A frekvenciaváltó-támogató berendezések szállítói emlékeztetnek arra, hogy a frekvenciaátalakítási technológia fejlődésével a váltakozó áramú motorok alkalmazása egyre elterjedtebb. A frekvenciaátalakításos sebességszabályozás javíthatja a gyártóberendezések vezérlési pontosságát, termelési hatékonyságát és termékminőségét, ami elősegíti a termelési folyamat automatizálását. A váltakozó áramú hajtásrendszerek kiváló vezérlési teljesítménnyel és jelentős energiamegtakarítási hatással rendelkeznek számos termelési alkalommal.
Frekvenciaváltó alkalmazása
Hazánkban az elektromos motorok villamosenergia-fogyasztása a nemzeti villamosenergia-termelés 60-70%-át teszi ki, a ventilátorok és vízszivattyúk éves villamosenergia-fogyasztása pedig a nemzeti villamosenergia-fogyasztás 1/3-át teszi ki. Ennek a helyzetnek a fő oka az, hogy a ventilátorok, vízszivattyúk és egyéb berendezések hagyományos fordulatszám-szabályozási módszere a levegő- és vízellátás beállítása a bemeneti vagy kimeneti terelőlemezek és szelepek nyitásának beállításával. A bemeneti teljesítmény nagy, és a terelőlemezek és szelepek elfogási folyamata nagy mennyiségű energiát fogyaszt.
Mivel a legtöbb ventilátor és vízszivattyú lapos nyomatékterhelésű, a tengelyteljesítmény és a fordulatszám között köbös arány van. Ezért, amikor a ventilátorok és vízszivattyúk fordulatszáma csökken, az energiafogyasztás is jelentősen csökken. Ezért nagy potenciál rejlik az energiamegtakarításban. A leghatékonyabb energiamegtakarítási intézkedés a frekvenciaváltó használata az áramlási sebesség szabályozására. A frekvenciaváltók alkalmazása 20-50%-os energiamegtakarítási rátával jár, és az előnyök jelentősek.
Sok gépnek szüksége van villanymotorokra a folyamatkövetelményeknek megfelelően a sebesség beállításához. A múltban a váltakozó áramú villanymotorok sebességszabályozásának nehézségei és a sebességszabályozási teljesítmény magas követelményei miatt egyenáramú sebességszabályozást alkalmaztak. Az egyenáramú villanymotorok azonban összetett szerkezettel, nagy térfogattal és téli karbantartással rendelkeznek. Ezért a változó frekvenciájú sebességszabályozási technológia kiforrottságával a váltakozó áramú sebességszabályozás fokozatosan felváltja az egyenáramú sebességszabályozást, és gyakran mennyiségi és közvetlen nyomatékszabályozást igényel a különböző folyamatkövetelmények teljesítéséhez.
A frekvenciaváltós villanymotor-hajtás révén a kis indítóáram lehetővé teszi a lágyindítást és a fokozatmentes sebességszabályozást. Ez megkönnyíti a gyorsítás és lassítás szabályozását, lehetővé téve a motor számára a nagy teljesítmény elérését és jelentős energiamegtakarítást. Ezért a frekvenciaváltókat egyre szélesebb körben alkalmazzák az ipari termelésben és a mindennapi életben.
Meglévő problémák és ellenintézkedések
A frekvenciaváltók alkalmazási körének bővülésével egyre több probléma merül fel működés közben, amelyek főként magas rendű felharmonikusok, zaj és rezgés, terhelésillesztés, felmelegedés és egyéb problémák formájában nyilvánulnak meg. Ez a cikk elemzi a fenti problémákat, és javaslatot tesz a megfelelő intézkedésekre.
Az univerzális frekvenciaváltó fő áramköri formája általában három részből áll: egyenirányításból, inverzióból és szűrésből. Az egyenirányító rész egy háromfázisú, szabályozatlan hídkapcsolású egyenirányító, a középső szűrő rész egy nagy kondenzátort használ szűrőként, az inverter rész pedig egy IGBT háromterminális hídkapcsolású inverter PWM hullámforma bemenettel. A kimeneti feszültség az alaphullámon kívül más harmonikusokat is tartalmaz, és az alacsonyabb rendű harmonikusok általában nagyobb hatással vannak a motor terhelésére, nyomatékingadozást okozva; a magasabb harmonikusok pedig növelik a frekvenciaváltó kimeneti kábelének szivárgási áramát, ami a motor elégtelen kimenetét eredményezi. Ezért a frekvenciaváltó által kibocsátott magas és alacsony rendű harmonikusokat is el kell nyomni. A harmonikusok elnyomására a következő módszerek alkalmazhatók.
1. Növelje a frekvenciaváltó tápellátását
A tápegység belső impedanciája általában pufferként szolgálhat a frekvenciaváltó DC szűrőkondenzátorának meddőteljesítményéhez. Minél nagyobb a belső impedancia, annál kisebb a harmonikus tartalom. Ez a belső impedancia a transzformátor rövidzárlati impedanciája. Ezért frekvenciaváltó tápegységének kiválasztásakor a legjobb nagy rövidzárlati impedanciájú transzformátort választani.
2. A reaktor telepítése
Csatlakoztasson megfelelő fojtótekercseket vagy szereljen sorba harmonikus szűrőket a frekvenciaváltó bemeneti és kimeneti kapcsai közé. A szűrő LC típusú, amely elnyeli a harmonikusokat és növeli a tápegység vagy a terhelés impedanciáját az elnyomás célja érdekében.
3. Többszörös műveletek transzformátorok használatával
Az univerzális frekvenciaváltó egy hat impulzusú egyenirányító, amely nagy felharmonikusokat generál. Ha a transzformátorok többfázisú működését alkalmazzák, 30°-os fázisszögkülönbséggel egymás között, az Y-△ és a △-△ transzformátorok kombinációja 12 impulzusos hatást hozhat létre, ami csökkentheti az alacsony rendű felharmonikus áramokat és hatékonyan elnyomhatja a felharmonikusokat.
4. Dedikált felharmonikusok beállítása
Állítson be egy dedikált szűrőt a frekvenciaváltó és a fázis érzékelésére, és a harmonikus árammal azonos amplitúdójú és ellentétes fázisú áramot generál, amelyet a frekvenciaváltóhoz vezet a harmonikus áram hatékony elnyelése érdekében.