Les fournisseurs d'équipements pour convertisseurs de fréquence rappellent qu'avec l'amélioration de la technologie de conversion de fréquence, l'utilisation des moteurs à courant alternatif se généralise. La régulation de vitesse par conversion de fréquence permet d'améliorer la précision de contrôle, l'efficacité de la production et la qualité des produits des machines, favorisant ainsi l'automatisation des processus de production. Les systèmes d'entraînement à courant alternatif offrent d'excellentes performances de contrôle et permettent de réaliser d'importantes économies d'énergie dans de nombreuses applications de production.
Application du convertisseur de fréquence
Dans notre pays, la consommation d'électricité des moteurs électriques représente 60 à 70 % de la production nationale d'électricité, et celle des ventilateurs et des pompes à eau, un tiers. Cette situation s'explique principalement par le fait que la méthode traditionnelle de régulation de la vitesse de ces équipements consiste à ajuster le débit d'air et d'eau en modifiant l'ouverture des clapets et vannes d'entrée et de sortie. Cette méthode requiert une puissance importante et consomme une quantité considérable d'énergie lors du fonctionnement des clapets et vannes.
Due to the fact that most fans and water pumps are flat torque loads, the shaft power and speed have a cubic relationship. Therefore, when the speed of fans and water pumps decreases, the power consumption also greatly decreases. Therefore, there is great potential for energy conservation. The most effective energy-saving measure is to use a frequency converter to regulate the flow rate. The application of frequency converters has a power saving rate of 20% to 50%, and the benefits are significant.
Many machines require electric motors to be able to adjust speed due to process requirements. In the past, due to the difficulty in regulating the speed of AC electric motors and the high requirements for speed regulation performance, DC speed regulation was used. However, DC electric motors have complex structures, large volumes, and difficult maintenance in winter. Therefore, with the maturity of variable frequency speed regulation technology, AC speed regulation is gradually replacing DC speed regulation, often requiring quantitative and direct torque control to meet various process requirements.
By using a frequency converter to drive an electric motor, the starting current is small, allowing for soft starting and stepless speed regulation. This facilitates acceleration and deceleration control, enabling the motor to achieve high performance and significantly save energy. Therefore, frequency converters have been increasingly widely used in industrial production and daily life.
Existing problems and countermeasures
With the expansion of the application scope of frequency converters, there are more and more problems that occur during operation, mainly manifested as high-order harmonics, noise and vibration, load matching, heating and other issues. This article analyzes the above issues and proposes corresponding measures.
The main circuit form of a universal frequency converter generally consists of three parts: rectification, inversion, and filtering. The rectification part is a three-phase bridge uncontrolled rectifier, the middle filtering part uses a large capacitor as the filter, and the inverter part is an IGBT three term bridge inverter with PWM waveform input. The output voltage contains harmonics other than the fundamental wave, and lower order harmonics usually have a greater impact on the motor load, causing torque ripple; And higher harmonics increase the leakage current of the output cable of the frequency converter, resulting in insufficient output of the motor. Therefore, both high and low order harmonics output by the frequency converter must be suppressed. The following methods can be used to suppress harmonics.
1. Increase the power supply of the frequency converter
L'impédance interne du bloc d'alimentation sert généralement de tampon pour la puissance réactive du condensateur de filtrage CC du convertisseur de fréquence. Plus l'impédance interne est élevée, plus le taux d'harmoniques est faible. Cette impédance interne correspond à l'impédance de court-circuit du transformateur. Par conséquent, lors du choix d'une alimentation pour convertisseur de fréquence, il est préférable d'opter pour un transformateur à haute impédance de court-circuit.
2. Installer le réacteur
Raccordez des réacteurs appropriés ou installez des filtres harmoniques en série entre les bornes d'entrée et de sortie du convertisseur de fréquence. Le filtre, de type LC, absorbe les harmoniques et augmente l'impédance de l'alimentation ou de la charge afin de les supprimer.
3. Opérations multiples utilisant des transformateurs
Le convertisseur de fréquence universel est un redresseur à six impulsions, qui génère d'importantes harmoniques. En cas de fonctionnement multiphasé des transformateurs, avec un déphasage de 30° entre eux, la combinaison de transformateurs Y-△ et △-△ permet d'obtenir un effet à 12 impulsions, ce qui réduit les courants harmoniques de bas rang et supprime efficacement les harmoniques.
4. Configurer des harmoniques dédiées
Mettez en place un filtre dédié pour détecter le convertisseur de fréquence et la phase, et générez un courant de même amplitude et de phase opposée à celui du courant harmonique, qui est transmis au convertisseur de fréquence pour absorber efficacement le courant harmonique.