Los proveedores de convertidores de frecuencia específicos para yacimientos petrolíferos les recuerdan que los motores eléctricos son actualmente las herramientas rotativas más utilizadas. Con el desarrollo y la popularización de los convertidores de frecuencia, cada vez es más necesario utilizarlos junto con ellos. Sin embargo, al combinarlos, es inevitable encontrar numerosos problemas:
1. ¿Pueden los arrancadores suaves de motor ahorrar energía?
El efecto de ahorro de energía del arranque suave es limitado, pero puede reducir el impacto del arranque en la red eléctrica, lograr un arranque suave y proteger el devanado del motor.
Según la teoría de conservación de energía, debido a la adición de circuitos de control relativamente complejos, el arranque suave no solo no ahorra energía, sino que también aumenta su consumo. Sin embargo, puede reducir la corriente de arranque del circuito y desempeñar una función de protección.
¿Cuáles son la corriente de arranque y el par de arranque del motor cuando se utiliza un convertidor de frecuencia para su funcionamiento?
Al utilizar un convertidor de frecuencia, la frecuencia y el voltaje aumentan proporcionalmente con la aceleración del motor, y la corriente de arranque se limita a menos del 150 % de la corriente nominal (125 %~200 % según el modelo). Al arrancar directamente con la red eléctrica, la corriente de arranque es de 6 a 7 veces mayor, lo que provoca descargas mecánicas y eléctricas. El uso de un variador de frecuencia permite un arranque suave (con un tiempo de arranque más largo). La corriente de arranque es de 1,2 a 1,5 veces mayor que la corriente nominal, y el par de arranque es del 70 % al 120 % del par nominal. En los convertidores de frecuencia con función de mejora automática del par, el par de arranque es superior al 100 % y permite el arranque a plena carga.
¿Existe alguna conexión entre la sobrecarga del motor y el cortocircuito?
Hay dos tipos de sobrecarga del motor; uno es la sobrecarga de carga mecánica: es una sobrecarga causada por la carga de conducción que excede el valor nominal o el sistema de transmisión experimenta un atasco, que no tiene nada que ver con un cortocircuito. 2. Carga normal: si la corriente del motor está sobrecargada, puede deberse a una conexión a tierra local o cortocircuitos entre vueltas en el devanado del motor.
¿Cuál es la aplicación de la regulación de velocidad de frecuencia variable? ¿Cuáles son sus beneficios?
¿Cuál es la aplicación de la regulación de velocidad de frecuencia variable?
Se puede aplicar a maquinaria rotatoria con requisitos de regulación de velocidad.
¿Cuáles son los beneficios de la regulación de velocidad de frecuencia variable?
Antes de la implementación de la regulación de velocidad de frecuencia variable (en teoría, ya se había implementado, pero la implementación real se produjo tras la invención de los dispositivos electrónicos de potencia), la regulación de velocidad tradicional utilizaba corriente continua. Las desventajas de la regulación de velocidad por corriente continua son:
① Los motores de CC tienen estructuras complejas y altos costos de mantenimiento.
② Debido a la existencia del conmutador, no hay mucho margen para aumentar la potencia del motor de CC.
Por lo tanto, los beneficios de la regulación de velocidad de frecuencia variable son:
① Puede lograr el mismo rendimiento excelente de regulación de velocidad que la regulación de velocidad de CC para motores de CA.
② El mantenimiento de los motores asíncronos de jaula de ardilla es sencillo y cómodo.
③ No hay limitación en la potencia de los motores de CA debido al conmutador.
¿Cómo medir la resistencia de aislamiento de un motor?
Si es un motor de CA trifásico, mida la resistencia de aislamiento entre fases y a tierra de los devanados trifásicos del motor.
Si se trata de un motor de CC, mida la conexión a tierra del devanado de inducido, del devanado de excitación en serie, del devanado de excitación secundario y del devanado de excitación en serie al devanado de excitación secundario. Seleccione el vibrador correspondiente según el nivel de tensión del motor probado.
Pasos de medición:
---Desconecte la fuente de alimentación
---Descarga terrestre
---Si es un motor de CA trifásico, abra el punto central (si es posible)
---Si es un motor DC, levante el cepillo.
---Utilice una mesa vibratoria para medir la resistencia de aislamiento entre fases y a tierra por separado.
---Descarga terrestre
---Restaurar la línea
---Registre la resistencia de aislamiento y la temperatura ambiente.
6. ¿Qué es un arrancador acíclico y sin escobillas?
El arrancador sin escobillas y sin anillo es un dispositivo de arranque que supera las desventajas de los motores asíncronos bobinados equipados con anillos rozantes, escobillas de carbón y dispositivos de arranque complejos, a la vez que conserva las ventajas de la baja corriente de arranque y el alto par de arranque de los motores bobinados. Los motores asíncronos de CA trifásicos de rotor bobinado JR, JZR, YR e YZR (excepto los de velocidad variable y los equipados con cámaras de entrada), que originalmente utilizaban arrancadores de resistencia, reactancias, resistencias variables sensibles a la frecuencia, arrancadores de resistencia variable líquida y arrancadores suaves, pueden sustituirse por arrancadores sin escobillas y de lazo abierto.
¿Cuántos métodos de arranque por condensador existen para motores?
Existen dos tipos de arranque:
⑴ Arranque del condensador (se refiere a la desconexión del condensador después de que se arranca el motor);
⑵ El condensador se inicia y funciona (el condensador participa en la operación después del arranque).
¿Se puede utilizar un transformador como carga para un convertidor de frecuencia?
En principio, debería ser posible, pero no es práctico en la práctica. Los convertidores de frecuencia no requieren transformadores para aumentar la tensión, y debería haber variedades que puedan utilizarse para circuitos superiores a 380 V. Si se requiere una tensión mayor, también hay circuitos que pueden convertirse directamente a 220 V o 380 V y luego duplicar la tensión para obtener alta tensión. Los convertidores de frecuencia se utilizan principalmente para el accionamiento de cargas (como motores eléctricos) y rara vez se utilizan para la conversión de frecuencia de potencia. Las funciones de los convertidores de frecuencia no se limitan a la conversión de frecuencia en sí, y hay muchas funciones adicionales, como diversas protecciones. Si se utilizan convertidores de frecuencia para obtener potencia de conversión de frecuencia, no es aconsejable desde una perspectiva económica. Se recomienda utilizar otros circuitos de conversión de frecuencia.
¿Se puede ajustar el convertidor de frecuencia a 1 Hz y hasta cuántos Hz se puede ajustar para su uso?
Si se utiliza un convertidor de frecuencia en un motor asíncrono de CA general, al ajustarse a 1 Hz, la frecuencia ya se acerca a la de CC, lo cual es absolutamente inaceptable. El motor funcionará a la corriente máxima dentro del límite del convertidor de frecuencia y generará un calor excesivo, que probablemente lo queme.
Si la operación supera los 50 Hz, aumentará la pérdida de hierro del motor, lo cual también es perjudicial. Generalmente, es recomendable no superar los 60 Hz (se permite superarlos en un corto período de tiempo); de lo contrario, también afectará la vida útil del motor.
¿Cuál es el principio de funcionamiento de la resistencia de regulación de frecuencia en un convertidor de frecuencia? ¿Por qué ajustar la resistencia puede cambiar la frecuencia?
La resistencia de ajuste de frecuencia del convertidor de frecuencia se utiliza para dividir proporcionalmente la tensión de referencia de 10 V y enviarla de vuelta a la placa de control principal. Esta realiza la conversión de analógico a digital de la tensión enviada por la resistencia para leer los datos y, a continuación, la convierte a un valor proporcional a la frecuencia nominal para generar la frecuencia actual. Por lo tanto, al ajustar el valor de la resistencia, se puede ajustar la frecuencia del convertidor de frecuencia.
11. ¿Puede el convertidor de frecuencia desacoplar la corriente del motor?
¿Se puede desacoplar la conversión de frecuencia? ¡No! Pero mientras la frecuencia de salida f y la velocidad síncrona n1 mantengan la tasa de deslizamiento en el rango estable o la tasa de deslizamiento nominal Se, equivale a desacoplar la corriente del motor, ya que el factor de potencia del rotor es ahora 1 y la corriente del rotor es la corriente de par que todos necesitan desacoplar y controlar. El convertidor de frecuencia es un dispositivo de control de velocidad para motores asíncronos y no puede realizar ningún control más allá de las características mecánicas de estos.
¿Por qué la corriente es alta al arrancar un motor de inducción? ¿Disminuirá la corriente después del arranque?
Cuando un motor de inducción está parado, desde una perspectiva electromagnética, es similar a un transformador. El devanado del estator conectado a la fuente de alimentación equivale a la bobina primaria del transformador, y el devanado del rotor en circuito cerrado equivale a la bobina secundaria del transformador en cortocircuito. No existe conexión eléctrica entre el devanado del estator y el del rotor, solo conexión magnética. El flujo magnético atraviesa el estator, el entrehierro y el núcleo del rotor para formar un circuito cerrado. En el momento del cierre, el rotor aún no ha comenzado a girar debido a la inercia, y el campo magnético giratorio corta el devanado del rotor a su velocidad máxima de corte (velocidad síncrona), lo que provoca que el devanado del rotor induzca el potencial máximo posible. Por lo tanto, una gran corriente fluye por el conductor del rotor, lo que genera energía magnética para contrarrestar el campo magnético del estator, al igual que el flujo magnético secundario de un transformador necesita contrarrestar el flujo magnético primario.
Para mantener el flujo magnético original compatible con la tensión de alimentación, el estator aumenta automáticamente la corriente. Debido a que la corriente del rotor es muy alta en este momento, la corriente del estator también aumenta significativamente, llegando incluso a 4-7 veces la corriente nominal, lo que explica la alta corriente de arranque.
¿Por qué la corriente es baja después del arranque?: A medida que aumenta la velocidad del motor, disminuye la velocidad a la que el campo magnético del estator corta el conductor del rotor, el potencial inducido en el conductor del rotor disminuye y la corriente en este también. Por lo tanto, la parte de la corriente del estator utilizada para compensar el flujo magnético generado por la corriente del rotor también disminuye, de modo que la corriente del estator disminuye gradualmente hasta que se normaliza.
¿Cuál es el impacto de la frecuencia portadora en los convertidores de frecuencia y motores?
La frecuencia portadora tiene un impacto en la corriente de salida del convertidor de frecuencia:
(1) Cuanto mayor sea la frecuencia de operación, mayor será el ciclo de trabajo de la onda de voltaje, menores serán los componentes armónicos de orden alto de la corriente, es decir, mayor será la frecuencia portadora y más suave la forma de onda de la corriente;
(2) Cuanto mayor sea la frecuencia portadora, menor será la corriente de salida permitida del convertidor de frecuencia;
(3) Cuanto mayor sea la frecuencia portadora, menor será la impedancia de capacitancia del condensador de cableado (porque Xc = 1/2 π fC) y mayor será la corriente de fuga causada por pulsos de alta frecuencia.
El impacto de la frecuencia portadora en los motores:
Cuanto mayor sea la frecuencia portadora, menor será la vibración del motor, menor será el ruido de funcionamiento y menor será el calor generado. Sin embargo, cuanto mayor sea la frecuencia portadora, mayor será la frecuencia de la corriente armónica, mayor será el efecto pelicular del estator del motor, mayores serán las pérdidas del motor y menor será la potencia de salida.
¿Por qué no se puede utilizar un convertidor de frecuencia como fuente de alimentación de un convertidor de frecuencia?
El circuito completo de una fuente de alimentación de frecuencia variable consta de CA, CC, CA y componentes de filtrado, por lo que las formas de onda de voltaje y corriente que genera son ondas sinusoidales puras, muy similares a las de una fuente de alimentación de CA ideal. Puede generar la tensión y la frecuencia de la red eléctrica de cualquier país del mundo.
El convertidor de frecuencia se compone de circuitos como corriente alterna directa y corriente alterna (onda modulada), y su denominación estándar sería controlador de velocidad. La forma de onda de su tensión de salida es una onda cuadrada de pulso con numerosos componentes armónicos. La tensión y la frecuencia cambian proporcionalmente al mismo tiempo y no pueden ajustarse por separado, lo que no cumple con los requisitos de una fuente de alimentación de CA. En principio, no puede utilizarse como fuente de alimentación y, por lo general, solo se utiliza para la regulación de velocidad de motores asíncronos trifásicos.
¿Por qué el aumento de temperatura del motor es mayor cuando se utiliza un convertidor de frecuencia que a la frecuencia de potencia?
Debido a que la forma de onda de salida del convertidor de frecuencia no es una onda sinusoidal, sino una onda distorsionada, la corriente del motor con el par nominal es aproximadamente un 10 % mayor que la de la frecuencia de potencia, por lo que el aumento de temperatura es ligeramente mayor que el de la frecuencia de potencia.
Otro punto es que cuando la velocidad del motor disminuye, la velocidad del ventilador de enfriamiento del motor no es suficiente y el aumento de temperatura del motor será mayor.