulgemine dünaamilise täpsuse ja stabiilsuse parandamiseks. Siiski on palju juhtahela linke ja pöördemomendi reguleerimist ei rakendata, mistõttu ei ole süsteemi jõudlust oluliselt parandatud.
C. Vektorjuhtimise (VC) meetod
Põhiolemus on muuta vahelduvvoolumootor samaväärseks alalisvoolumootoriga ning juhtida iseseisvalt kiirust ja magnetvälja. Rootori voogu reguleerides laguneb staatori vool pöördemomendi ja magnetvälja komponentide saamiseks ning koordinaatide teisendust kasutatakse ortogonaalse või lahtisidestatud juhtimise saavutamiseks. Vektorjuhtimise meetodi kasutuselevõtt on epohhiloova tähtsusega. Kuid praktilistes rakendustes, kuna rootori voogu on raske täpselt jälgida, mõjutavad mootori parameetrid süsteemi omadusi suuresti ja samaväärses alalisvoolumootori juhtimisprotsessis kasutatav vektori pöörlemise teisendus on suhteliselt keeruline, muutes selle tegeliku jaoks keeruliseks. kontrolliefekt ideaalse analüüsitulemuse saavutamiseks.
D. Otsese pöördemomendi juhtimise (DTC) meetod
1985. aastal pakkus Saksamaal Ruhri ülikooli professor DePenbrock esimest korda välja otsese pöördemomendi juhtimise sageduse muundamise tehnoloogia. See tehnoloogia on suures osas lahendanud ülalmainitud vektorjuhtimise puudused ning seda on kiiresti arendatud uudsete juhtimisideede, sisutihe ja selge süsteemistruktuuri ning suurepärase dünaamilise ja staatilise jõudlusega.
Praegu on seda tehnoloogiat edukalt rakendatud elektrivedurite suure võimsusega vahelduvvoolu jõuülekandel. Otsene pöördemomendi juhtimine analüüsib otseselt vahelduvvoolumootorite matemaatilist mudelit staatori koordinaatsüsteemis ning juhib mootori magnetvoogu ja pöördemomenti. See ei pea võrdsustama vahelduvvoolu mootoreid alalisvoolumootoritega, välistades seega paljud keerulised arvutused vektori pöörlemise teisendamisel; see ei pea jäljendama alalisvoolumootorite juhtimist ega lihtsustama vahelduvvoolumootorite matemaatilist mudelit lahtisidumiseks.
E. Matrix AC-AC juhtimismeetod
VVVF sageduse muundamine, vektorjuhtimise sageduse muundamine ja pöördemomendi otsejuhtimise sageduse muundamine on kõik vahelduvvoolu-alalisvoolu-vahelduvvoolu sageduste muundamise tüübid. Nende ühised puudused on madal sisendvõimsustegur, suur harmooniline vool, alalisvooluahela jaoks vajalik suur energiasalvestuskondensaator ning regeneratiivenergiat ei saa elektrivõrku tagasi toita, st see ei saa töötada neljas kvadrandis.
Sel põhjusel tekkis maatriks AC-AC sageduse muundamine. Kuna maatriksi vahelduvvoolu-vahelduvvoolu sageduse muundamine välistab vahepealse alalisvoolu lingi, kõrvaldab see suure ja kalli elektrolüütkondensaatori. See võib saavutada võimsusteguri 1, sinusoidse sisendvoolu ja võib töötada neljas kvadrandis ning süsteemil on suur võimsustihedus. Kuigi see tehnoloogia pole veel küps, meelitab see siiski paljusid teadlasi põhjalikku uurimistööd tegema. Selle olemus ei ole voolu, magnetvoo ja muude suuruste kaudne juhtimine, vaid pöördemomendi otsene kasutamine kontrollitava suurusena selle saavutamiseks.
3.Kuidas sagedusmuundur mootorit juhib? Kuidas need kaks on omavahel ühendatud?
Inverteri juhtmestik mootori juhtimiseks on suhteliselt lihtne, sarnaselt kontaktori juhtmestikuga, kus mootorisse siseneb ja sealt väljub kolm peamist toiteliini, kuid seadistused on keerulisemad ja ka inverteri juhtimise viisid on erinev.
Esiteks, inverteri klemmide puhul, kuigi on palju kaubamärke ja erinevaid juhtmestiku meetodeid, ei erine enamiku inverterite juhtmestiku klemmid palju. Üldiselt jagatud edasi- ja tagasilüliti sisenditeks, mida kasutatakse mootori edasi- ja tagasikäigu juhtimiseks. Tagasiside klemme kasutatakse mootori tööoleku tagasiside andmiseks,sealhulgas töösagedus, kiirus, veaolek jne.
Kiiruse reguleerimiseks kasutavad mõned sagedusmuundurid potentsiomeetreid, mõned otse nuppe, mida kõiki juhitakse füüsilise juhtmestiku kaudu. Teine võimalus on kasutada sidevõrku. Paljud sagedusmuundurid toetavad nüüd side juhtimist. Sideliini abil saab juhtida mootori käivitamist ja seiskamist, edasi- ja tagasipöörlemist, kiiruse reguleerimist jne. Samas edastatakse tagasisideinfot ka suhtluse kaudu.
4.Mis juhtub mootori väljundmomendiga, kui selle pöörlemiskiirus (sagedus) muutub?
Sagedusmuunduri käivitusmoment ja maksimaalne pöördemoment on väiksemad kui otse toiteallikaga käitamisel.
Mootoril on suur käivitus- ja kiirendusmõju, kui see töötab toiteallikaga, kuid sagedusmuunduri toitel on need mõjud nõrgemad. Otsekäivitamine toiteallikaga tekitab suure käivitusvoolu. Sagedusmuunduri kasutamisel lisatakse mootorile järk-järgult sagedusmuunduri väljundpinge ja sagedus, nii et mootori käivitusvool ja löök on väiksemad. Tavaliselt väheneb mootori tekitatud pöördemoment sageduse vähenedes (kiirus väheneb). Vähendamise tegelikke andmeid selgitatakse mõnes sagedusmuunduri juhendis.
Tavaline mootor on projekteeritud ja toodetud 50Hz pingele ning antud pingevahemikus on antud ka selle nimipöördemoment. Seetõttu nimetatakse kiiruse reguleerimist alla nimisageduse konstantse pöördemomendi kiiruse reguleerimiseks. (T = Te, P < = Pe)
Kui sagedusmuunduri väljundsagedus on suurem kui 50 Hz, väheneb mootori tekitatud pöördemoment lineaarses seoses sagedusega pöördvõrdeliselt.
Kui mootor töötab sagedusega üle 50 Hz, tuleb mootori ebapiisava väljundpöördemomendi vältimiseks arvestada mootori koormuse suurust.
Näiteks mootori 100 Hz juures tekitatav pöördemoment väheneb umbes 1/2-ni 50 Hz juures genereeritud pöördemomendist.
Seetõttu nimetatakse kiiruse reguleerimist üle nimisageduse konstantse võimsuse kiiruse reguleerimiseks. (P=Ue*Ie).
5. Sagedusmuunduri rakendamine üle 50 Hz
Konkreetse mootori puhul on selle nimipinge ja nimivool konstantsed.
Näiteks kui inverteri ja mootori nimiväärtused on mõlemad: 15kW/380V/30A, võib mootor töötada üle 50Hz.
Kui kiirus on 50Hz, on inverteri väljundpinge 380V ja vool 30A. Sel ajal, kui väljundsagedust suurendatakse 60 Hz-ni, võib inverteri maksimaalne väljundpinge ja vool olla ainult 380 V/30 A. Ilmselgelt jääb väljundvõimsus muutumatuks, seega nimetame seda konstantse võimsuse kiiruse reguleerimiseks.
Milline on pöördemoment sel ajal?
Kuna P = wT(w; nurkkiirus, T: pöördemoment), kuna P jääb muutumatuks ja w suureneb, väheneb pöördemoment vastavalt.
Saame seda vaadata ka teise nurga alt:
Mootori staatori pinge on U=E+I*R (I on vool, R on elektrooniline takistus ja E on indutseeritud potentsiaal).
On näha, et kui U ja mina ei muutu, ei muutu ka E.
Ja E=k*f*X (k: konstant; f: sagedus; X: magnetvoog), nii et kui f muutub vahemikust 50–>60 Hz, väheneb X vastavalt.
Mootori puhul T=K*I*X (K: konstant; I: vool; X: magnetvoog), nii et pöördemoment T väheneb, kui magnetvoog X väheneb.
Samas, kui see on alla 50Hz, kuna I*R on väga väike, siis kui U/f=E/f ei muutu, on magnetvoog (X) konstant. Pöördemoment T on võrdeline vooluga. Seetõttu kasutatakse inverteri ülekoormuse (pöördemomendi) võimsuse kirjeldamiseks tavaliselt inverteri liigvooluvõimsust ja seda nimetatakse konstantse pöördemomendi kiiruse reguleerimiseks (nimivool jääb muutumatuks –>maksimaalne pöördemoment jääb muutumatuks)
Järeldus: kui inverteri väljundsagedus tõuseb üle 50 Hz, väheneb mootori väljundmoment.
6.Muud väljundpöördemomendiga seotud tegurid
Soojuse tootmine ja soojuse hajumise võimsus määravad inverteri väljundvoolu võimsuse, mõjutades seega inverteri väljundvõimsust.
1. Kandesagedus: Inverterile märgitud nimivool on üldiselt väärtus, mis suudab tagada pideva väljundi kõrgeima kandesageduse ja kõrgeima ümbritseva õhu temperatuuril. Kandesageduse vähendamine ei mõjuta mootori voolu. Siiski väheneb komponentide soojuse teke.
2. Ümbritsev temperatuur: nii nagu inverteri kaitsevoolu väärtust ei suurendata, kui ümbritseva õhu temperatuur on suhteliselt madal.
3. Kõrgus: kõrguse suurenemine mõjutab soojuse hajumist ja isolatsioonivõimet. Üldiselt võib seda ignoreerida allpool 1000 meetrit ja võimsust saab vähendada 5% iga 1000 meetri võrra kõrgemal.
7. Mis on sagedusmuunduri sobiv sagedus mootori juhtimiseks?
Ülaltoodud kokkuvõttest saime teada, miks mootori juhtimiseks kasutatakse inverterit, ja mõistsime ka seda, kuidas inverter mootorit juhib. Inverter juhib mootorit, mille võib kokku võtta järgmiselt:
Esiteks juhib inverter mootori käivituspinget ja sagedust, et saavutada sujuv käivitamine ja sujuv seiskamine;
Teiseks kasutatakse inverterit mootori kiiruse reguleerimiseks ja mootori kiirust reguleeritakse sagedust muutes.
Anhui Mingtengi püsimagnetmootortooteid juhib inverter. Koormusvahemikus 25–120% on neil suurem tõhusus ja laiem töövahemik kui samade tehniliste parameetritega asünkroonmootoritel ning neil on märkimisväärne energiasäästuefekt.
Meie professionaalsed tehnikud valivad sobivama inverteri vastavalt konkreetsetele töötingimustele ja klientide tegelikele vajadustele, et saavutada mootori parem juhtimine ja maksimeerida mootori jõudlust. Lisaks saab meie tehnilise teeninduse osakond kaugjuhtimisega suunata kliente inverteri paigaldamisel ja silumisel ning teostada igakülgset järelkontrolli ja teenindust enne ja pärast müüki.
Autoriõigus: see artikkel on WeChati avaliku numbri "Tehniline koolitus" kordustrükk, algne link https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA
See artikkel ei esinda meie ettevõtte seisukohti. Kui teil on erinevaid arvamusi või vaateid, siis palun parandage meid!
Postitusaeg: 09.09.2024