Leverandører af udstyr til frekvensomformere minder om, at frekvensomformere i dag er blevet meget anvendt i industriel produktion. Udstyr styret af frekvensomformere kan i et vist omfang spare energi og dermed vinde mange industrielle producenters gunst.
For at opnå funktioner som blød parkering, blød start, trinløs hastighedsregulering eller særlige krav til øgning eller sænkning af hastigheden, er der behov for en hastighedsreguleringsenhed kaldet en frekvensomformer i moderne asynkronmotorer. Hovedkredsløbet i enheden bruger AC-DC-AC-kredsløb med en arbejdsfrekvens på 0-400 Hz. Udgangsspændingen for lavspændingsuniversalfrekvensomformeren er 380-460 V, og udgangseffekten er 0,37-400 kW.
Vælg en fornuftig frekvensomformer
De problemer, der opstår under brugen af frekvensomformere, såsom unormal drift, udstyrsfejl osv., der fører til produktionsstop og unødvendige økonomiske tab, skyldes ofte forkert valg og installation af frekvensomformere. Derfor er det nødvendigt at vælge en økonomisk og praktisk frekvensomformer, der bedre kan opfylde de grundlæggende betingelser og krav i produktion og proces.
Som frekvensomformerens primære drivende element bør motoren vælges, så den matcher motorens driftsparametre, når der vælges frekvensomformertype.
(1) Spændingstilpasning: Frekvensomformerens nominelle spænding matcher motorens belastningsspænding.
(2) Strømtilpasning: Frekvensomformerens kapacitet afhænger af den nominelle strøm, der kontinuerligt afgives af frekvensomformeren. Når man vælger en frekvensomformer til motorer, der kræver hastighedsregulering, er det nødvendigt at vælge en frekvensomformer med en kontinuerlig nominel strøm, der er større end motorens nominelle strøm, når den arbejder ved nominelle parametre, og med en kvantitativ margin; For generelle frekvensomformere med mere end 4 poler kan valget ikke baseres på motorens kapacitet, men på motorens strømsædeverifikationsstandard; Selv hvis belastningen på motoren er relativt let, og strømmen er mindre end frekvensomformerens nominelle strøm, må den valgte frekvensomformer ikke have for lille kapacitet i forhold til motoren.
(3) Kapacitetstilpasning: Afhængigt af motorens forskellige belastningskarakteristika er der forskellige krav til valg af frekvensomformerens kapacitet.
Styringsmetode for frekvensomformer
De vigtigste styringsmetoder for frekvensomformere omfatter i øjeblikket følgende.
(1) Den første generation anvendte U/f=C-styring, også kendt som sinuspulsbreddemodulations (SPWM)-styringsmetode. Dens egenskaber omfatter en simpel styrekredsløbsstruktur, lave omkostninger, gode mekaniske egenskaber og hårdhed, som kan opfylde kravene til jævn hastighedsregulering i generel transmission. Denne styringsmetode reducerer dog det maksimale udgangsmoment ved lave frekvenser på grund af den lavere udgangsspænding, hvilket resulterer i nedsat stabilitet ved lave hastigheder. Dens karakteristiske træk er, at uden feedbackenhed er hastighedsforholdet ni mindre end 1/40, og med feedback er ni=1/60. Velegnet til generelle ventilatorer og pumper.
(2) Anden generation anvender spændingsrumvektorkontrol (magnetisk fluxbanemetode), også kendt som SVPWM-kontrolmetode. Den er baseret på den samlede genereringseffekt af trefasede bølgeformer, hvor trefasede modulationsbølgeformer genereres på én gang og styres ved at skære polygoner til omtrentlige cirkler. For at eliminere indflydelsen fra statormodstand ved lave hastigheder er udgangsspændingen og -strømmen lukket i sløjfer for at forbedre dynamisk nøjagtighed og stabilitet. Dens egenskaber: ingen feedbackenhed, hastighedsforhold ni=1/100, egnet til hastighedsregulering i den generelle industri.
(3) Den tredje generation anvender vektorstyringsmetoden (VC). Praksisen med vektorstyring med variabel frekvenshastighedsregulering sidestiller i bund og grund en AC-motor med en DC-motor og styrer uafhængigt hastigheds- og magnetfeltkomponenterne. Ved at styre rotorens magnetiske flux og nedbryde statorstrømmen for at opnå to komponenter, drejningsmoment og magnetfelt, kan ortogonal eller afkoblet styring opnås gennem koordinattransformation. Dens egenskaber: hastighedsforhold ni=1/100 uden feedback, ni=1/1000 med feedback og startmoment på 150% ved nulhastighed. Det kan ses, at denne metode kan anvendes til al hastighedsstyring, og når den er udstyret med feedback, er den egnet til højpræcisionstransmissionsstyring.
(4) Direkte momentstyring (DTC) metode. Direkte momentstyring (DTC) er en anden højtydende variabel frekvenshastighedsstyringsmetode, der adskiller sig fra vektorstyring (VC). Indhent magnetiske flux- og momentdata ved hjælp af magnetiske fluxsimuleringsmodeller og elektromagnetiske momentmodeller, sammenlign dem med givne værdier for at generere hysterese-sammenligningstilstandssignaler, og skift derefter omskiftertilstanden via logisk styring for at opnå konstant magnetisk fluxstyring og elektromagnetisk momentstyring. Det kræver ikke efterligning af DC-motorstyring, og denne teknologi er med succes blevet anvendt til vekselstrømsdrev i elektriske lokomotiver med trækkraft. Dens egenskaber: uden feedbackenhed, hastighedsforholdet ni = 1/100, med feedback ni = 1/1000, og startmomentet kan nå 150% til 200% ved nulhastighed. Velegnet til kraftig start og store belastninger med konstante momentudsving.
Krav til installationsmiljø
(1) Omgivelsestemperatur: Frekvensomformerens omgivelsestemperatur refererer til temperaturen nær frekvensomformerens tværsnit. Da frekvensomformere hovedsageligt består af højtydende elektroniske enheder, der er meget temperaturfølsomme, afhænger frekvensomformernes levetid og pålidelighed i høj grad af temperaturen og ligger generelt i området fra -10 ℃ til +40 ℃. Derudover er det nødvendigt at tage hensyn til selve frekvensomformerens varmeafledning og de ekstreme situationer, der kan opstå i det omgivende miljø, og der kræves generelt en vis margen for temperatur.
(2) Miljøfugtighed: Frekvensomformeren kræver en relativ luftfugtighed på højst 90 % i sit omgivende miljø (uden kondens på overfladen).
(3) Vibrationer og stød: Under installation og drift af frekvensomformeren skal man være opmærksom på at undgå vibrationer og stød. For at undgå loddeforbindelser og løse dele i frekvensomformerens interne komponenter, som kan forårsage dårlig elektrisk kontakt eller endda alvorlige fejl såsom kortslutninger. Derfor kræves det normalt, at vibrationsaccelerationen på installationsstedet begrænses til under 0,6 g, og der kan anvendes seismiske modstandsdygtige foranstaltninger såsom stødabsorberende gummi på særlige steder.
(4) Installationssted: Frekvensomformerens maksimalt tilladte udgangsstrøm og -spænding påvirkes af dens varmeafledningsevne. Når højden overstiger 1000 m, falder frekvensomformerens varmeafledningsevne, så frekvensomformeren skal generelt installeres under 1000 m højde.
(5) De generelle krav til frekvensomformerens installationssted er: ingen korrosion, ingen brandfarlige eller eksplosive gasser eller væsker; støvfri, flydende fibre og metalpartikler; undgå direkte sollys; ingen elektromagnetisk interferens.
Forskning i variabel frekvenshastighedsregulering er i øjeblikket det mest aktive og praktisk værdifulde arbejde inden for forskning i elektrisk transmission. Frekvensomformerindustriens potentiale er enormt, da den er meget udbredt i industrier som aircondition, elevatorer, metallurgi og maskiner. Motorer med variabel frekvenshastighedsregulering og deres tilsvarende frekvensomformere vil udvikle sig hurtigt.