VFD untuk prinsip operasi pam. Pemasangan buat sendiri penukar frekuensi untuk motor tak segerak. Aplikasi peranti pelarasan

Peraturan oleh pemacu frekuensi membolehkan, menggunakan penukar khas, menukar mod pengendalian motor elektrik secara fleksibel: mula, berhenti, pecutan, brek, tukar kelajuan putaran.

Menukar kekerapan voltan bekalan membawa kepada perubahan dalam halaju sudut medan magnet pemegun. Apabila frekuensi berkurangan, motor berkurangan dan gelinciran meningkat.

Prinsip operasi penukar frekuensi pemacu

Kelemahan utama motor tak segerak ialah kesukaran mengawal kelajuan cara tradisional: menukar voltan bekalan dan memperkenalkan rintangan tambahan ke dalam litar belitan. Pemacu frekuensi motor elektrik lebih maju. Sehingga baru-baru ini, penukar adalah mahal, tetapi kemunculan transistor IGBT dan sistem kawalan mikropemproses membolehkan pengeluar asing mencipta peranti mampu milik. Yang paling maju sekarang adalah statik

Halaju sudut medan magnet stator ω 0 berubah mengikut perkadaran dengan frekuensi ƒ 1 mengikut formula:

ω 0 = 2π׃ 1 /p,

di mana p ialah bilangan pasangan kutub.

Kaedah ini menyediakan kawalan kelajuan yang lancar. Dalam kes ini, kelajuan gelongsor enjin tidak meningkat.

Untuk mendapatkan prestasi tenaga tinggi motor - kecekapan, faktor kuasa dan kapasiti beban lampau, bersama-sama dengan frekuensi, voltan bekalan diubah mengikut kebergantungan tertentu:

• tork beban malar - U 1 / ƒ 1 = const;
• watak kipas tork beban - U 1 / ƒ 1 2 = const;
• tork beban, berkadar songsang dengan kelajuan - U 1 /√ ƒ 1 = const.

Fungsi-fungsi ini dilaksanakan menggunakan penukar yang mengubah frekuensi dan voltan pada stator motor secara serentak. Elektrik dijimatkan melalui peraturan menggunakan parameter teknologi yang diperlukan: tekanan pam, prestasi kipas, kelajuan suapan mesin, dll. Dalam kes ini, parameter berubah dengan lancar.

Kaedah kawalan frekuensi motor elektrik tak segerak dan segerak

Dalam pemacu frekuensi berubah-ubah berdasarkan motor tak segerak dengan rotor sangkar tupai Dua kaedah kawalan digunakan - skalar dan vektor. Dalam kes pertama, amplitud dan kekerapan voltan bekalan berubah secara serentak.

Ini adalah perlu untuk mengekalkan ciri-ciri operasi enjin, selalunya nisbah malar tork maksimumnya kepada momen rintangan pada aci. Akibatnya, kecekapan dan faktor kuasa kekal tidak berubah sepanjang julat putaran keseluruhan.

Kawalan vektor terdiri daripada menukar amplitud dan fasa arus pada stator secara serentak.

Pemacu frekuensi jenis hanya berfungsi apabila beban ringan, dengan pertumbuhan yang lebih tinggi nilai yang boleh diterima sinkroni mungkin terganggu.

Kelebihan pemacu frekuensi

Peraturan frekuensi mempunyai pelbagai kelebihan berbanding kaedah lain.

1. Automasi operasi enjin dan proses pengeluaran.
2. Permulaan lancar, menghapuskan ralat biasa yang berlaku semasa pecutan enjin. Meningkatkan kebolehpercayaan pemacu frekuensi dan peralatan dengan mengurangkan beban lampau.
3. Peningkatan kecekapan operasi dan prestasi pemacu keseluruhan.
4. Mencipta kelajuan motor yang berterusan tanpa mengira sifat beban, yang penting semasa proses sementara. Penggunaan maklum balas memungkinkan untuk mengekalkan kelajuan enjin yang berterusan di bawah pelbagai pengaruh yang mengganggu, khususnya di bawah beban berubah-ubah.
5. Penukar mudah disepadukan ke dalam sedia ada sistem teknikal tanpa kerja semula yang ketara dan menghentikan proses teknologi. Julat kapasiti adalah besar, tetapi apabila ia meningkat, harga meningkat dengan ketara.
6. Keupayaan untuk meninggalkan variator, kotak gear, pencekik dan peralatan kawalan lain atau mengembangkan julat aplikasinya. Ini menghasilkan penjimatan tenaga yang ketara.
7. Penghapusan kesan berbahaya proses sementara pada peralatan teknologi, seperti tukul air atau peningkatan tekanan bendalir dalam saluran paip dengan pengurangan penggunaannya pada waktu malam.

Kecacatan

Seperti semua penyongsang, penukar frekuensi adalah sumber gangguan. Mereka perlu memasang penapis.

Nilai jenama adalah tinggi. Ia meningkat dengan ketara dengan peningkatan kuasa peranti.

Kawalan kekerapan semasa mengangkut cecair

Di kemudahan di mana air dan cecair lain dipam, kawalan aliran kebanyakannya dilakukan menggunakan injap pintu. Pada masa ini, arah yang menjanjikan adalah penggunaan pemacu frekuensi pam atau kipas yang menggerakkan bilahnya.

Permohonan penukar frekuensi sebagai alternatif kepada injap pendikit, ia memberikan kesan penjimatan tenaga sehingga 75%. Injap, menahan aliran cecair, tidak melakukan kerja yang berguna. Pada masa yang sama, kehilangan tenaga dan jirim semasa pengangkutannya meningkat.

Pemacu frekuensi memungkinkan untuk menyokong pengguna tekanan berterusan apabila aliran bendalir berubah. Isyarat dihantar dari sensor tekanan ke pemacu, yang mengubah kelajuan enjin dan dengan itu mengawal kelajuannya, mengekalkan kadar aliran tertentu.

Unit pengepaman dikawal dengan menukar prestasinya. Penggunaan kuasa pam adalah fungsi padu prestasi atau kelajuan putaran roda. Jika kelajuan dikurangkan sebanyak 2 kali, prestasi pam akan menurun sebanyak 8 kali. Mempunyai jadual harian penggunaan air membolehkan anda menentukan penjimatan tenaga untuk tempoh ini jika anda mengawal pemacu frekuensi. Disebabkan itu, adalah mungkin untuk mengautomasikan stesen pam dan dengan itu mengoptimumkan tekanan air dalam rangkaian.

Pengendalian sistem pengudaraan dan penyaman udara

Aliran udara maksimum dalam sistem pengudaraan tidak selalu diperlukan. Keadaan operasi mungkin memerlukan prestasi yang dikurangkan. Secara tradisinya, pendikit digunakan untuk ini, apabila kelajuan roda kekal malar. Adalah lebih mudah untuk menukar aliran udara kerana pemacu frekuensi berubah-ubah apabila bermusim dan keadaan iklim, pembebasan haba, lembapan, wap dan gas berbahaya.

Penjimatan tenaga dalam sistem pengudaraan dan penghawa dingin dicapai tidak lebih rendah daripada di stesen pam, kerana penggunaan kuasa putaran aci adalah fungsi padu kelajuan.

Peranti penukar frekuensi

Pemacu frekuensi moden direka mengikut litar penukar berganda. Ia terdiri daripada penerus dan penyongsang nadi dengan sistem kawalan.

Selepas membetulkan voltan sesalur, isyarat dilicinkan oleh penapis dan disalurkan kepada penyongsang dengan enam suis transistor, di mana setiap satu daripadanya disambungkan ke belitan stator motor elektrik tak segerak. Blok menukar isyarat diperbetulkan kepada isyarat tiga fasa frekuensi dan amplitud yang diperlukan. Transistor IGBT kuasa dalam peringkat keluaran mempunyai frekuensi pensuisan yang tinggi dan memberikan isyarat gelombang persegi yang jelas dan bebas herotan. Disebabkan oleh sifat penapisan belitan motor, bentuk lengkung semasa pada keluarannya kekal sinusoidal.

Kaedah untuk melaraskan amplitud isyarat

Nilai voltan keluaran dikawal oleh dua kaedah:

1. Amplitud - perubahan dalam nilai voltan.
2. Modulasi lebar nadi ialah kaedah menukar isyarat nadi di mana tempohnya berubah, tetapi frekuensinya kekal tidak berubah. Di sini kuasa bergantung pada lebar nadi.

Kaedah kedua paling kerap digunakan berkaitan dengan pembangunan teknologi mikropemproses. Penyongsang moden dibuat berdasarkan pemadaman thyristor GTO atau transistor IGBT.

Keupayaan dan aplikasi penukar

Pemacu frekuensi mempunyai banyak keupayaan.

1. Peraturan kekerapan voltan bekalan tiga fasa dari sifar hingga 400 Hz.
2. Pecutan atau brek motor elektrik dari 0.01 saat. sehingga 50 min. mengikut undang-undang masa tertentu (biasanya linear). Semasa pecutan, adalah mungkin bukan sahaja untuk mengurangkan, tetapi juga untuk meningkatkan tork dinamik dan permulaan sehingga 150%.
3. Membalikkan enjin dengan mod brek dan pecutan yang ditentukan kepada kelajuan yang dikehendaki ke arah lain.
4. Penukar mempunyai perlindungan elektronik yang boleh dikonfigurasikan terhadap litar pintas, beban lampau, kebocoran tanah dan talian kuasa motor terbuka.
5. Paparan digital penukar memaparkan data tentang parameternya: kekerapan, voltan bekalan, kelajuan, arus, dsb.
6. Penukar melaraskan ciri frekuensi voltan bergantung pada beban yang diperlukan pada motor. Fungsi sistem kawalan berdasarkannya disediakan oleh pengawal terbina dalam.
7. Untuk frekuensi rendah, adalah penting untuk menggunakan kawalan vektor, yang membolehkan anda bekerja dengan tork penuh motor, mengekalkan kelajuan malar apabila beban berubah, dan mengawal tork pada aci. Pemacu frekuensi boleh ubah berfungsi dengan baik jika data papan nama motor dimasukkan dengan betul dan selepas ia berjaya diuji. Produk terkenal dari syarikat HYUNDAI, Sanyu, dll.

Bidang penggunaan penukar adalah seperti berikut:

• pam dalam air panas dan sejuk dan sistem bekalan haba;
• pam buburan, pasir dan pulpa loji pemprosesan;
• sistem pengangkutan: penghantar, meja penggelek dan cara lain;
• pengadun, kilang, penghancur, penyemperit, dispenser, penyuap;
• emparan;
• lif;
• peralatan metalurgi;
• peralatan penggerudian;
• pemacu elektrik alat mesin;
• peralatan jengkaut dan kren, mekanisme manipulator.

Pengilang penukar frekuensi, ulasan

Pengeluar dalam negeri sudah mula mengeluarkan produk yang bersesuaian dengan pengguna dari segi kualiti dan harga. Kelebihannya ialah keupayaan untuk mendapatkan peranti yang diingini dengan cepat, serta nasihat terperinci tentang persediaan.

Syarikat "Sistem Berkesan" menghasilkan produk bersiri dan kumpulan perintis peralatan. Produk digunakan untuk kegunaan isi rumah, perniagaan kecil dan industri. Pengilang "Vesper" menghasilkan tujuh siri penukar, di antaranya terdapat pelbagai fungsi yang sesuai untuk kebanyakan mekanisme perindustrian.

Peneraju dalam pengeluaran penukar frekuensi ialah syarikat Denmark Danfoss. Produknya digunakan dalam pengudaraan, penyaman udara, bekalan air dan sistem pemanasan. Syarikat Finland Vacon, sebahagian daripada syarikat Denmark, menghasilkan reka bentuk modular, dari mana anda boleh memasang peranti yang diperlukan tanpa bahagian yang tidak perlu, yang membolehkan anda menjimatkan komponen. Penukar daripada kebimbangan antarabangsa ABB juga dikenali, digunakan dalam industri dan dalam kehidupan seharian.

Berdasarkan ulasan, untuk menyelesaikan masalah biasa yang mudah, anda boleh menggunakan penukar domestik yang murah, tetapi untuk yang kompleks anda memerlukan jenama dengan tetapan yang lebih ketara.

Kesimpulan

Pemacu frekuensi mengawal motor elektrik dengan menukar frekuensi dan amplitud voltan bekalan, sambil melindunginya daripada kerosakan: beban lampau, litar pintas, pecah dalam rangkaian bekalan. Ini melaksanakan tiga fungsi utama yang berkaitan dengan pecutan, brek dan kelajuan enjin. Ini memungkinkan untuk meningkatkan kecekapan peralatan dalam banyak bidang teknologi.

Pada masa ini, motor elektrik tak segerak telah menjadi peranti utama dalam kebanyakan pemacu elektrik. Semakin banyak, penyongsang dengan kawalan PWM digunakan untuk mengawalnya. Pengurusan sedemikian memberikan banyak kelebihan, tetapi juga menimbulkan beberapa masalah dalam memilih penyelesaian teknikal tertentu. Mari cuba memahaminya dengan lebih terperinci.

Peranti penukar frekuensi

Pembangunan dan pengeluaran rangkaian luas modul IGBT transistor voltan tinggi berkuasa tinggi telah memungkinkan untuk melaksanakan suis kuasa berbilang fasa yang dikawal secara langsung oleh isyarat digital. Alat pengkomputeran boleh atur cara memungkinkan untuk menjana jujukan berangka pada input suis yang menyediakan isyarat. Pembangunan dan pengeluaran besar-besaran mikropengawal cip tunggal dengan sumber pengkomputeran yang besar telah memungkinkan untuk berpindah ke pemacu elektrik servo dengan pengawal digital.

Penukar frekuensi kuasa, sebagai peraturan, dilaksanakan mengikut litar yang mengandungi penerus menggunakan diod atau transistor kuasa berkuasa dan penyongsang (suis terkawal) menggunakan transistor IGBT yang dipijak oleh diod (Rajah 1).

nasi. 1. Litar penukar frekuensi

Peringkat input membetulkan voltan rangkaian sinusoidal yang dibekalkan, yang, selepas melicinkan menggunakan penapis kapasitif induktif, berfungsi sebagai sumber kuasa untuk penyongsang terkawal, yang, di bawah tindakan arahan kawalan digital, menghasilkan isyarat c, yang menjana arus sinusoidal. dalam belitan stator dengan parameter yang memastikan mod operasi motor elektrik yang diperlukan.

Kawalan digital penukar kuasa dijalankan menggunakan perkakasan dan perisian mikropemproses yang sepadan dengan tugas yang diberikan. Peranti pengkomputeran menjana isyarat kawalan untuk 52 modul dalam masa nyata, dan juga memproses isyarat daripada sistem pengukur yang mengawal operasi pemacu.

Peranti kuasa dan kemudahan pengkomputeran kawalan digabungkan menjadi produk industri yang direka bentuk secara struktur dipanggil penukar frekuensi.

DALAM peralatan industri Dua jenis penukar frekuensi utama digunakan:

penukar berjenama untuk jenis peralatan tertentu.

penukar frekuensi universal direka untuk kawalan pelbagai guna operasi IM dalam mod yang ditentukan pengguna.

Pemasangan dan kawalan mod operasi penukar frekuensi boleh dilakukan menggunakan panel kawalan yang dilengkapi dengan skrin untuk memaparkan maklumat yang dimasukkan. DALAM versi mudah Untuk kawalan frekuensi skalar, anda boleh menggunakan satu set fungsi logik mudah yang tersedia dalam tetapan kilang pengawal dan pengawal PID terbina dalam.

Untuk melaksanakan mod kawalan yang lebih kompleks menggunakan isyarat daripada penderia maklum balas, adalah perlu untuk membangunkan struktur ACS dan algoritma, yang harus diprogramkan menggunakan komputer luaran yang disambungkan.

Kebanyakan pengeluar menghasilkan rangkaian penukar frekuensi yang berbeza dalam input dan output ciri elektrik, kuasa, reka bentuk dan parameter lain. Untuk menyambung ke peralatan luaran (bekalan kuasa, motor), elemen luaran tambahan boleh digunakan: pemula magnet, transformer, tercekik.

Jenis isyarat kawalan

Ia adalah perlu untuk membezakan antara jenis isyarat yang berbeza dan menggunakan kabel berasingan untuk setiap daripada mereka. Pelbagai jenis isyarat boleh mempengaruhi satu sama lain. Dalam amalan, pemisahan sedemikian sering berlaku, contohnya, kabel dari boleh disambungkan terus ke penukar frekuensi.

nasi. 2. Contoh litar penyambung kuasa dan litar kawalan penukar frekuensi

Jenis isyarat berikut boleh dibezakan:

analog - isyarat voltan atau arus (0...10 V, 0/4...20 mA), nilai yang berubah secara perlahan atau jarang, biasanya ini adalah isyarat kawalan atau pengukuran;

voltan diskret atau isyarat arus (0...10 V, 0/4...20 mA), yang boleh mengambil hanya dua nilai yang jarang berubah (tinggi atau rendah);

digital (data) - isyarat voltan (0...5 V, 0...10 V), yang berubah dengan cepat dan dengan frekuensi tinggi, biasanya ini adalah isyarat dari port RS232, RS485, dsb.;

geganti - kenalan geganti (0...220 V AC) mungkin termasuk arus induktif bergantung pada beban yang disambungkan (geganti luaran, lampu, injap, peranti brek, dsb.).

Memilih kuasa penukar frekuensi

Apabila memilih kuasa penukar frekuensi, adalah perlu untuk mendasarkannya bukan sahaja pada kuasa motor elektrik, tetapi juga pada arus undian dan voltan penukar dan motor. Hakikatnya ialah kuasa penukar frekuensi yang ditunjukkan hanya digunakan untuk operasinya dengan motor elektrik tak segerak 4 kutub standard dalam aplikasi standard.

Pemacu sebenar mempunyai banyak aspek yang boleh menyebabkan beban semasa pemacu meningkat, contohnya semasa permulaan. Secara umum, penggunaan pemacu frekuensi memungkinkan untuk mengurangkan beban semasa dan mekanikal disebabkan oleh permulaan yang lembut. Sebagai contoh, arus permulaan dikurangkan daripada 600% kepada 100-150% daripada nilai undian.

Operasi memandu pada kelajuan yang dikurangkan

Perlu diingat bahawa walaupun penukar frekuensi dengan mudah menyediakan kawalan kelajuan 10:1, apabila enjin beroperasi pada kelajuan rendah, kuasa kipasnya sendiri mungkin tidak mencukupi. Ia adalah perlu untuk memantau suhu enjin dan menyediakan pengudaraan paksa.

Keserasian elektromagnet

Memandangkan penukar frekuensi ialah sumber harmonik frekuensi tinggi yang berkuasa, kabel terlindung dengan panjang minimum mesti digunakan untuk menyambungkan motor. Kabel sedemikian mesti diletakkan pada jarak sekurang-kurangnya 100 mm dari kabel lain. Ini meminimumkan gangguan. Jika anda perlu menyeberangi kabel, penyeberangan dilakukan pada sudut 90 darjah.

Kuasa daripada penjana kecemasan

Permulaan lembut yang disediakan oleh penukar frekuensi membolehkan anda mengurangkan kuasa penjana yang diperlukan. Oleh kerana dengan permulaan sedemikian arus dikurangkan sebanyak 4-6 kali, kuasa penjana boleh dikurangkan dengan bilangan kali yang sama. Tetapi semua yang sama, penyentuh mesti dipasang di antara penjana dan pemacu, dikawal daripada output geganti pemacu frekuensi. Ini melindungi penukar frekuensi daripada voltan lampau berbahaya.

Bekalan kuasa penukar tiga fasa daripada rangkaian fasa tunggal

Penukar frekuensi tiga fasa boleh dikuasakan daripada rangkaian fasa tunggal, tetapi arus keluarannya tidak boleh melebihi 50% daripada arus undian.

Menjimatkan tenaga dan wang

Penjimatan berlaku atas beberapa sebab. Pertama, disebabkan pertumbuhan kepada nilai 0.98, i.e. kuasa maksimum digunakan untuk melakukan kerja yang berguna, minimum menjadi kerugian. Kedua, pekali yang hampir dengan ini diperolehi dalam semua mod operasi enjin.

Tanpa penukar frekuensi, motor tak segerak pada beban rendah mempunyai phi kosinus 0.3-0.4. Ketiga, tidak ada keperluan untuk pelarasan mekanikal tambahan (flap, pendikit, injap, brek, dll.), Semuanya dilakukan secara elektronik. Dengan alat kawalan sedemikian, penjimatan boleh mencapai 50%.

Segerakkan berbilang peranti

Oleh kerana input kawalan tambahan pemacu frekuensi, adalah mungkin untuk menyegerakkan proses pada penghantar atau menetapkan nisbah perubahan dalam beberapa kuantiti bergantung pada yang lain. Sebagai contoh, jadikan kelajuan putaran gelendong mesin bergantung kepada kelajuan suapan pemotong. Proses itu akan dioptimumkan kerana apabila beban pada pemotong bertambah, suapan akan berkurangan dan begitu juga sebaliknya.

Perlindungan rangkaian daripada harmonik yang lebih tinggi

Untuk perlindungan tambahan, sebagai tambahan kepada kabel terlindung pendek, pencekik talian dan kapasitor shunt digunakan. , sebagai tambahan, mengehadkan lonjakan semasa apabila dihidupkan.

Memilih kelas perlindungan yang betul

Untuk operasi pemacu frekuensi yang bebas masalah, sink haba yang boleh dipercayai diperlukan. Jika anda menggunakan kelas perlindungan tinggi, contohnya IP 54 dan lebih tinggi, maka sukar atau mahal untuk mencapai pelesapan haba sedemikian. Oleh itu, anda boleh menggunakan kabinet berasingan dengan kelas tinggi perlindungan, di mana untuk memasang modul dengan kelas yang lebih rendah dan melaksanakan pengudaraan umum dan penyejukan.

Sambungan selari motor elektrik kepada satu penukar frekuensi

Untuk mengurangkan kos, satu penukar frekuensi boleh digunakan untuk mengawal beberapa motor elektrik. Kuasanya mesti dipilih dengan margin 10-15% daripada jumlah kuasa semua motor elektrik. Dalam kes ini, adalah perlu untuk meminimumkan panjang kabel motor dan sangat dinasihatkan untuk memasang pendikit motor.

Kebanyakan penukar frekuensi tidak membenarkan motor diputuskan sambungan atau disambungkan menggunakan penyentuh semasa pemacu frekuensi sedang berjalan. Ini hanya boleh dilakukan melalui arahan berhenti pemacu.

Menetapkan fungsi kawalan

Untuk mendapatkan penunjuk prestasi maksimum pemacu elektrik, seperti: faktor kuasa, pekali tindakan yang berguna, kapasiti beban lampau, kelancaran peraturan, ketahanan, anda perlu memilih dengan betul hubungan antara perubahan dalam kekerapan operasi dan voltan pada output penukar frekuensi.

Fungsi perubahan voltan bergantung pada sifat tork beban. Pada tork yang malar, voltan pada stator motor elektrik mesti dikawal mengikut kadar frekuensi (peraturan skalar U/F = const). Untuk kipas, sebagai contoh, nisbah lain ialah U/F*F = const. Jika kita meningkatkan kekerapan sebanyak 2 kali, maka voltan mesti ditingkatkan sebanyak 4 (peraturan vektor). Terdapat pemacu dengan fungsi kawalan yang lebih kompleks.

Kelebihan menggunakan pemacu elektrik boleh laras dengan penukar frekuensi

Kecuali meningkatkan kecekapan dan penjimatan tenaga, pemacu elektrik sedemikian membolehkan anda memperoleh kualiti kawalan baharu. Ini dinyatakan dalam penolakan peranti mekanikal tambahan yang mencipta kerugian dan mengurangkan kebolehpercayaan sistem: brek, peredam, pendikit, injap, injap kawalan, dll. Brek, sebagai contoh, boleh dicapai dengan putaran terbalik medan elektromagnet dalam stator motor elektrik. Dengan menukar hanya hubungan fungsi antara frekuensi dan voltan, kami mendapat pemacu yang berbeza tanpa mengubah apa-apa dalam mekanik.

Dokumentasi Membaca

Perlu diingatkan bahawa walaupun penukar frekuensi adalah serupa antara satu sama lain dan telah menguasai satu, ia adalah mudah untuk memahami yang lain, namun, perlu membaca dokumentasi dengan teliti. Sesetengah pengeluar mengenakan sekatan ke atas penggunaan produk mereka, dan jika mereka dilanggar, mereka akan mengeluarkan produk daripada jaminan.

Pada masa ini, berpuluh-puluh jenama penukar frekuensi voltan rendah dari negara asing dan asing diwakili di pasaran Rusia. Pengeluar Rusia. Antaranya ialah syarikat terkemuka Eropah: Siemens, ABB, SEW Eurodrive, Control Techniques (Emerson Corporation), Schneider Electric, Danfoss, K.E.B., Lenze, Allen-Breadly (Rockwell Automation Corporation), Bosch Rexroth. Produk pengeluar ini diwakili secara meluas, dan terdapat rangkaian pengedar yang luas. Setakat ini, produk syarikat tersebut dari Eropah seperti Emotron, Vacon, SSD Drives (Parker Corporation), Elettronica Santerno kurang dikenali. Terdapat juga produk daripada pengeluar Amerika - General Electric Corporation, AC Technology International (sebahagian daripada kebimbangan Lenze) dan WEG (Brazil).

Persaingan serius dengan Eropah dan pengilang Amerika terdiri daripada syarikat dari Asia. Pertama sekali, ini adalah syarikat dari Jepun: Mitsubishi Electric, Omron-Yaskawa, Panasonic, Hitachi, Toshiba, Fuji Electric. Jenama Korea dan Taiwan diwakili secara meluas - LG Industrial Systems, HYUNDAI Electronics, Delta Electronics, Tecorp, Long Shenq Electronic, Mecapion.

Antara pengeluar domestik yang paling terkenal ialah syarikat Vesper. Anda juga boleh perhatikan penukar khusus jenama ACh, EPV (JSC Elektroapparat), REN2K atau REMS (MKE).

Kebanyakan pengeluar menawarkan penukar frekuensi yang boleh beroperasi dalam gelung terbuka dan gelung tertutup kawalan (kawalan vektor), dengan set input dan output boleh atur cara, dengan pengawal PID terbina dalam. Malah dalam penukar frekuensi Korea atau Taiwan yang paling murah anda boleh menemui apa yang dipanggil tanpa sensor, i.e. tanpa sensor kedudukan rotor, mod pengendalian vektor. Julat kawalan boleh 1:50.

Walau bagaimanapun, pengeluar terkemuka menawarkan mod kawalan vektor yang lebih maju tanpa penderia maklum balas, berdasarkan algoritma kawalan lanjutan. Salah satu perintis dalam bidang ini ialah ABB, yang mencadangkan DTR (Kawalan tork langsung) - kaedah mengawal kelajuan dan tork tanpa sensor maklum balas. Teknik Kawalan syarikat Inggeris telah melaksanakan mod kawalan pautan fluks rotor (RFC) tanpa menggunakan sensor maklum balas, yang membolehkan anda mengawal tork dengan ketepatan yang mencukupi untuk kebanyakan tugas, mengembangkan julat kawalan kepada 100, memastikan ketepatan yang tinggi untuk mengekalkan kelajuan pada kelajuan rendah dan mencapai arus beban lampau yang sama, seperti dalam mod gelung tertutup.

Pengeluar besar menawarkan peranti pelbagai fungsi dengan pelbagai pilihan (modul pengembangan, perintang brek, pengawal terbina dalam, penapis, pencekik, dll.) atau melengkapkannya dengan sistem CNC atau pengawal gerakan.

Semakin banyak, anda boleh melihat penggunaan pemacu dalam mod regeneratif, i.e. dengan keupayaan untuk mengembalikan tenaga yang dikeluarkan semasa brek kembali ke rangkaian (lif, eskalator, kren). Biasanya, pemacu khusus dengan penerus terkawal digunakan untuk ini. Syarikat terkemuka, seperti Teknik Kawalan, menawarkan regen sebagai salah satu mod operasi penukar frekuensi Unidrive SP, dengan itu mencapai penjimatan tenaga yang ketara dan kecekapan tinggi sistem.

Julat yang diterangkan membolehkan jurutera memilih penukar frekuensi yang sesuai dengan pelbagai fungsi dan program terbina dalam. Pada masa yang sama, jenama Eropah terkemuka, contohnya dari UK dan Jerman, berjaya bersaing pada harga dengan fungsi dan kualiti yang lebih baik

Kami membawa kepada perhatian anda penerangan tentang beberapa produk yang terdapat di pasaran Rusia. Maklumat mengenai pembekal boleh didapati di laman web kami:

Rockwell Automation, peneraju yang tidak dipertikaikan dalam pasaran elektrik kuasa, telah mengeluarkan siri baharu pemacu frekuensi boleh ubah Allen-Bradley® PowerFlex® antara 0.25kW hingga 6770kW. Siri baru yang sangat cekap menggabungkan reka bentuk padat dengan lebar kefungsian dan ciri prestasi cemerlang. Ia digunakan dalam makanan, kertas, industri tekstil, kerja logam, kerja kayu, peralatan pengepaman dan pengudaraan, dsb. Palet mengandungi dua kelas pemacu - Komponen dan Seni Bina. Model daripada kelas Komponen direka untuk menyelesaikan tugas kawalan standard, dan pemacu kelas Seni bina, disebabkan perubahan konfigurasi yang fleksibel, boleh disesuaikan dengan mudah dan disepadukan ke dalam sistem kawalan pelbagai peralatan kuasa. Semua model menawarkan keupayaan komunikasi yang luar biasa, pelbagai panel operator dan alatan pengaturcaraan, yang sangat memudahkan operasi dan mempercepatkan permulaan peralatan.

PowerFlex® 4

Pemacu Powerflex 4 adalah ahli yang paling padat dan murah dalam keluarga ini. Peranti kawalan kelajuan yang ideal, model ini menyediakan serba boleh sambil memenuhi keperluan pengilang dan pengguna akhir untuk fleksibiliti, kekompakan dan kemudahan penggunaan.

Pemacu melaksanakan undang-undang kawalan frekuensi voltan dengan kemungkinan pampasan gelincir. Tambahan yang sangat baik untuk model ini ialah versi pemacu ultra-kompak Power@Flex4M, dengan julat kuasa operasi lanjutan sehingga 2.2 kW untuk versi fasa tunggal dan sehingga 11 kW untuk voltan tiga fasa 400VAC. Skala harga yang dicadangkan untuk model ini membolehkan kita berharap, jika bukan untuk kejayaan musim ini, maka untuk popularitinya yang agak luas.

PowerFlex® 7000

Pemacu Siri PowerFlex 7000 ialah pemacu voltan sederhana generasi ketiga daripada Automasi Rockwell. Direka untuk mengawal kelajuan, tork, arah putaran motor AC tak segerak dan segerak. Reka bentuk unik Siri PowerFlex 7000 menampilkan reka bentuk PowerCage yang dipatenkan bagi sangkar kuasa yang mengandungi komponen pemacu utama. Reka bentuk modular baharu adalah ringkas dan mempunyai sebilangan kecil komponen, yang memastikan kebolehpercayaan yang tinggi dan kemudahan operasi. Kelebihan utama pemacu voltan sederhana termasuk: mengurangkan kos operasi, keupayaan untuk memulakan motor besar daripada bekalan kuasa kecil dan ciri kualiti yang lebih baik bagi proses terkawal dan peralatan yang digunakan.

Bergantung pada kuasa output, pemacu tersedia dalam tiga saiz:

Perumahan A – Julat kuasa 150-900 kW dengan voltan bekalan 2400-6600 V

Perumahan B – Julat kuasa 150-4100 kW dengan voltan bekalan 2400-6600V

Perumahan C – Julat kuasa 2240-6770 kW dengan voltan bekalan 4160-6600 V

Pemacu PowerFlex 7000 tersedia dengan pilihan 6 nadi, 18 nadi atau PWM, memberikan pengguna fleksibiliti yang ketara dalam mengurangkan kesan harmonik talian utiliti. Selain itu, ia menyediakan kawalan vektor tanpa sensor langsung untuk kawalan zon yang lebih baik kelajuan rendah, berbanding pemacu yang menggunakan kaedah kawalan U/f, serta keupayaan untuk mengawal tork motor, seperti yang dilakukan dalam pemacu DC. Modul dengan paparan kristal cecair dengan 16 baris dan 40 aksara ditawarkan sebagai panel pengendali.

Momen inersia yang lebih tinggi tanpa kotak gear tambahan

Servomotor inersia rendah daripada siri Beckhoff AM3000, yang dihasilkan menggunakan bahan dan teknologi baharu, digunakan terutamanya dalam aplikasi dinamik dengan beban tinggi, contohnya untuk memacu paksi mesin kerja logam atau peranti tanpa gear. Digabungkan dengan inersia rotor yang tinggi, mereka menawarkan kelebihan yang sama seperti motor siri AM3xxx, seperti belitan stator kutub, yang membolehkan dimensi keseluruhan motor dikurangkan dengan ketara. Bebibir, penyambung dan aci motor siri AM3500 baharu adalah serasi dengan motor AM3000 yang telah terbukti dengan baik. Model AM3500 baharu boleh didapati dalam saiz bebibir 3 – 6 dan mempunyai tork dari 1.9 hingga 15 Nm. Kelajuan putaran motor berkisar antara 3000 hingga 6000 rpm. Untuk sistem maklum balas, penukar koordinat atau penderia kedudukan mutlak (tunggal atau berbilang pusingan) tersedia. Perumahan ini diberi penarafan IP 64; Pilihan dengan kelas perlindungan IP 65/67 tersedia. Siri motor ini memenuhi piawaian keselamatan CE, UL dan CSA.

Generasi baharu pemacu

Talian Emotron telah dikembangkan dengan pemacu NGD: FDU2.0, VFX2.0 (kuasa daripada 0.75 kW kepada 1.6 MW) dan VSC/VSA (0.18–7.5 kW). Memandu dengan kelajuan berubah-ubah FDU2.0 (untuk mekanisme emparan) dan VFX2.0 (untuk mekanisme omboh) membolehkan pengguna menetapkan parameter operasi dalam unit yang diperlukan, mempunyai panel kawalan boleh tanggal dengan fungsi untuk menyalin tetapan, model sehingga 132 kW mempunyai standard ekonomi. Reka bentuk IP54 (model dari 160 hingga 800 kW juga boleh dipasang dalam kandang padat khas IP54). Pertukaran data semasa proses dijalankan menggunakan Fieldbus (Profibus-DP, DeviceNet, Ethernet), melalui port (RS-232, RS-485, Modbus RTU), serta output analog dan digital.

Pemacu vektor VSA dan VSC bersaiz kecil direka khas untuk kawalan kelajuan motor tak segerak tiga fasa. kuasa tinggi: Model input 220 V tersedia dari 0.18 hingga 2.2 kW, dan model 380 V tersedia dari 0.75 hingga 7.5 kW.

Keluarga ATV61-ATV71

Pasaran penukar frekuensi di Rusia berkembang dengan pantas. Tidak menghairankan bahawa ia menarik banyak pengeluar, baik besar mahupun kurang dikenali. Pada masa ini, pasaran Rusia sangat tersegmentasi. Tetapi inilah paradoks: walaupun terdapat lebih daripada 30 jenama pada masa ini di pasaran, bahagian pasaran yang besar dimiliki oleh 7-8 syarikat, dan tidak lebih daripada dua pemimpin yang jelas. Pada masa yang sama megah spesifikasi teknikal peralatan bukanlah jaminan kejayaan. Jawatan utama di Rusia diambil oleh syarikat yang melabur dana yang besar dalam pembangunan perniagaan dan infrastruktur perniagaan.

Syarikat Schneider Electric, yang kepentingannya di Rusia diwakili oleh JSC Schneider Electric, telah mengembangkan penawaran produknya dengan ketara pada tahun 2007. Kini keluarga ATV61-ATV71 telah diperluaskan dengan pengubahsuaian 690 V, dan banyak versi dengan perlindungan IP54 telah muncul. Terdapat juga model khas untuk pemacu lif dan kren ATV71*383 dengan teknologi kawalan yang unik motor segerak. Menjelang akhir tahun 2008, peranti dengan kuasa 2400 kW pada 690V akan muncul dalam talian Altivar. Altivar 61 kini boleh beroperasi dalam aplikasi pengubah langkah naik.

Siri Altivar 21 yang ekonomik baharu direka khusus untuk sistem pemanasan, penyaman udara dan pengudaraan di kediaman dan bangunan awam. Altivar 21 mengawal motor dari 0.75 hingga 75 kW pada voltan 380 V dan 200 ... 240 V.

Altivar 21 mempunyai banyak fungsi aplikasi:

– pengawal selia PI terbina dalam;

– “angkat dengan cepat”;

– fungsi tidur/bangun;

– perlindungan dan pengurusan penggera;

– rintangan kepada gangguan rangkaian, operasi pada suhu sehingga + 50°C dan penurunan voltan -50%.

Dengan teknologi tanpa kapasitor baharu, Altivar 21 tidak memerlukan peranti tebatan harmonik. Jumlah pekali ialah THDI 30%. Pengabaian kapasitor dan penggunaan semikonduktor yang lebih berkuasa meningkatkan masa operasi.

Kepimpinan Schneider Electric dalam pasaran penukar adalah hasil kerja serius untuk meningkatkan toleransi kerosakan penukar. MTTF untuk sesetengah model adalah sehingga 640,000 jam. Altivar beroperasi di bawah penurunan voltan sehingga -50%, suhu sehingga +50%, dalam persekitaran yang agresif secara kimia dan dengan bunyi impuls dalam rangkaian. Ini adalah hujah yang serius untuk pembelian berulang. Kepercayaan pembeli terhadap peralatan dan reputasi syarikat tidak boleh dianggarkan terlalu tinggi.

Memandu dari SAKIT

Pengeluaran moden memerlukan automasi banyak operasi persediaan manual pelbagai parameter pada pelbagai mesin dan mesin pembungkusan. Selalunya pengendali perlu menukar parameter geometri produk perkilangan atau tugas lain yang serupa. Dalam kes ini, pemacu penentududukan dari SICK-Stegmann ialah peranti kos rendah yang ideal untuk jenis operasi ini.

HIPERDRIVE® – pemacu penentududukan adalah hasil penyepaduan motor DC tanpa berus, kotak gear, pengekod berbilang pusingan mutlak, kuasa dan elektronik kawalan dalam satu peranti. Antara lain, pemacu mempunyai antara muka rangkaian Profibus atau DeviceNet. Peranti ini bertujuan untuk melaksanakan tugas kedudukan titik ke titik dan merupakan peranti kotak hitam yang mudah dikendalikan.

Pada masa ini, pemacu servo digunakan untuk tugasan tersebut. Tetapi penggunaan sistem sedemikian mempunyai beberapa kelemahan. Pertama sekali, ini tidak wajar dari segi ekonomi. Sistem berasaskan servo biasanya juga memerlukan penyongsang, brek, dan pengekod mutlak.

Kelebihan utama pemacu ini:

– Peranti yang sangat bersepadu

Mengurangkan saiz pemacu

Pemasangan dan persediaan yang mudah

Penukar frekuensi direka bentuk untuk mengawal kelajuan motor tak segerak dengan lancar dengan mencipta voltan tiga fasa pada output penukar frekuensi berubah-ubah. Dalam kes yang paling mudah, peraturan frekuensi dan voltan berlaku mengikut diberi ciri V/f, penukar paling maju melaksanakan apa yang dipanggil kawalan vektor .
Prinsip operasi penukar frekuensi atau, seperti yang sering dipanggil, penyongsang: voltan berselang-seli rangkaian industri diperbetulkan oleh blok pembetulan diod dan ditapis oleh bank kapasitor berkapasiti tinggi untuk meminimumkan riak voltan yang terhasil. Voltan ini dibekalkan kepada litar jambatan yang merangkumi enam transistor IGBT atau MOSFET terkawal dengan diod yang disambungkan secara antiselari untuk melindungi transistor daripada kerosakan oleh voltan kekutuban terbalik yang berlaku apabila bekerja dengan belitan motor. Di samping itu, litar kadangkala termasuk litar "penyaliran" tenaga - transistor dengan perintang pelesapan kuasa tinggi. Litar ini digunakan dalam mod brek untuk menekan voltan yang dijana oleh motor dan melindungi kapasitor daripada pengecasan berlebihan dan kegagalan.
Gambar rajah blok penyongsang ditunjukkan di bawah.
Penukar frekuensi digabungkan dengan motor elektrik tak segerak membolehkan anda menggantikan pemacu elektrik DC. Sistem kawalan kelajuan motor DC agak mudah, tetapi titik lemah pemacu elektrik sedemikian ialah motor elektrik. Ia mahal dan tidak boleh dipercayai. Semasa operasi, berus percikan, dan komutator haus di bawah pengaruh hakisan elektrik. Motor elektrik ini tidak boleh digunakan dalam persekitaran yang berdebu atau meletup.
Motor elektrik tak segerak adalah lebih baik daripada motor DC dalam banyak aspek: ia mudah dalam reka bentuk dan boleh dipercayai, kerana ia tidak mempunyai sesentuh bergerak. Mereka mempunyai dimensi, berat dan kos yang lebih kecil berbanding dengan motor DC untuk kuasa yang sama. Motor tak segerak mudah dihasilkan dan dikendalikan.
Kelemahan utama motor elektrik tak segerak ialah kesukaran mengawal kelajuannya menggunakan kaedah tradisional (menukar voltan bekalan, memperkenalkan rintangan tambahan ke dalam litar penggulungan).
Kawalan motor elektrik tak segerak dalam mod frekuensi telah menjadi masalah besar sehingga baru-baru ini, walaupun teori kawalan frekuensi telah dibangunkan kembali pada tahun tiga puluhan. Pembangunan pemacu frekuensi berubah telah dihalang oleh kos penukar frekuensi yang tinggi. Kemunculan litar kuasa dengan transistor IGBT dan pembangunan sistem kawalan mikropemproses berprestasi tinggi telah membolehkan pelbagai syarikat di Eropah, Amerika Syarikat dan Jepun mencipta penukar frekuensi moden pada harga yang berpatutan.
Peraturan kelajuan penggerak boleh dilakukan menggunakan pelbagai peranti: variator mekanikal, gandingan hidraulik, perintang tambahan dimasukkan ke dalam stator atau rotor, penukar frekuensi elektromekanikal, penukar frekuensi statik.
Penggunaan empat peranti pertama tidak menyediakan berkualiti tinggi kawalan kelajuan, tidak ekonomik, mahal untuk dipasang dan dikendalikan. Penukar frekuensi statik ialah peranti kawalan pemacu tak segerak yang paling maju pada masa ini.
Prinsip kaedah kekerapan peraturan kelajuan motor tak segerak ialah dengan menukar frekuensi f1 voltan bekalan, ia mungkin mengikut ungkapan

bilangan pasangan kutub yang tidak berubah p berubah halaju sudut medan magnet stator.
Kaedah ini menyediakan kawalan kelajuan lancar dalam julat yang luas, dan ciri-ciri mekanikal adalah sangat tegar.
Peraturan kelajuan tidak disertai dengan peningkatan gelinciran motor tak segerak, jadi kehilangan kuasa semasa peraturan adalah kecil.
Untuk mendapatkan prestasi tenaga tinggi motor tak segerak - faktor kuasa, kecekapan, kapasiti beban lampau - adalah perlu untuk menukar voltan input serentak dengan frekuensi.
Hukum perubahan voltan bergantung kepada sifat tork beban Ms. Pada tork beban malar Mc=const, voltan pada stator mesti dikawal mengikut kadar kekerapan:

Untuk sifat kipas tork beban, keadaan ini mempunyai bentuk:

Dengan tork beban berkadar songsang dengan kelajuan:

Oleh itu, untuk pengawalan lancar tanpa langkah bagi kelajuan aci motor elektrik tak segerak, penukar frekuensi mesti menyediakan peraturan serentak frekuensi dan voltan pada belitan stator motor tak segerak.
Kelebihan menggunakan pemacu kelajuan berubah-ubah masuk proses teknologi
Penggunaan pemacu elektrik terkawal memastikan penjimatan tenaga dan membolehkan mendapatkan kualiti sistem dan objek baharu. Penjimatan tenaga yang ketara dicapai dengan mengawal selia mana-mana parameter teknologi. Jika ia adalah penghantar atau penghantar, maka anda boleh mengawal kelajuan pergerakannya. Jika ia adalah pam atau kipas, anda boleh mengekalkan tekanan atau mengawal prestasi. Jika ini adalah alat mesin, maka anda boleh melaraskan kelajuan suapan atau pergerakan utama dengan lancar.
Kesan ekonomi khas daripada penggunaan penukar frekuensi datang daripada penggunaan peraturan frekuensi di kemudahan yang mengangkut cecair. Sehingga kini, cara yang paling biasa untuk mengawal prestasi objek tersebut ialah penggunaan injap pintu atau injap kawalan, tetapi hari ini kawalan frekuensi pemanduan motor tak segerak, sebagai contoh, pendesak unit pengepaman atau kipas semakin tersedia. Apabila menggunakan pengawal selia frekuensi, pelarasan lancar kelajuan putaran dipastikan, yang dalam kebanyakan kes menghapuskan penggunaan kotak gear, variator, tercekik dan peralatan kawalan lain.
Apabila disambungkan melalui penukar frekuensi, enjin dimulakan dengan lancar, tanpa memulakan arus dan kejutan, yang mengurangkan beban pada enjin dan mekanisme, dengan itu meningkatkan hayat perkhidmatannya.
Prospek peraturan frekuensi dapat dilihat dengan jelas dari angka tersebut


Oleh itu, apabila pendikit, aliran bahan yang dihalang oleh pintu atau injap tidak melakukan apa-apa kerja yang berguna. Penggunaan pemacu elektrik boleh laras pam atau kipas membolehkan anda menetapkan tekanan atau kadar aliran yang diperlukan, yang bukan sahaja akan menjimatkan tenaga, tetapi juga mengurangkan kehilangan bahan yang diangkut.
Struktur penukar frekuensi
Kebanyakan penukar frekuensi moden dibina menggunakan skema penukaran berganda. Ia terdiri daripada bahagian utama berikut: pautan DC (penerus tidak terkawal), penyongsang nadi kuasa dan sistem kawalan.
Pautan DC terdiri daripada penerus yang tidak terkawal dan penapis. Voltan ulang alik rangkaian bekalan ditukar kepada voltan arus terus.
Penyongsang nadi tiga fasa kuasa terdiri daripada enam suis transistor. Setiap belitan motor elektrik disambungkan melalui suis yang sepadan ke terminal positif dan negatif penerus. Penyongsang menukar voltan diperbetulkan kepada voltan selang tiga fasa frekuensi dan amplitud yang diperlukan, yang digunakan pada belitan stator motor elektrik.
Dalam peringkat keluaran penyongsang, transistor IGBT kuasa digunakan sebagai suis. Berbanding dengan thyristor, ia mempunyai frekuensi pensuisan yang lebih tinggi, yang membolehkannya menghasilkan isyarat keluaran sinusoidal dengan herotan yang minimum.
Prinsip operasi penukar frekuensi
Penukar frekuensi terdiri daripada penerus kuasa diod B yang tidak terkawal, penyongsang autonomi, sistem kawalan PWM, sistem kawalan automatik, Lв tercekik dan kapasitor penapis Св. Pengawalseliaan kekerapan keluaran. dan voltan Uout dijalankan dalam penyongsang kerana kawalan lebar nadi frekuensi tinggi.
Kawalan lebar nadi dicirikan oleh tempoh modulasi, di mana belitan stator motor elektrik disambungkan secara bergilir-gilir ke kutub positif dan negatif penerus.
Tempoh keadaan ini dalam tempoh PWM dimodulasi mengikut undang-undang sinusoidal. Pada frekuensi jam PWM yang tinggi (biasanya 2...15 kHz), arus sinusoidal mengalir dalam belitan motor, disebabkan oleh sifat penapisannya.


Oleh itu, bentuk lengkung voltan keluaran ialah jujukan dwikutub frekuensi tinggi bagi denyutan segi empat tepat (Rajah 3).
Kekerapan nadi ditentukan oleh kekerapan PWM, tempoh (lebar) denyutan semasa tempoh frekuensi keluaran AU dimodulasi mengikut undang-undang sinusoidal. Bentuk lengkung arus keluaran (arus dalam belitan motor elektrik tak segerak) adalah hampir sinusoidal.
Peraturan voltan keluaran penyongsang boleh dilakukan dalam dua cara: amplitud (AP) dengan menukar voltan masukan Uv dan lebar nadi (PWM) dengan menukar program pensuisan injap V1-V6 pada Uv = const.
Kaedah kedua telah meluas dalam penukar frekuensi moden kerana pembangunan asas unsur moden (mikropemproses, transistor IBGT). Dengan modulasi lebar denyut, bentuk arus dalam belitan stator motor tak segerak ternyata hampir dengan sinusoidal kerana sifat penapisan belitan itu sendiri.

Kawalan ini membolehkan kecekapan penukar yang tinggi dan bersamaan dengan kawalan analog menggunakan amplitud frekuensi dan voltan.
Penyongsang moden dibuat berdasarkan peranti semikonduktor kuasa terkawal sepenuhnya - menghidupkan GTO - thyristor, atau transistor IGBT bipolar dengan pintu bertebat. Dalam Rajah. Rajah 2.45 menunjukkan litar titi 3 fasa penyongsang autonomi menggunakan transistor IGBT.
Ia terdiri daripada penapis kapasitif input Cf dan enam transistor IGBT V1-V6 yang disambungkan dari belakang ke belakang diod arus songsang D1-D6.
Dengan menukar injap V1-V6 secara bergilir-gilir mengikut algoritma yang ditentukan oleh sistem kawalan, voltan input malar Uв ditukar kepada voltan keluaran nadi segi empat tepat berselang-seli. Komponen aktif arus motor elektrik tak segerak mengalir melalui suis terkawal V1-V6, dan komponen reaktif arus mengalir melalui diod D1-D6.


I - penyongsang jambatan tiga fasa;
B – penerus jambatan tiga fasa;
Sf – kapasitor penapis;

Pilihan untuk menyambungkan penukar frekuensi daripada Omron.

Menyambungkan penukar frekuensi mengikut keperluan EMC

Pemasangan dan sambungan yang mematuhi EMC diterangkan secara terperinci dalam manual peranti yang berkaitan.

Penukar maklumat teknikal

Mod operasi pam emparan dikawal secara paling cekap secara bertenaga dengan menukar kelajuan putaran pendesaknya. Kelajuan putaran pendesak boleh diubah jika pemacu elektrik boleh laras digunakan sebagai motor pemacu.
Peranti dan ciri turbin gas dan enjin pembakaran dalaman adalah sedemikian rupa sehingga ia boleh memberikan perubahan dalam kelajuan putaran dalam julat yang diperlukan.

Adalah mudah untuk menganalisis proses mengawal selia kelajuan putaran mana-mana mekanisme menggunakan ciri mekanikal unit.

Mari kita pertimbangkan ciri mekanikal unit pengepaman yang terdiri daripada pam dan motor elektrik. Dalam Rajah. 1 membentangkan ciri mekanikal pam empar, dilengkapi dengan injap sehala (lengkung 1) dan motor elektrik dengan rotor sangkar tupai (lengkung 2).

nasi. 1. Ciri-ciri mekanikal unit pam

Perbezaan antara tork motor elektrik dan tork rintangan pam dipanggil tork dinamik. Jika tork motor lebih besar daripada tork rintangan pam, tork dinamik dianggap positif, jika kurang, ia dianggap negatif.

Di bawah pengaruh tork dinamik positif, unit pengepaman mula berfungsi dengan pecutan, i.e. memecut. Jika tork dinamik adalah negatif, unit pengepaman beroperasi dengan kelembapan, i.e. perlahan.

Apabila momen ini adalah sama, keadaan operasi tetap berlaku, i.e. unit pam beroperasi pada kelajuan tetap. Kelajuan putaran ini dan tork yang sepadan ditentukan oleh persilangan ciri mekanikal motor elektrik dan pam (titik a dalam Rajah 1).

Jika, semasa proses pengawalseliaan, ciri mekanikal diubah dalam satu cara atau yang lain, sebagai contoh, untuk menjadikannya lebih lembut dengan memasukkan perintang tambahan ke dalam litar pemutar motor elektrik (lengkung 3 dalam Rajah 1), tork putaran daripada motor elektrik akan menjadi kurang daripada tork rintangan.

Di bawah pengaruh tork dinamik negatif, unit pam mula beroperasi dengan kelembapan, i.e. perlahan sehingga tork dan momen rintangan kembali seimbang (titik b dalam Rajah 1). Titik ini sepadan dengan kekerapan putarannya sendiri dan nilai torknya sendiri.

Oleh itu, proses mengawal selia kelajuan putaran unit pam secara berterusan disertai dengan perubahan dalam tork motor elektrik dan momen rintangan pam.

Kawal selia kelajuan putaran pam boleh dijalankan sama ada dengan menukar kelajuan putaran motor elektrik yang disambungkan tegar ke pam, atau dengan menukar nisbah gear penghantaran yang menyambungkan pam kepada motor elektrik yang beroperasi pada kelajuan tetap.

Mengawal kelajuan motor elektrik

Unit pengepaman terutamanya menggunakan motor AC. Kelajuan putaran motor AC bergantung kepada kekerapan arus bekalan f, bilangan pasangan kutub p dan gelinciran s. Dengan menukar satu atau lebih parameter ini, anda boleh menukar kelajuan putaran motor elektrik dan pam yang berkaitan dengannya.

Elemen utama pemacu elektrik frekuensi ialah. Dalam penukar, frekuensi malar rangkaian bekalan f1 ditukar kepada frekuensi berubah f 2. Kelajuan putaran motor elektrik yang disambungkan kepada output penukar berubah mengikut perkadaran dengan frekuensi f 2.

Menggunakan penukar frekuensi, parameter rangkaian yang hampir tidak berubah voltan U1 dan frekuensi f1 ditukar kepada parameter berubah U2 dan f 2 yang diperlukan untuk sistem kawalan. Untuk memastikan operasi motor elektrik yang stabil, hadkan beban lampau dalam fluks arus dan magnet, dan mengekalkan prestasi tenaga yang tinggi, nisbah tertentu antara parameter input dan outputnya mesti dikekalkan dalam penukar frekuensi, bergantung pada jenis ciri mekanikal pam. Nisbah ini diperoleh daripada persamaan undang-undang peraturan frekuensi.

Untuk pam nisbah berikut mesti dipatuhi:

U1/f1 = U2/f2 = const

Dalam Rajah. Rajah 2 menunjukkan ciri mekanikal motor elektrik tak segerak dengan peraturan frekuensi. Apabila frekuensi f2 berkurangan, ciri mekanikal bukan sahaja mengubah kedudukannya dalam koordinat n - M, tetapi juga mengubah sedikit bentuknya. Khususnya, tork maksimum motor elektrik dikurangkan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa jika hubungan U1/f1 = U2/f2 = const diperhatikan dan frekuensi f1 berubah, pengaruh rintangan stator aktif pada magnitud tork motor tidak diambil kira.

nasi. 2. Ciri-ciri mekanikal pemacu frekuensi pada frekuensi maksimum (1) dan rendah (2).

Apabila peraturan frekuensi mengambil kira pengaruh ini, tork maksimum kekal tidak berubah, bentuk ciri mekanikal dipelihara, hanya kedudukannya berubah.

Penukar frekuensi mempunyai ciri tenaga yang tinggi disebabkan oleh fakta bahawa output penukar memberikan bentuk lengkung arus dan voltan yang menghampiri sinusoidal. DALAM kebelakangan ini Penukar frekuensi yang paling banyak digunakan ialah modul IGBT (transistor bipolar get terlindung).

Modul IGBT sangat cekap elemen utama. Ia mempunyai penurunan voltan rendah, kelajuan tinggi dan kuasa rendah bertukar Penukar frekuensi berdasarkan modul IGBT dengan PWM dan algoritma vektor untuk mengawal motor elektrik tak segerak mempunyai kelebihan berbanding jenis penukar lain. Ia dicirikan oleh faktor kuasa tinggi ke atas keseluruhan julat frekuensi keluaran.

Gambarajah skematik penukar ditunjukkan dalam Rajah. 3.

nasi. 3. Gambar rajah penukar frekuensi pada modul IGBT: 1 - unit kipas; 2 - bekalan kuasa; 3 - penerus tidak terkawal; 4 - panel kawalan; 5 - papan panel kawalan; 6 - PWM; 7 - blok penukaran voltan; 8 - papan sistem kawalan; 9 - pemandu; 10 - fius unit penyongsang; 11 - sensor semasa; 12 - motor sangkar tupai tak segerak; Q1, Q2, Q3 - suis litar kuasa, litar kawalan dan unit kipas; K1, K2 - penyentuh untuk mengecas kapasitor dan litar kuasa; C - blok kapasitor; Rl, R2, R3 - perintang untuk mengehadkan arus pengecasan kapasitor, nyahcas kapasitor dan unit saliran; VT - suis kuasa penyongsang (modul IGBT)

Pada output penukar frekuensi, lengkung voltan (arus) terbentuk, berbeza sedikit daripada sinusoid, yang mengandungi komponen harmonik yang lebih tinggi. Kehadiran mereka memerlukan peningkatan kerugian dalam motor elektrik. Atas sebab ini, apabila pemacu elektrik beroperasi pada kelajuan putaran yang hampir dengan kelajuan terkadar, motor elektrik menjadi lebih beban.

Apabila beroperasi pada kelajuan yang lebih rendah, keadaan penyejukan untuk motor elektrik pengudaraan sendiri yang digunakan untuk memacu pam menjadi lebih teruk. Dalam julat kawalan biasa unit pengepaman (1:2 atau 1:3), kemerosotan dalam keadaan pengudaraan ini diimbangi oleh pengurangan beban yang ketara akibat penurunan aliran dan tekanan pam.

Apabila beroperasi pada frekuensi yang hampir dengan nilai nominal (50 Hz), kemerosotan keadaan penyejukan dalam kombinasi dengan penampilan harmonik peringkat tinggi memerlukan pengurangan dalam keadaan yang dibenarkan. kuasa mekanikal sebanyak 8 - 15%. Oleh kerana itu, tork maksimum motor elektrik dikurangkan sebanyak 1 - 2%, kecekapannya - sebanyak 1 - 4%, cosφ - sebanyak 5 - 7%.

Untuk mengelakkan beban berlebihan motor elektrik, adalah perlu sama ada mengehadkan nilai atas kelajuan putarannya, atau melengkapkan pemacu dengan motor elektrik yang lebih berkuasa. Langkah terakhir adalah wajib apabila unit pengepaman beroperasi pada frekuensi f 2 > 50 Hz. Nilai atas kelajuan enjin dihadkan dengan mengehadkan frekuensi f 2 hingga 48 Hz. Meningkatkan kuasa undian motor pemacu dilakukan dengan membundarkan kepada nilai standard yang terdekat.

Kawalan kumpulan bagi unit pemacu elektrik boleh laras

Banyak pemasangan pam terdiri daripada beberapa unit. Sebagai peraturan, tidak semua unit dilengkapi dengan pemacu elektrik boleh laras. Daripada dua atau tiga unit yang dipasang, ia cukup untuk melengkapkan satu dengan pemacu elektrik boleh laras. Jika satu penukar sentiasa disambungkan kepada salah satu unit, terdapat penggunaan tidak sekata hayat motor mereka, kerana unit yang dilengkapi dengan pemacu boleh laras digunakan untuk masa yang lebih lama.

Untuk mengagihkan beban secara sama rata antara semua unit yang dipasang di stesen, stesen kawalan kumpulan telah dibangunkan, dengan bantuan unit boleh disambungkan secara bergantian ke penukar. Stesen kawalan biasanya dihasilkan untuk unit voltan rendah (380 V).

Biasanya, stesen kawalan voltan rendah direka untuk mengawal dua atau tiga unit. Stesen kawalan voltan rendah termasuk suis automatik yang memberikan perlindungan terhadap litar pintas antara fasa dan kerosakan tanah, geganti terma untuk melindungi unit daripada beban lampau, serta peralatan kawalan (kunci, dll.).

Litar pensuisan stesen kawalan mengandungi interlock yang diperlukan yang membolehkan menyambungkan penukar frekuensi ke mana-mana unit terpilih dan menggantikan unit pengendalian tanpa mengganggu mod operasi teknologi unit pengepaman atau tiupan.

Stesen kawalan, sebagai peraturan, bersama-sama dengan elemen kuasa (pemutus litar, penyentuh, dsb.) mengandungi peranti kawalan dan pengawal selia (pengawal mikropemproses, dsb.).

Atas permintaan pelanggan, stesen dilengkapi dengan peranti untuk menghidupkan automatik kuasa sandaran (ABP), pemeteran komersil elektrik yang digunakan, dan kawalan peralatan tutup.

Jika perlu, peranti tambahan dimasukkan ke dalam stesen kawalan, memastikan penggunaan peranti mula lembut untuk unit bersama-sama dengan penukar frekuensi.

Stesen kawalan automatik menyediakan:

mengekalkan nilai tertentu parameter proses (tekanan, tahap, suhu, dll.);

kawalan mod pengendalian motor elektrik unit terkawal dan tidak terkawal (kawalan penggunaan semasa, kuasa) dan perlindungannya;

menghidupkan automatik ke dalam operasi unit sandaran sekiranya kegagalan unit utama;

menukar unit terus ke rangkaian apabila penukar frekuensi gagal;

menghidupkan automatik input elektrik sandaran (AVR);

mula semula automatik (AR) stesen selepas kehilangan dan penurunan voltan dalam bekalan rangkaian elektrik;

perubahan automatik mod pengendalian stesen dengan berhenti dan memulakan unit pada masa tertentu;

pengaktifan automatik unit tidak terkawal tambahan jika unit terkawal, setelah mencapai kelajuan terkadar, tidak menyediakan bekalan air yang diperlukan;

penggantian automatik unit operasi pada selang waktu tertentu untuk memastikan penggunaan seragam sumber motor;

kawalan operasi mod pengendalian unit pengepaman (tiupan) daripada panel kawalan atau dari konsol penghantaran.

nasi. 4. Stesen kawalan kumpulan untuk pemacu elektrik frekuensi berubah pam

Kecekapan menggunakan pemacu elektrik frekuensi berubah dalam unit pengepaman

Penggunaan pemacu frekuensi berubah-ubah membolehkan penjimatan tenaga yang ketara, kerana ia memungkinkan untuk menggunakan unit pengepaman besar dalam mod aliran rendah. Terima kasih kepada ini, adalah mungkin, dengan meningkatkan kuasa unit unit, untuk mengurangkan jumlah bilangan mereka, dan akibatnya, untuk mengurangkan dimensi keseluruhan bangunan, memudahkan litar hidraulik stesen, mengurangkan bilangan kelengkapan saluran paip.

Oleh itu, penggunaan pemacu elektrik terkawal dalam unit pengepaman membolehkan, bersama-sama dengan penjimatan elektrik dan air, untuk mengurangkan bilangan unit mengepam, memudahkan litar hidraulik stesen, dan mengurangkan jumlah pembinaan bangunan. stesen pam. Dalam hal ini, kesan ekonomi sekunder timbul: kos pemanasan, pencahayaan dan pembaikan bangunan dikurangkan kos yang diberikan, bergantung kepada tujuan stesen dan keadaan khusus lain, boleh dikurangkan sebanyak 20 - 50%.

DALAM dokumentasi teknikal pada penukar frekuensi ditunjukkan bahawa penggunaan pemacu elektrik boleh laras dalam unit pam membolehkan penjimatan sehingga 50% daripada tenaga yang dibelanjakan untuk mengepam bersih dan air buangan, dan tempoh bayaran balik ialah tiga hingga sembilan bulan.

Pada masa yang sama, pengiraan dan analisis kecekapan pemacu elektrik boleh laras dalam unit pam sedia ada menunjukkan bahawa dalam unit pam kecil dengan unit dengan kuasa sehingga 75 kW, terutamanya apabila ia beroperasi dengan komponen tekanan statik yang besar, penggunaan pemacu elektrik boleh laras ternyata tidak sesuai. Dalam kes ini, sistem kawalan yang lebih mudah boleh digunakan menggunakan pendikitan dan menukar bilangan unit pengepam yang beroperasi.

Penggunaan pemacu elektrik boleh laras dalam sistem automasi untuk unit pengepaman, dalam satu tangan, mengurangkan penggunaan tenaga, sebaliknya, memerlukan kos modal tambahan, oleh itu kemungkinan menggunakan pemacu elektrik boleh laras dalam unit pengepaman ditentukan dengan membandingkan diberi kos dua pilihan: asas dan baharu. Untuk pilihan baharu diterima unit mengepam, dilengkapi dengan pemacu elektrik boleh laras, dan untuk yang asas - pemasangan yang unitnya beroperasi pada kelajuan tetap.