Sagedusmuundurite tugiseadmete tarnijad tuletavad meelde, et sagedusmuundureid on tänapäeval laialdaselt kasutatud tööstuslikus tootmises. Sagedusmuunduritega juhitavad seadmed võivad teatud määral märkimisväärselt energiat säästa, pälvides seeläbi paljude tööstustootjate poolehoiu.
Selliste funktsioonide saavutamiseks nagu pehme parkimine, pehme käivitamine, astmevaba kiiruse reguleerimine või kiiruse suurendamise või vähendamise erinõuded, on tänapäevastes asünkroonmootorites vaja kiiruse reguleerimise seadet, mida nimetatakse sagedusmuunduriks. Seadme põhiahelas kasutatakse AC-DC-AC ahelaid töösagedusega 0–400 Hz. Madalpinge universaalse sagedusmuunduri väljundpinge on 380–460 V ja väljundvõimsus 0,37–400 kW.
Valige mõistliku suurusega sagedusmuundur
Sagedusmuundurite kasutamisel tekkivad probleemid, nagu ebanormaalne töö, seadmete rike jne, mis põhjustavad tootmise seiskamist ja tarbetut majanduslikku kahju, on sageli põhjustatud sagedusmuundurite ebaõigest valikust ja paigaldamisest. Seetõttu on vaja valida ökonoomne ja praktiline sagedusmuundur, mis suudab paremini vastata tootmise ja protsessi põhitingimustele ja -nõuetele.
Sagedusmuunduri peamise ajami objektina tuleks mootor valida sagedusmuunduri tüübi valimisel nii, et see vastaks mootori tööparameetritele.
(1) Pinge sobitamine: sagedusmuunduri nimipinge vastab mootori koormuspingele.
(2) Voolu sobitamine: Sagedusmuunduri võimsus sõltub sagedusmuunduri pidevalt väljastatavast nimivoolust. Kiiruse reguleerimist vajavate mootorite sagedusmuunduri valimisel on vaja valida sagedusmuundur, mille pidev nimivool on nimiparameetritel töötades suurem kui mootori nimivool ja millel on kvantitatiivne varu; Üldiste sagedusmuundurite puhul, millel on rohkem kui 4 poolust, ei saa valik põhineda mootori võimsusel, vaid mootori voolutugevuse kontrollimise standardil; Isegi kui mootori koormus on suhteliselt väike ja vool on väiksem kui sagedusmuunduri nimivool, ei tohi valitud sagedusmuundur olla mootori võimsusega võrreldes liiga väikese võimsusega.
(3) Võimsuse sobitamine: Sõltuvalt mootori erinevatest koormusomadustest on sagedusmuunduri võimsuse valimisel erinevad nõuded.
Sagedusmuunduri juhtimismeetod
Sagedusmuundurite peamised juhtimismeetodid hõlmavad praegu järgmist.
(1) Esimene põlvkond kasutas U/f=C juhtimist, tuntud ka kui siinusimpulsi laiuse modulatsiooni (SPWM) juhtimismeetodit. Selle omaduste hulka kuuluvad lihtne juhtimisahela struktuur, madal hind, head mehaanilised omadused ja vastupidavus, mis vastavad üldise ülekande sujuva kiiruse reguleerimise nõuetele. See juhtimismeetod vähendab aga madalatel sagedustel maksimaalset väljundmomenti madalama väljundpinge tõttu, mille tulemuseks on stabiilsuse vähenemine madalatel kiirustel. Selle iseloomulikuks tunnuseks on see, et ilma tagasisideseadmeta on kiiruse suhe ni väiksem kui 1/40 ja tagasisidega ni = 1/60. Sobib üldiseks kasutamiseks ventilaatorites ja pumpades.
(2) Teine põlvkond kasutab pingeruumi vektori juhtimist (magnetvoo trajektoori meetod), tuntud ka kui SVPWM juhtimismeetod. See põhineb kolmefaasiliste lainekujude üldisel genereerimisefektil, genereerides korraga kolmefaasilisi modulatsioonilainekujusid ja juhtides neid hulknurkade lõikamisega ligikaudseteks ringideks. Staatori takistuse mõju kõrvaldamiseks madalatel kiirustel on väljundpinge ja -vool suletud ahelaga, et parandada dünaamilist täpsust ja stabiilsust. Selle omadused: tagasisideseade puudub, kiiruse suhe ni = 1/100, sobib kiiruse reguleerimiseks üldises tööstuses.
(3) Kolmas põlvkond kasutab vektorjuhtimise (VC) meetodit. Vektorjuhtimisega muutuva sagedusega kiiruse reguleerimise praktika võrdsustab vahelduvvoolumootori sisuliselt alalisvoolumootoriga ning juhib sõltumatult kiiruse ja magnetvälja komponente. Rootori magnetvoo juhtimise ja staatori voolu jagamise abil kaheks komponendiks, pöördemomendiks ja magnetväljaks, saab koordinaatteisenduse abil saavutada ortogonaalse või lahtisidunud juhtimise. Selle omadused: kiiruse suhe ni = 1/100 ilma tagasisideta, ni = 1/1000 tagasisidega ja käivitusmoment 150% nullkiirusel. On näha, et seda meetodit saab rakendada igasuguse kiiruse reguleerimise puhul ja tagasiside abil sobib see suure täpsusega käigukasti juhtimiseks.
(4) Otsese pöördemomendi juhtimise (DTC) meetod. Otsene pöördemomendi juhtimine (DTC) on veel üks suure jõudlusega muutuva sagedusega kiiruse juhtimise režiim, mis erineb vektorjuhtimisest (VC). Magnetvoo ja pöördemomendi andmete saamiseks kasutage magnetvoo simulatsioonimudeleid ja elektromagnetilise pöördemomendi mudeleid, võrrelge neid etteantud väärtustega, et genereerida hüstereesi võrdlusoleku signaale, ja seejärel lülitage lüliti olekut loogilise juhtimise abil, et saavutada konstantse magnetvoo juhtimine ja elektromagnetilise pöördemomendi juhtimine. See ei nõua alalisvoolumootori juhtimise imiteerimist ja seda tehnoloogiat on edukalt rakendatud veojõuseadmete vahelduvvoolu ajamis. Selle omadused: ilma tagasisideseadmeta on kiiruse suhe ni = 1/100, tagasisidega ni = 1/1000 ja käivitusmoment võib nullkiirusel ulatuda 150–200%-ni. Sobib raskeveokite käivitamiseks ja suurte koormuste korral pideva pöördemomendi kõikumisega.
Paigalduskeskkonna nõuded
(1) Keskkonnatemperatuur: Sagedusmuunduri keskkonnatemperatuur viitab temperatuurile sagedusmuunduri ristlõike lähedal. Kuna sagedusmuundurid koosnevad peamiselt suure võimsusega elektroonikaseadmetest, mis on temperatuurile väga tundlikud, sõltuvad sagedusmuundurite eluiga ja töökindlus suuresti temperatuurist, jäädes üldiselt vahemikku -10 ℃ kuni +40 ℃. Lisaks on vaja arvestada sagedusmuunduri enda soojuse hajumist ja ümbritsevas keskkonnas esineda võivaid äärmuslikke olukordi ning üldiselt on vajalik teatud temperatuurivaru.
(2) Keskkonna niiskus: Sagedusmuundur vajab ümbritsevas keskkonnas mitte üle 90% suhtelist õhuniiskust (pinnal ei tohi tekkida kondensatsiooni).
(3) Vibratsioon ja löögid: Sagedusmuunduri paigaldamise ja kasutamise ajal tuleb pöörata tähelepanu vibratsiooni ja löökide vältimisele. Vältida tuleks sagedusmuunduri sisemiste komponentide jooteühenduste ja lahtiste osade ühendusi, mis võivad põhjustada halba elektrilist kontakti või isegi tõsiseid rikkeid, näiteks lühiseid. Seetõttu on tavaliselt nõutav, et paigalduskoha vibratsioonikiirendus oleks alla 0,6 g, ning spetsiaalsetesse kohtadesse võib lisada maavärinakindlaid meetmeid, näiteks lööke neelavat kummi.
(4) Paigalduskoht: Sagedusmuunduri maksimaalset lubatud väljundvoolu ja -pinget mõjutab selle soojuseraldusvõime. Kui kõrgus merepinnast ületab 1000 m, väheneb sagedusmuunduri soojuseraldusvõime, seega tuleb sagedusmuundur üldiselt paigaldada alla 1000 m kõrgusele.
(5) Sagedusmuunduri paigalduskoha üldised nõuded on järgmised: puudub korrosioon, tuleohtlikud või plahvatusohtlikud gaasid või vedelikud; tolmuvabad, hõljuvad kiud ja metallosakesed; otsene päikesevalgus; elektromagnetilised häired.
Muutuva sagedusega kiiruse reguleerimise uuringud on praegu elektriülekande uuringutes kõige aktiivsem ja praktiliselt väärtuslikum töö. Sagedusmuundurite tööstuse potentsiaal on tohutu, kuna seda kasutatakse laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu kliimaseadmed, liftid, metallurgia ja masinaehitus. Muutuva sagedusega kiiruse reguleerimisega mootorid ja neile vastavad sagedusmuundurid arenevad kiiresti.