Доставчиците на устройства за обратна връзка с енергия ви напомнят, че историята на приложение на честотните преобразуватели в Китай е повече от 30 години. С непрекъснатия напредък на технологиите, обхватът на приложение на честотните преобразуватели също започва да обхваща множество области, а размерът на пазара се разширява всяка година. В момента има повече от 140 местни и чуждестранни марки честотни преобразуватели, а новосъздадени производители и дистрибутори на честотни преобразуватели също са разпръснати в цялата страна. Въпреки че все още има известна разлика в производителността между местните и вносните честотни преобразуватели, с бързото развитие на науката и технологиите в Китай тази разлика не е непреодолима. В същото време, възползвайки се от целостта на местната индустриална верига, съществува голям потенциал за ефективност на производството и производствените разходи на местните честотни преобразуватели.
Системата за честотно задвижване се състои от честотен преобразувател, който е постигнал или надминал производителността на система за управление на скоростта с постоянен ток. Честотният преобразувател има предимствата на малък размер, нисък шум, ниска цена и лесна поддръжка на асинхронни двигатели, което значително опростява производствения процес и намалява първоначалните инвестиционни разходи. Най-общо казано, разумното използване на честотни преобразуватели може да подобри производителността на труда, качеството на продукта и автоматизацията на оборудването, като същевременно пести енергия и намалява производствените разходи.
1. Класификация, принцип на работа и структура на нисковолтови честотни преобразуватели
1. Класификация на нисковолтови честотни преобразуватели
Съществуват различни стандарти за класифициране на честотните преобразуватели. Честотните преобразуватели могат да бъдат разделени на общи честотни преобразуватели и специални честотни преобразуватели. Според принципа на работа, честотните преобразуватели могат да бъдат разделени на AC-AC честотни преобразуватели и AC-DC-AC честотни преобразуватели, сред които AC-DC-AC честотните преобразуватели могат да бъдат разделени и на токови и напрежени честотни преобразуватели според режима на работа на главната верига. Освен това, от гледна точка на посоката на развитие на технологията на честотните преобразуватели, те могат да бъдат разделени на VVVF честотни преобразуватели, векторни честотни преобразуватели, честотни преобразуватели с директно управление на въртящия момент и т.н.
2. Честотен преобразувател с принцип на работа на ниско напрежение
Най-общо казано, честотните преобразуватели използват режим на работа с директен кросоувър. Сравнително казано, нисковолтовите честотни преобразуватели са широко използвани поради своята зряла технология, ниска цена и лесна поддръжка. Принципът на работа на честотния преобразувател е просто да преобразува променливотоковия ток в електрическо оборудване с регулируема честота. Съгласно формулата за синхронна скорост N=60f/p за променливотокови двигатели (където N е синхронната скорост на двигателя, f е захранващата честота, а p е броят на полюсите на двигателя), скоростта на променливотоковия двигател може да се променя чрез промяна на честотата. Честотният преобразувател е разработен на базата на този принцип.
3. Структура на нисковолтов честотен преобразувател
Съставът на основната верига на честотния преобразувател:
Тип напрежение: Напрежението се преобразува от DC в AC честотен преобразувател, а филтърът на веригата е кондензатор.
Тип ток: Захранването с ток се променя от DC към AC честотен преобразувател, а филтърът на веригата е индуктивност.
Честотният преобразувател се състои основно от следните четири части:
(1) Токоизправители: В момента широко се използват диодни преобразуватели, които могат да преобразуват мрежовата честота в постоянен ток, а също така могат да образуват обратими преобразуватели. Тъй като посоката на захранване е обратима, те могат да се регенерират и да работят.
(2) Схема с плоска вълна: Постоянното напрежение, коригирано от токоизправителя, има пулсиращо напрежение, което е 6 пъти по-голямо от честотата на захранването. За потискане на колебанията на напрежението са необходими кондензатори и индуктори, които да абсорбират пулсиращото напрежение (т.е. ток). Когато капацитетът на устройството е малък и има излишен капацитет, може директно да се използва изглаждаща схема.
(3) Инвертор: Инверторът преобразува постоянен ток в променлив ток, като по този начин получава трифазен изход за фиксирано време.
(4) Управляваща верига: Осигурява верига за управление на сигнала за главната верига на захранването на асинхронен двигател. Включва верига за управление на напрежението и честотата, верига за детектиране на ток и напрежение в главната верига, верига за детектиране на скоростта на двигателя, управляваща верига за оперативна верига, която може да усилва управляващите сигнали, верига за защита на двигателя и инвертора.
2. Избор на типове инвертори за ниско напрежение
1. Общ преглед на избора на тип инвертор за ниско напрежение
В момента повечето потребители избират въз основа на инструкциите или ръководството за избор, предоставени от производителя на инвертора. Обикновено производителят на честотния преобразувател предоставя номиналния ток на честотния преобразувател, който може да съответства на номиналната мощност и капацитет на двигателя. Параметрите на наличните двигатели са предоставени от производителя въз основа на производителя или националния стандарт за двигатели и не могат реално да отразяват товароносимостта на честотния преобразувател. Следователно, при избора на честотен преобразувател, като ориентир трябва да се вземе принципът, че номиналният ток на двигателя не надвишава номиналния ток на честотния преобразувател. Освен това, при избора на честотен преобразувател, трябва да се разберат и условията на процеса и съответните параметри на двигателя, както и да се обърне внимание на вида и работните характеристики на двигателя.
(1) Избор на номинален ток за честотен преобразувател. Съгласно проектните спецификации, за да се осигури безопасна и надеждна работа на честотния преобразувател, номиналният ток на честотния преобразувател трябва да бъде по-голям от номиналния ток на товара (двигателя), особено за двигатели с често променящи се характеристики на натоварване. Според опита, номиналният ток на честотен преобразувател е повече от 1,05 пъти номиналния ток на двигателя.
(2) Избор на номинално напрежение за честотни преобразуватели. Номиналното напрежение на честотния преобразувател се избира въз основа на входното напрежение на шината на честотния преобразувател. По принцип номиналното напрежение на честотния преобразувател трябва да е съвместимо с входното напрежение. Ако входното напрежение е твърде високо, честотният преобразувател [3] ще се повреди.
2. Предпазни мерки при избор на нисковолтови честотни преобразуватели
(1) Съгласувайте типа на натоварване с честотния преобразувател.
Натоварването в нефтохимическата промишленост включва главно помпи и вентилатори. Помпите се разделят на водни помпи, маслени помпи, помпи за добавки, дозиращи помпи, повдигащи помпи, смесителни помпи и промивни помпи. Сред тях повдигащите помпи, смесителните помпи и промивните помпи са предимно тежкотоварни, докато останалите са конвенционални товари. Вентилаторите се разделят на вентилатори с въздушно охлаждане, вентилатори с индуцирана от котела тяга, аксиални вентилатори, въздушни компресори и др. Когато вентилаторът за въздушно охлаждане и вентилаторът с индуцирана от котела тяга се стартират, и двата са тежки товари, обикновено считани за тежки товари, а останалите са конвенционални товари. При избора на честотен преобразувател, изборът трябва да се основава на свойствата на товара. Ако видът на товара е неясен или може да се променя при различни условия на процеса, се препоръчва да се избере честотен преобразувател, базиран на тежко натоварване, за да се избегнат несъответствия при избора.
(2) Условията на околната среда влияят на честотния преобразувател.
Обикновено честотните преобразуватели изискват по-високи температури и влажност на околната среда. Когато температурата на околната среда е под 30 градуса по Целзий, относителната влажност е под 80% и надморската височина е под 100 метра, честотният преобразувател работи безопасно при номинален ток; ако температурата на околната среда надвиши 40 ℃, действителният капацитет и ток на честотния преобразувател постепенно ще намаляват с повишаването на температурата на околната среда. Ако относителната влажност на околната среда надвиши 90%, може да се появи кондензация, причиняваща късо съединение във вътрешните компоненти на честотния преобразувател. Ако височината надвиши 100 метра, изходната мощност на честотния преобразувател ще намалее. Освен това, честотните преобразуватели трябва да се избягват от употреба в запрашена среда.
(3) Избор на допълнителни компоненти за честотни преобразуватели.
Неправилният избор на допълнителни компоненти за честотни преобразуватели може да доведе до висок процент на повреди, главно концентрирани при избора на филтри и реактори.
3、 Практическо приложение на нисковолтов честотен преобразувател
1. Първично свързване на нисковолтов честотен преобразувател
Поради значителното влияние на монтажните позиции на контакторите, филтрите и реакторите в първичната верига върху честотния преобразувател, по-долу ще се съсредоточим върху анализа на тези три устройства.
(1) Контактор
Има два основни метода за свързване на контактори: монтаж от задната страна на корпуса на инвертора и монтаж от предната страна на корпуса на инвертора. Контакторът е монтиран от задната страна на корпуса на инвертора и предимството му е, че инверторът не изпитва чести удари при често стартиране на двигателя. Недостатъкът е, че времето за зареждане на честотния преобразувател е дълго и има загуба на мощност. Контакторът е монтиран от предната страна на корпуса на инвертора и има предимството да изключва напълно захранването, когато двигателят е в режим на готовност, без да губи мощност. Недостатъкът е, че честото стартиране на двигателя ще причини чести удари при зареждане на честотния преобразувател, което ще повлияе на експлоатационния живот на компонентите на честотния преобразувател.
В обобщение, ако двигателят стартира рядко, контакторът може да се монтира от предната и задната страна на корпуса на инвертора, но е по-подходящо да се монтира от задната страна на корпуса на инвертора. Ако двигателят стартира често, се препоръчва да се монтира контакторът от задната страна на корпуса на инвертора.
(2) Филтър
Входният филтър се използва главно за филтриране на електрическата мрежа, потискане на хармоничните ефекти на електрическата мрежа върху честотния преобразувател и потискане на хармониците, генерирани от коригирането на честотния преобразувател, да се връщат обратно в електрическата мрежа; Изходният филтър основно оптимизира честотния преобразувател, филтрира хармониците и прави изходната форма на вълната по-синусоидална.
(3) Реактор
Входният реактор може да потисне хармониците от страната на мрежата и да защити токоизправителния мост; Когато изходният кабел на честотния преобразувател надвишава определената дължина (обикновено позволяваща дължина на кабела от 250 м), трябва да се избере изходен реактор.
2. Инсталационна среда за нисковолтов честотен преобразувател
Експериментите показват, че процентът на повреди на честотните преобразуватели се увеличава значително в тежки условия, особено когато са чувствителни към температура, влажност и прах. Следователно, при избора на среда за монтаж е необходимо да се избере среда с контролируема температура, влажност и ниско ниво на прах.
(1) Температура на околната среда
В практическото приложение е установено, че честотните преобразуватели са подходящи за работа в среди с температури по-ниски или равни на 35 градуса по Целзий, в противен случай колкото по-висока е температурата, толкова по-ниска е товароносимостта на честотния преобразувател.
(2) Влажност на околната среда
Когато околната влажност е висока, инверторът е склонен към кондензация вътре, което може лесно да причини късо съединение. Следователно, трябва да контролираме влажността на околната среда за честотния преобразувател.
(3) Прашна среда
Честотните преобразуватели трябва да се използват в запрашена среда, доколкото е възможно, тъй като натрупването на прах може да причини късо съединение и повреда на електронните компоненти на честотния преобразувател.
4. Често срещани повреди и решения на нисковолтови честотни преобразуватели
1. Не може да се стартира
Причина: Причинява се от прекомерна ротационна инерция или въртящ момент на товара.
Решение: Увеличете съответно началната честота и въртящия момент и проверете настройките на защитата.
2. Изключване при пренапрежение
Причина: Причинено от високо захранващо напрежение или кратко време за спускане.
Решение: Проверете дали работното състояние е нормално.
3. Претоварване
Причина: Капацитетът на претоварване на нисковолтовия инвертор е сравнително нисък или настройките на параметрите на двигателя са неразумни.
Решение: Проверете вътрешната верига за откриване на ток и настройките на параметрите на честотния преобразувател.