Los proveedores de equipos de soporte para convertidores de frecuencia le recuerdan que estos se utilizan ampliamente en la producción industrial actual. Los equipos controlados por convertidores de frecuencia pueden ahorrar energía significativamente, lo que les ha valido la preferencia de muchos fabricantes industriales.
Para lograr características como estacionamiento suave, arranque suave, regulación de velocidad continua o requisitos especiales para aumentar o disminuir la velocidad, los motores asíncronos modernos necesitan un dispositivo de regulación de velocidad llamado convertidor de frecuencia. El circuito principal del dispositivo utiliza circuitos CA-CC-CA con una frecuencia de trabajo de 0-400 Hz. La tensión de salida del convertidor de frecuencia universal de baja tensión es de 380-460 V y la potencia de salida de 0,37-400 kW.
Elija un convertidor de frecuencia razonable
Los problemas que surgen durante el uso de convertidores de frecuencia, como funcionamiento anormal, fallos de equipos, etc., que provocan paradas de producción y pérdidas económicas innecesarias, suelen deberse a una selección e instalación inadecuadas. Por lo tanto, es necesario elegir un convertidor de frecuencia económico y práctico que se ajuste mejor a las condiciones y requisitos básicos de la producción y el proceso.
Como principal objeto impulsor del convertidor de frecuencia, el motor debe seleccionarse para que coincida con los parámetros de trabajo del motor al elegir el tipo de convertidor de frecuencia.
(1) Coincidencia de voltaje: el voltaje nominal del convertidor de frecuencia coincide con el voltaje de carga del motor.
(2) Adaptación de corriente: La capacidad del convertidor de frecuencia depende de la corriente nominal que emite continuamente. Al seleccionar un convertidor de frecuencia para motores que requieren regulación de velocidad, es necesario elegir uno con una corriente nominal continua mayor que la corriente nominal del motor cuando opera a los parámetros nominales, y con un margen cuantitativo. Para convertidores de frecuencia generales con más de 4 polos, la selección no se basa en la capacidad del motor, sino en el estándar de verificación de la corriente del asiento del motor. Incluso si la carga del motor es relativamente baja y la corriente es inferior a la corriente nominal del convertidor de frecuencia, el convertidor de frecuencia seleccionado no debe tener una capacidad demasiado pequeña en comparación con el motor.
(3) Adaptación de capacidad: Dependiendo de las diferentes características de carga del motor, existen diferentes requisitos para seleccionar la capacidad del convertidor de frecuencia.
Método de control del convertidor de frecuencia
Los principales métodos de control de los convertidores de frecuencia actualmente incluyen los siguientes.
(1) La primera generación utilizaba el control U/f=C, también conocido como método de control de modulación por ancho de pulso sinusoidal (SPWM). Sus características incluyen una estructura de circuito de control simple, bajo costo, buenas propiedades mecánicas y dureza, lo que permite cumplir con los requisitos de regulación de velocidad uniforme de las transmisiones generales. Sin embargo, este método de control reduce el par máximo de salida a bajas frecuencias debido a la menor tensión de salida, lo que resulta en una menor estabilidad a bajas velocidades. Se caracteriza por que, sin dispositivo de retroalimentación, la relación de velocidad ni es inferior a 1/40, y con retroalimentación, ni = 1/60. Es adecuado para ventiladores y bombas generales.
(2) La segunda generación adopta el control vectorial espacial de voltaje (método de trayectoria de flujo magnético), también conocido como método de control SVPWM. Se basa en el efecto de generación global de formas de onda trifásicas, generando formas de onda de modulación trifásicas simultáneamente y controlándolas mediante el corte de polígonos para aproximarlas a círculos. Para eliminar la influencia de la resistencia del estator a bajas velocidades, la tensión y la corriente de salida se ajustan en bucle cerrado para mejorar la precisión y la estabilidad dinámicas. Características: sin dispositivo de realimentación, relación de velocidad n = 1/100, adecuado para la regulación de velocidad en la industria general.
(3) La tercera generación adopta el método de control vectorial (VC). Esta práctica de regulación de velocidad de frecuencia variable con control vectorial equipara esencialmente un motor de CA a uno de CC, controlando independientemente los componentes de velocidad y campo magnético. Al controlar el flujo magnético del rotor y descomponer la corriente del estator para obtener dos componentes, par y campo magnético, se puede lograr un control ortogonal o desacoplado mediante transformación de coordenadas. Sus características: relación de velocidad n = 1/100 sin retroalimentación, n = 1/1000 con retroalimentación, y par de arranque del 150 % a velocidad cero. Este método es aplicable a todos los controles de velocidad y, con retroalimentación, es adecuado para el control de transmisiones de alta precisión.
(4) Método de Control Directo de Par (DTC). El control directo de par (DTC) es otro modo de control de velocidad de frecuencia variable de alto rendimiento, diferente del control vectorial (VC). Obtiene datos de flujo magnético y par mediante modelos de simulación de flujo magnético y modelos de par electromagnético, los compara con los valores dados para generar señales de estado de comparación de histéresis y, a continuación, conmuta el estado del interruptor mediante control lógico para lograr un control constante del flujo magnético y del par electromagnético. No requiere la imitación del control de motores de CC, y esta tecnología se ha aplicado con éxito al accionamiento de CA de locomotoras eléctricas de tracción. Sus características: sin dispositivo de retroalimentación, la relación de velocidad n = 1/100, con retroalimentación n = 1/1000, y el par de arranque puede alcanzar entre el 150 % y el 200 % a velocidad cero. Adecuado para arranques de alta resistencia y cargas grandes con fluctuaciones constantes de par.
Requisitos del entorno de instalación
(1) Temperatura ambiental: La temperatura ambiental del convertidor de frecuencia se refiere a la temperatura cercana a su sección transversal. Dado que los convertidores de frecuencia se componen principalmente de dispositivos electrónicos de alta potencia, altamente sensibles a la temperatura, su vida útil y confiabilidad dependen en gran medida de la temperatura, que generalmente oscila entre -10 °C y +40 °C. Además, es necesario considerar la disipación térmica del propio convertidor de frecuencia y las condiciones ambientales extremas, por lo que generalmente se requiere un cierto margen de temperatura.
(2) Humedad ambiental: El convertidor de frecuencia requiere una humedad relativa no superior al 90% en su entorno circundante (sin condensación en la superficie).
(3) Vibración e impactos: Durante la instalación y el funcionamiento del convertidor de frecuencia, se debe prestar atención a evitar vibraciones e impactos. Para evitar las uniones soldadas y las piezas sueltas de los componentes internos del convertidor, que pueden causar un contacto eléctrico deficiente o incluso fallos graves como cortocircuitos. Por lo tanto, generalmente se requiere que la aceleración de la vibración en el lugar de instalación se limite a menos de 0,6 g, y se pueden instalar medidas antisísmicas, como gomas amortiguadoras, en lugares específicos.
(4) Ubicación de instalación: La corriente y la tensión de salida máximas admisibles del convertidor de frecuencia se ven afectadas por su capacidad de disipación térmica. Al superar los 1000 m de altitud, la capacidad de disipación térmica del convertidor de frecuencia disminuye, por lo que generalmente se requiere instalarlo por debajo de esa altitud.
(5) Los requisitos generales para el lugar de instalación del convertidor de frecuencia son: sin corrosión, sin gases o líquidos inflamables o explosivos; libre de polvo, fibras flotantes y partículas metálicas; evitar la luz solar directa; sin interferencias electromagnéticas.
La investigación sobre regulación de velocidad de frecuencia variable es actualmente la más activa y de mayor valor práctico en la investigación sobre transmisión eléctrica. El potencial de la industria de los convertidores de frecuencia es enorme, ya que se utiliza ampliamente en sectores como el aire acondicionado, los ascensores, la metalurgia y la maquinaria. Los motores de regulación de velocidad de frecuencia variable y sus correspondientes convertidores de frecuencia se desarrollarán rápidamente.