Leverandører af energifeedbackenheder minder dig om, at frekvensomformeres anvendelseshistorie i Kina har været mere end 30 år gammel. Med den kontinuerlige teknologiske udvikling er anvendelsesområdet for frekvensomformere også begyndt at omfatte flere felter, og markedsstørrelsen vokser år for år. I øjeblikket er der mere end 140 indenlandske og udenlandske mærker af frekvensomformere, og nyetablerede producenter og distributører af frekvensomformere er også spredt over hele landet. Selvom der stadig er en vis forskel i ydeevne mellem indenlandske og importerede frekvensomformere, er denne forskel ikke uoverstigelig med den hurtige udvikling af videnskab og teknologi i Kina. Samtidig er der, takket være integriteten af den indenlandske industrikæde, et stort potentiale for produktionseffektivitet og produktionsomkostninger for indenlandske frekvensomformere.
Frekvensomformersystemet består af en frekvensomformer, der har opnået eller overgået ydeevnen af et DC-hastighedsstyringssystem. Frekvensomformeren har fordelene ved lille størrelse, lav støj, lave omkostninger og nem vedligeholdelse af asynkronmotorer, hvilket i høj grad forenkler produktionsprocessen og reducerer de indledende investeringsomkostninger. Generelt kan en rimelig brug af frekvensomformere forbedre arbejdsproduktiviteten, produktkvaliteten og udstyrsautomatiseringen, samtidig med at det sparer energi og reducerer produktionsomkostningerne.
1. Klassificering, arbejdsprincip og struktur af lavspændingsfrekvensomformere
1. Klassificering af lavspændingsfrekvensomformere
Der findes forskellige standarder for klassificering af frekvensomformere. Variable frekvensdrev kan opdeles i generelle frekvensdrev og specielle frekvensdrev. I henhold til arbejdsprincippet kan frekvensomformere opdeles i AC-AC frekvensomformere og AC-DC-AC frekvensomformere, hvoriblandt AC-DC-AC frekvensomformere også kan opdeles i strømtype- og spændingstypefrekvensomformere i henhold til hovedkredsløbets arbejdstilstand. Derudover kan den, set fra udviklingsretningen for frekvensomformerteknologi, opdeles i VVVF frekvensomformere, vektorfrekvensomformere, direkte momentstyringsfrekvensomformere osv.
2. Lavspændingsfunktionsprincip frekvensomformer
Generelt set anvender frekvensomformere en direkte crossover-arbejdstilstand. Relativt set er lavspændingsfrekvensomformere meget udbredt på grund af deres modne teknologi, lave omkostninger og nemme vedligeholdelse. Funktionsprincippet for en frekvensomformer er simpelthen at konvertere vekselstrøm til elektrisk udstyr med justerbar frekvens. I henhold til formlen for synkron hastighed N = 60f/p for vekselstrømsmotorer (hvor N er motorens synkrone hastighed, f er effektfrekvensen, og p er motorens poltal), kan vekselstrømsmotorens hastighed ændres ved at ændre frekvensen. Frekvensomformeren er udviklet baseret på dette princip.
3. Lavspændingsfrekvensomformerens struktur
Frekvensomformerens hovedkredsløbssammensætning:
Spændingstype: Spændingseffekten konverteres fra DC- til AC-frekvensomformeren, og kredsløbsfilteret er en kondensator.
Strømtype: Strømforsyningen ændrer sig fra DC- til AC-frekvensomformer, og kredsløbsfilteret er en induktor.
Frekvensomformeren består hovedsageligt af følgende fire dele:
(1) Ensrettere: I øjeblikket anvendes diodekonvertere i vid udstrækning, som kan konvertere strømfrekvens til jævnstrøm og også danne reversible konvertere. Fordi dens effektretning er reversibel, kan den regenerere og fungere.
(2) Fladbølgekredsløb: Den jævnspænding, der ensretteren ensretter, har en pulserende spænding, som er 6 gange strømforsyningens frekvens. For at undertrykke spændingsudsving er der behov for kondensatorer og induktorer til at absorbere pulserende spænding (dvs. strøm). Når enhedens kapacitet er lille, og der er overkapacitet, kan et udjævningskredsløb anvendes direkte.
(3) Inverter: Inverteren konverterer jævnstrøm til vekselstrøm og opnår derved trefaset udgang inden for en fast tid.
(4) Styrekredsløb: Leverer signalstyringskredsløb til hovedkredsløbet for den asynkrone motors strømforsyning. Inklusive spændingsfrekvensdriftskredsløb, hovedkredsløbsstrøm- og spændingsdetekteringskredsløb, motorhastighedsdetekteringskredsløb, driftskredsløb, der kan forstærke styresignaler, motor- og inverterbeskyttelseskredsløb.
2. Valg af lavspændingsinvertertyper
1. Oversigt over valg af lavspændingsinvertertype
I øjeblikket vælger de fleste brugere baseret på instruktioner eller valgmanualer fra inverterproducenten. Generelt angiver frekvensomformerproducenten frekvensomformerens nominelle strøm, som kan matche motorens nominelle effekt og kapacitet. Parametrene for de tilgængelige motorer er alle angivet af producenten baseret på producentens eller nationale standardmotorer og kan ikke korrekt afspejle frekvensomformerens bæreevne. Derfor bør princippet om, at motorens nominelle strøm ikke overstiger frekvensomformerens nominelle strøm, tages som reference, når man vælger en frekvensomformer. Derudover bør man, når man vælger en frekvensomformer, også forstå motorens procesforhold og relevante parametre og være opmærksom på motorens type og arbejdsegenskaber.
(1) Valg af nominel strøm til frekvensomformer. I henhold til designspecifikationerne skal frekvensomformerens nominelle strøm være større end belastningens (motorens) nominelle strøm for at sikre sikker og pålidelig drift af frekvensomformeren, især for motorer med hyppigt skiftende belastningskarakteristika. Erfaring viser, at en frekvensomformers nominelle strøm er mere end 1,05 gange motorens nominelle strøm.
(2) Valg af nominel spænding til frekvensomformere. Frekvensomformerens nominelle spænding vælges ud fra frekvensomformerens indgangssides busspænding. I princippet skal frekvensomformerens nominelle spænding være i overensstemmelse med indgangsspændingen. Hvis indgangsspændingen er for høj, vil frekvensomformeren [3] blive beskadiget.
2. Forholdsregler ved valg af lavspændingsfrekvensomformere
(1) Tilpas belastningstypen med frekvensomformeren.
Belastningen i den petrokemiske industri omfatter hovedsageligt pumper og ventilatorer. Pumper er opdelt i vandpumper, oliepumper, additivpumper, doseringspumper, løftepumper, blandepumper og vaskepumper. Blandt disse er løftepumper, blandepumper og vaskepumper for det meste tunge belastninger, mens resten er konventionelle belastninger. Ventilatorer er opdelt i luftkølede ventilatorer, kedelinducerede trækventilatorer, aksialventilatorer, luftkompressorer osv. Når luftkøleventilatoren og kedelinducerede trækventilatoren startes, er de begge tunge belastninger, generelt betragtet som tunge belastninger, og resten er konventionelle belastninger. Når man vælger en frekvensomformer, bør valget baseres på belastningsegenskaberne. Hvis belastningstypen er uklar eller kan ændre sig under forskellige procesforhold, anbefales det at vælge en frekvensomformer baseret på tung belastning for at undgå uoverensstemmelser i valget.
(2) Miljøforhold påvirker frekvensomformeren.
Normalt kræver frekvensomformere højere omgivelsestemperaturer og luftfugtighed. Når omgivelsestemperaturen er under 30 grader Celsius, den relative luftfugtighed er under 80 %, og højden er under 100 meter, fungerer frekvensomformeren sikkert ved nominel strøm. Hvis omgivelsestemperaturen overstiger 40 ℃, vil frekvensomformerens faktiske kapacitet og strøm gradvist falde med stigende omgivelsestemperatur. Hvis den relative luftfugtighed i omgivelserne overstiger 90 %, kan der opstå kondens, hvilket forårsager kortslutninger i frekvensomformerens interne komponenter. Hvis højden overstiger 100 meter, vil frekvensomformerens udgangseffekt falde. Derudover bør frekvensomformere undgås at blive brugt i støvede miljøer.
(3) Valg af valgfrie komponenter til frekvensomformere.
Forkert valg af valgfrie komponenter til frekvensomformere kan føre til en høj fejlrate, primært koncentreret i valget af filtre og reaktorer.
3. Praktisk anvendelse af lavspændingsfrekvensomformer
1. Primær tilslutning af lavspændingsfrekvensomformer
På grund af den betydelige indflydelse af installationspositionerne for kontaktorer, filtre og reaktorer i det primære kredsløb på frekvensomformeren, vil det følgende fokusere på at analysere disse tre enheder.
(1) Kontaktor
Der er to primære tilslutningsmetoder for kontaktorer: installation på bagsiden af inverterhuset og installation på forsiden af inverterhuset. Kontaktoren er installeret på bagsiden af inverterhuset, og fordelen er, at inverteren ikke har hyppige stød, når motoren startes ofte. Ulempen er, at frekvensomformerens opladningstid er lang, og der er strømtab. Kontaktoren er installeret på forsiden af inverterhuset og har den fordel, at den fuldstændigt afbryder strømmen, når motoren er i standbytilstand, uden at miste strøm. Ulempen er, at hyppig start af motoren vil forårsage hyppige ladestød til frekvensomformeren, hvilket påvirker frekvensomformerens komponenters levetid.
Kort sagt, hvis motoren starter sjældent, kan kontaktoren installeres på for- og bagsiden af inverterhuset, men det er mere passende at installere den på bagsiden af inverterhuset. Hvis motoren starter ofte, anbefales det at installere kontaktoren på bagsiden af inverterhuset.
(2) Filter
Indgangsfilteret bruges primært til at filtrere elnettet, undertrykke elnettets harmoniske effekter på frekvensomformeren og undertrykke den harmoniske, der genereres af frekvensomformerens ensretning, fra at vende tilbage til elnettet. Udgangsfilteret optimerer primært frekvensomformeren, filtrerer harmoniske fra og gør udgangsbølgeformen mere sinusformet.
(3) Reaktor
Indgangsreaktoren kan undertrykke harmoniske svingninger på netsiden og beskytte ensretterbroen. Når frekvensomformerens udgangskabl overstiger den angivne længde (generelt tilladt en kabellængde på 250 m), bør der vælges en udgangsreaktor.
2. Installationsmiljø for lavspændingsfrekvensomformer
Eksperimenter har vist, at fejlraten for frekvensomformere stiger betydeligt i barske miljøer, især når de er følsomme over for temperatur, fugtighed og støv. Derfor er det nødvendigt at vælge et miljø med kontrollerbar temperatur, fugtighed og lav støvprocent, når man vælger et installationsmiljø.
(1) Omgivelsestemperatur
I praktisk brug har det vist sig, at frekvensomformere er egnede til arbejde i miljøer med temperaturer på højst 35 grader Celsius. Ellers gælder det, at jo højere temperaturen er, desto lavere er frekvensomformerens belastningskapacitet.
(2) Miljøfugtighed
Når den omgivende luftfugtighed er høj, er inverteren tilbøjelig til at kondensere indeni, hvilket let kan forårsage kortslutningsulykker. Derfor skal vi kontrollere den omgivende luftfugtighed for frekvensomformeren.
(3) Støvmiljø
Frekvensomformere bør så vidt muligt anvendes i støvede miljøer, da støvophobning kan forårsage kortslutninger og beskadige frekvensomformerens elektroniske komponenter.
4. Almindelige fejl og løsninger på lavspændingsfrekvensomformere
1. Kan ikke starte
Årsag: Det skyldes for stor rotationsinerti eller drejningsmoment i lasten.
Løsning: Øg startfrekvensen og momentet tilsvarende, og kontroller beskyttelsesindstillingerne.
2. Overspændingsudløsning
Årsag: Forårsaget af høj strømforsyningsspænding eller kort nedkørselstid.
Løsning: Kontroller, om driftsstatus er normal.
3. Overbelastning
Årsag: Lavspændingsomformerens overbelastningskapacitet er relativt dårlig, eller motorparameterindstillingerne er urimelige.
Løsning: Kontroller det interne strømdetekteringskredsløb og parameterindstillingerne på frekvensomformeren.