Sagedusmuunduri tugiseadmete tarnijad tuletavad meelde, et sagedusmuundamise tehnoloogia täiustumisega on vahelduvvoolumootorite kasutamine üha laialdasemalt levinud. Sagedusmuundamise kiiruse reguleerimise abil saab parandada tootmismasinate juhtimise täpsust, tootmise efektiivsust ja tootekvaliteeti, mis soodustab tootmisprotsessi automatiseerimist. Vahelduvvoolu ajamisüsteemidel on suurepärane juhtimisjõudlus ja märkimisväärne energiasäästlik mõju paljudel tootmisjuhtudel.
Sagedusmuunduri rakendamine
Elektrimootorite elektritarbimine moodustab meie riigis 60–70% riigi elektritoodangust ning ventilaatorite ja veepumpade aastane elektritarbimine moodustab 1/3 riigi elektritarbimisest. Selle olukorra peamine põhjus on see, et ventilaatorite, veepumpade ja muude seadmete traditsiooniline kiiruse reguleerimise meetod on õhu- ja veevarustuse reguleerimine sisse- või väljalaskeavade ja ventiilide avause reguleerimise teel. Sisendvõimsus on suur ning deflektorite ja ventiilide pealtkuulamisprotsessis kulub palju energiat.
Kuna enamik ventilaatoreid ja veepumpasid talub lameda pöördemomendiga koormusi, on võlli võimsuse ja kiiruse vahel kuupmeetriline seos. Seega, kui ventilaatorite ja veepumpade kiirus väheneb, väheneb oluliselt ka energiatarve. Seega on suur energiasäästu potentsiaal. Kõige tõhusam energiasäästumeede on voolukiiruse reguleerimiseks sagedusmuunduri kasutamine. Sagedusmuundurite rakendamisel on energiasäästu määr 20–50% ja eelised on märkimisväärsed.
Paljud masinad vajavad elektrimootorite kiiruse reguleerimiseks protsessinõuete kohaselt. Varem kasutati vahelduvvoolumootorite kiiruse reguleerimise raskuste ja kiiruse reguleerimise jõudlusele esitatavate kõrgete nõuete tõttu alalisvoolu kiiruse reguleerimist. Alalisvoolumootoritel on aga keerukas konstruktsioon, suured mahud ja talvel on raske hooldada. Seetõttu on muutuva sagedusega kiiruse reguleerimise tehnoloogia küpsusega asendamas vahelduvvoolu kiiruse reguleerimist järk-järgult alalisvoolu kiiruse reguleerimine, mis nõuab sageli kvantitatiivset ja otsest pöördemomendi juhtimist, et täita erinevaid protsessinõudeid.
Sagedusmuunduri kasutamine elektrimootori juhtimiseks tagab väikese käivitusvoolu, mis võimaldab pehmet käivitamist ja astmevaba kiiruse reguleerimist. See hõlbustab kiirenduse ja aeglustuse juhtimist, võimaldades mootoril saavutada suure jõudluse ja oluliselt energiat säästa. Seetõttu on sagedusmuundureid üha enam kasutatud nii tööstuslikus tootmises kui ka igapäevaelus.
Olemasolevad probleemid ja vastumeetmed
Sagedusmuundurite rakendusala laienedes tekib töötamise ajal üha rohkem probleeme, mis avalduvad peamiselt kõrge astme harmoonikute, müra ja vibratsiooni, koormuse sobitamise, kuumenemise ja muude probleemidena. Käesolev artikkel analüüsib ülaltoodud probleeme ja pakub välja vastavad meetmed.
Universaalse sagedusmuunduri põhiahela vorm koosneb üldiselt kolmest osast: alaldi, inversioon ja filtreerimine. Alaldi on kolmefaasiline sild-tühjalt juhitav alaldi, keskmine filtreerimisosa kasutab filtrina suurt kondensaatorit ja inverteri osa on IGBT kolmetermiline sild-inverter PWM-lainekuju sisendiga. Väljundpinge sisaldab lisaks põhilainele ka muid harmoonilisi ja madalama astme harmoonilistel on tavaliselt suurem mõju mootori koormusele, põhjustades pöördemomendi pulsatsiooni; ja kõrgemad harmoonilistel on suurem mõju sagedusmuunduri väljundkaabli lekkevoolule, mille tulemuseks on mootori ebapiisav väljund. Seetõttu tuleb sagedusmuunduri väljundis nii kõrgemaid kui ka madalamaid harmoonilisi summutada. Harmooniliste summutamiseks saab kasutada järgmisi meetodeid.
1. Suurendage sagedusmuunduri toiteallikat
Toiteallika sisemine impedants võib tavaliselt toimida sagedusmuunduri alalisvoolu filtreerimiskondensaatori reaktiivvõimsuse puhverina. Mida suurem on sisemine impedants, seda madalam on harmooniliste sisaldus. See sisemine impedants on trafo lühistakistus. Seetõttu on sagedusmuunduri toiteallika valimisel kõige parem valida trafo, millel on kõrge lühistakistus.
2. Paigaldage reaktor
Ühendage sagedusmuunduri sisend- ja väljundklemmide vahele sobivad reaktorid või paigaldage harmoonilised filtrid järjestikku. LC-tüüpi filter neelab harmoonilisi ja suurendab toiteallika või koormuse impedantsi, et saavutada summutamise eesmärk.
3. Mitmed toimingud trafode abil
Universaalne sagedusmuundur on kuue impulsiga alaldi, mis genereerib suuri harmoonilisi. Kui trafod töötavad mitmefaasiliselt, kusjuures faasinurkade vahe on 30°, võib Y-△ ja △-△ trafode kombinatsioon moodustada 12 impulsi efekti, mis vähendab madalama astme harmoonilisi voole ja summutab tõhusalt harmoonilisi.
4. Seadista spetsiaalsed harmoonilised
Seadistage spetsiaalne filter sagedusmuunduri ja faasi tuvastamiseks ning harmoonilise vooluga sama amplituudiga ja vastasfaasiga voolu genereerimiseks, mis suunatakse sagedusmuundurisse harmoonilise voolu efektiivseks neelamiseks.