Különféle helyzetekben szükséges lehet a kezdeti áram frekvenciáját szabályozott frekvenciájú feszültségű árammá alakítani. Erre például akkor van szükség, ha aszinkron motorokat üzemeltetnek a forgási sebességük megváltoztatásához. Ez a cikk a frekvenciaváltó célját és működési elvét tárgyalja.
Tartalom
Mi az a frekvenciaváltó
A frekvenciaváltó (FC) egy elektromos eszköz, amely az 50 Hz frekvenciájú egyfázisú vagy háromfázisú váltakozó áramot hasonló típusú, 1-800 Hz frekvenciájú árammá alakítja és zökkenőmentesen szabályozza. Az ilyen eszközöket széles körben használják különféle aszinkron elektromos gépek működésének vezérlésére, például forgási frekvenciájuk megváltoztatására. Vannak olyan eszközök is, amelyek ipari nagyfeszültségű hálózatokban használhatók.
Az egyszerű konverterek a V/f karakterisztika szerint szabályozzák a frekvenciát és a feszültséget, az összetett készülékek vektorvezérlést alkalmaznak.
A frekvenciaváltó műszakilag összetett berendezés, és nemcsak frekvenciaváltóból áll, hanem túláram, túlfeszültség és rövidzárlat elleni védelemmel is rendelkezik. Ezenkívül az ilyen berendezéseknek lehet fojtótekercse a hullámforma javítására és szűrők a különféle elektromágneses interferencia csökkentésére. Vannak elektronikus átalakítók, valamint elektromos gépi eszközök.
A frekvenciaváltó működési elve
Az elektronikus átalakító több fő összetevőből áll: egyenirányítóból, szűrőből, mikroprocesszorból és inverterből.
Egyenirányító egy csomó diódával vagy tirisztorral rendelkezik, amelyek egyenirányítják a kezdeti áramot az átalakító bemenetén. A dióda invertereket a hullámosság teljes hiánya jellemzi, olcsó, de ugyanakkor megbízható eszközök. A tirisztor alapú konverterek lehetővé teszik az áram mindkét irányú áramlását, és lehetővé teszik az elektromos energia visszajutását a hálózatba, amikor a motor le van állítva.
Szűrő tirisztoros eszközökben használják a feszültség hullámosságának csökkentésére vagy megszüntetésére. A simítás kapacitív vagy induktív-kapacitív szűrőkkel történik.
Mikroprocesszor – a konverter vezérlő és elemző linkje. Érzékelőktől érkező jeleket fogad és dolgoz fel, ami lehetővé teszi a frekvenciaváltó kimeneti jelének beállítását egy beépített PID vezérlővel.Ezenkívül ez a rendszerelem rögzíti és tárolja az eseményadatokat, regisztrálja és megvédi a készüléket a túlterheléstől, rövidzárlattól, elemzi az üzemmódot és vészhelyzet esetén kikapcsolja a készüléket.
inverter feszültséget és áramot az elektromos gépek vezérlésére, azaz az áram frekvenciájának zökkenőmentes szabályozására használják. Egy ilyen eszköz "tiszta szinuszos" kimenetet produkál, ami lehetővé teszi számos iparágban történő felhasználását.
Az elektronikus frekvenciaváltó (inverter) működési elve a következő munkafázisokból áll:
- A bemeneti szinuszos váltakozó egyfázisú vagy háromfázisú áramot diódahíd vagy tirisztorok egyenirányítják;
- Speciális szűrők (kondenzátorok) segítségével a jelet szűrik a feszültséghullámok csökkentése vagy megszüntetése érdekében;
- A feszültséget bizonyos paraméterekkel háromfázisú hullámmá alakítják mikroáramkör és tranzisztorhíd segítségével;
- Az inverter kimenetén a téglalap alakú impulzusok meghatározott paraméterekkel szinuszos feszültséggé alakulnak.
A frekvenciaváltók típusai
Többféle frekvenciaváltó létezik, amelyek jelenleg a legelterjedtebbek a gyártásban és a felhasználásban:
Elektromos gépi (elektroindukciós) konverterek: olyan esetekben használatosak, amikor az elektronikus FC-k használata lehetetlen vagy nem megfelelő. Szerkezetileg az ilyen eszközök fázisrotoros aszinkron motorok, amelyek generátor-átalakító üzemmódban működnek.
Ezek az eszközök skalárvezérelt konverterek. Ennek az eszköznek a kimenetén egy adott amplitúdójú és frekvenciájú feszültség jön létre, hogy fenntartson egy bizonyos mágneses fluxust az állórész tekercseiben.Olyan esetekben használják őket, amikor nem szükséges fenntartani a forgórész fordulatszámát a terheléstől függően (szivattyúk, ventilátorok és egyéb berendezések).
Elektronikus átalakítók: széles körben használják minden munkakörülmények között különféle berendezésekhez. Az ilyen eszközök vektorosak, automatikusan kiszámítják az állórész és a forgórész mágneses mezőinek kölcsönhatását, és a terheléstől függetlenül állandó értéket biztosítanak a forgórész fordulatszámának.
- Ciklokonverterek;
- Cikloinverterek;
- Inverter közbenső DC körrel:
- Áramforrás frekvenciaváltója;
- A feszültségforrás frekvenciaváltója (amplitúdó- vagy impulzusszélesség-modulációval).
Terjedelem szerint a berendezés lehet:
- legfeljebb 315 kW teljesítményű berendezésekhez;
- vektorátalakítók 500 kW teljesítményig;
- Robbanásbiztos eszközök robbanásveszélyes és poros környezetben való használatra;
- Elektromos motorokra szerelt frekvenciaváltók;
Minden típusú frekvenciaváltónak vannak bizonyos előnyei és hátrányai, és különböző berendezésekre és terhelésekre, valamint munkakörülményekre alkalmazható.
A frekvenciaváltó vezérelhető manuálisan vagy külsőleg. A kézi vezérlés az inverter vezérlőpultjáról történik, amely szabályozhatja a fordulatszámot vagy leállíthatja a működést. A külső vezérlés automatikus vezérlőrendszerekkel (APCS) történik, amely képes vezérelni az összes eszközparamétert, és lehetővé teszi a séma vagy az üzemmód váltását (FC-n vagy bypass-on keresztül).Ezenkívül a külső vezérlés lehetővé teszi az átalakító működésének programozását a működési feltételektől, terheléstől, időtől függően, ami lehetővé teszi az automatikus üzemmódban történő munkát.
Miért kell egy villanymotorhoz frekvenciaváltó?
A frekvenciaváltók használata lehetővé teszi a villamos energia költségének, a motorok és berendezések amortizációs költségének csökkentését. Olcsó mókuskalitkás motorokhoz használhatók, ami csökkenti a gyártási költségeket.
Sok villanymotor az üzemmódok gyakori váltakozása mellett működik (gyakori indítások és leállások, változó terhelés). A frekvenciaváltók lehetővé teszik a motor zökkenőmentes indítását, és csökkentik a berendezés maximális indítónyomatékát és fűtését. Ez fontos például az emelőgépeknél, és lehetővé teszi a hirtelen indítások negatív hatásának csökkentését, valamint a rakomány kilengését és a megálláskor bekövetkező rándulások kiküszöbölését.
Az inverter segítségével zökkenőmentesen szabályozhatja a fúvók, szivattyúk működését és lehetővé teszi a technológiai folyamatok automatizálását (kazánházakban, bányászatban, olaj- és olajfinomító ágazatokban, vízműveknél és más vállalkozásoknál).
A frekvenciaváltók használata szállítószalagokban, szállítószalagokban, felvonókban lehetővé teszi alkatrészeik élettartamának növelését, mivel csökkenti a rándulásokat, ütéseket és egyéb negatív tényezőket a berendezések indításakor és leállításakor. Zökkenőmentesen növelhetik és csökkenthetik a motor fordulatszámát, hátramenetet hajthatnak végre, ami számos nagy pontosságú ipari berendezésnél fontos.
A frekvenciaváltók előnyei:
- Energiaköltségek csökkentése: az indítóáramok csökkentésével és a motor teljesítményének terhelés alapján történő beállításával;
- A berendezések megbízhatóságának és tartósságának növelése: lehetővé teszi az élettartam meghosszabbítását és az egyik műszaki szolgáltatástól a másikig terjedő időszak növelését;
- Lehetővé teszi a berendezések külső vezérlését és kezelését távoli számítógépes eszközökről, valamint az automatizálási rendszerekbe való integrálhatóságot;
- A frekvenciaváltók bármilyen terhelési teljesítménnyel működhetnek (egy kilowatttól több tíz megawatig);
- A speciális alkatrészek jelenléte a frekvenciaváltók összetételében lehetővé teszi a túlterhelés, a fáziskimaradás és a rövidzárlat elleni védelmet, valamint a berendezések biztonságos működésének és leállításának biztosítását vészhelyzet esetén.
Természetesen az előnyök ilyen listáját tekintve felmerülhet a kérdés, hogy miért nem használják őket a vállalat összes motorjához? A válasz itt nyilvánvaló, sajnos, de ez a chastotnikov magas költsége, telepítése és beállítása. Nem minden vállalkozás engedheti meg magának ezeket a költségeket.
Hasonló cikkek:
