A frekvenciaváltókat támogató berendezések beszállítói emlékeztetnek arra, hogy a frekvenciaváltókat ma már széles körben alkalmazzák az ipari termelésben. A frekvenciaváltók által vezérelt berendezések bizonyos mértékig jelentős energiamegtakarítást tesznek lehetővé, így számos ipari gyártó kegyeit elnyerték.
Az olyan funkciók eléréséhez, mint a lágy parkolás, a lágyindítás, a fokozatmentes sebességszabályozás, vagy a sebesség növelésére vagy csökkentésére vonatkozó speciális követelmények, a modern aszinkronmotorokban egy frekvenciaváltónak nevezett sebességszabályozó eszközre van szükség. Az eszköz fő áramköre AC-DC-AC áramköröket használ, 0-400 Hz üzemi frekvenciával. Az alacsony feszültségű univerzális frekvenciaváltó kimeneti feszültsége 380-460 V, a kimeneti teljesítménye pedig 0,37-400 kW.
Válasszon ésszerű frekvenciaváltót
A frekvenciaváltók használata során felmerülő problémák, mint például a rendellenes működés, a berendezés meghibásodása stb., amelyek termelésleálláshoz és szükségtelen gazdasági veszteségekhez vezetnek, gyakran a frekvenciaváltók nem megfelelő kiválasztásából és telepítéséből erednek. Ezért olyan gazdaságos és praktikus frekvenciaváltót kell választani, amely jobban megfelel a termelés és a folyamat alapvető feltételeinek és követelményeinek.
A frekvenciaváltó fő hajtási objektumaként a motort a frekvenciaváltó típusának kiválasztásakor a motor működési paramétereinek megfelelően kell kiválasztani.
(1) Feszültségillesztés: A frekvenciaváltó névleges feszültsége megegyezik a motor terhelési feszültségével.
(2) Áramillesztés: A frekvenciaváltó kapacitása a frekvenciaváltó által folyamatosan kiadott névleges áramtól függ. Fordulatszám-szabályozást igénylő motorok frekvenciaváltójának kiválasztásakor olyan frekvenciaváltót kell választani, amelynek folyamatos névleges árama nagyobb, mint a motor névleges árama névleges paraméterek melletti működés esetén, és mennyiségi tartalékkal is rendelkezik. Általános, 4-nél több pólusú frekvenciaváltók esetén a kiválasztás nem a motor kapacitásán, hanem a motor áramerősség-ellenőrzési szabványán alapulhat. Még ha a motor terhelése viszonylag csekély, és az áram kisebb, mint a frekvenciaváltó névleges árama, a kiválasztott frekvenciaváltó kapacitása nem lehet túl kicsi a motorhoz képest.
(3) Kapacitásillesztés: A motor eltérő terhelési jellemzőitől függően eltérő követelmények vonatkoznak a frekvenciaváltó kapacitásának kiválasztására.
A frekvenciaváltó vezérlési módja
A frekvenciaváltók főbb szabályozási módszerei jelenleg a következők.
(1) Az első generáció U/f=C szabályozást alkalmazott, más néven szinuszszélesség-modulációs (SPWM) szabályozási módszert. Jellemzői közé tartozik az egyszerű vezérlőáramköri felépítés, az alacsony költség, a jó mechanikai tulajdonságok és a keménység, amelyek megfelelnek az általános átviteli rendszer sima sebességszabályozási követelményeinek. Ez a szabályozási módszer azonban az alacsonyabb kimeneti feszültség miatt csökkenti a maximális kimeneti nyomatékot alacsony frekvenciákon, ami a stabilitás csökkenését eredményezi alacsony sebességeknél. Jellemzője, hogy visszacsatoló eszköz nélkül a sebességarány ni kisebb, mint 1/40, visszacsatolással pedig ni=1/60. Alkalmas általános ventilátorokhoz és szivattyúkhoz.
(2) A második generáció feszültségtérvektor-szabályozást (mágneses fluxuspálya-módszer) alkalmaz, más néven SVPWM szabályozási módszert. Ez a háromfázisú hullámalakok generálási hatásán alapul, egyszerre háromfázisú modulációs hullámalakokat generál, és azokat sokszögek közelítő körökké vágásával szabályozza. Az állórész-ellenállás hatásának kiküszöbölése érdekében alacsony sebességeknél a kimeneti feszültség és áram zárt hurkú, ezáltal javítva a dinamikus pontosságot és stabilitást. Jellemzői: nincs visszacsatoló eszköz, sebességarány ni=1/100, alkalmas az általános ipari sebességszabályozásra.
(3) A harmadik generáció a vektorvezérléses (VC) módszert alkalmazza. A vektorvezérlésű változtatható frekvenciájú fordulatszám-szabályozás gyakorlata lényegében egy AC motort egyenértékűvé tesz egy egyenáramú motorral, és függetlenül szabályozza a fordulatszám- és mágneses mező komponenseit. A rotor mágneses fluxusának szabályozásával és az állórész áramának két komponensre, nyomatékra és mágneses mezőre bontásával koordináta-transzformációval ortogonális vagy leválasztott szabályozás érhető el. Jellemzői: fordulatszám-arány ni = 1/100 visszacsatolás nélkül, ni = 1/1000 visszacsatolással, és 150%-os indítónyomaték nulla fordulatszámon. Látható, hogy ez a módszer minden fordulatszám-szabályozásra alkalmazható, és visszacsatolással felszerelve nagy pontosságú váltószabályozásra is alkalmas.
(4) Közvetlen nyomatékszabályozás (DTC) módszer. A közvetlen nyomatékszabályozás (DTC) egy másik nagy teljesítményű, változtatható frekvenciájú sebességszabályozási mód, amely eltér a vektorszabályozástól (VC). Mágneses fluxus- és nyomatékadatokat nyerünk mágneses fluxus-szimulációs modellek és elektromágneses nyomatékmodellek segítségével, ezeket összehasonlítjuk a megadott értékekkel hiszterézis-összehasonlító állapotjelek generálásához, majd a kapcsoló állapotát logikai vezérléssel kapcsoljuk az állandó mágneses fluxusszabályozás és az elektromágneses nyomatékszabályozás eléréséhez. Nem igényli az egyenáramú motorvezérlés utánzását, és ezt a technológiát sikeresen alkalmazták vontató elektromos mozdonyok váltakozó áramú hajtásaiban. Jellemzői: visszacsatoló eszköz nélkül a sebességarány ni=1/100, visszacsatolással ni=1/1000, és az indítónyomaték nulla fordulatszámon elérheti a 150%-200%-ot. Alkalmas nagy teljesítményű indításhoz és nagy terhelésekhez állandó nyomatékingadozások mellett.
Telepítési környezeti követelmények
(1) Környezeti hőmérséklet: A frekvenciaváltó környezeti hőmérséklete a frekvenciaváltó keresztmetszete közelében mért hőmérsékletet jelenti. Mivel a frekvenciaváltók főként nagy teljesítményű, hőmérsékletre érzékeny elektronikus eszközökből állnak, a frekvenciaváltók élettartama és megbízhatósága nagymértékben függ a hőmérséklettől, amely általában -10 ℃ és +40 ℃ között mozog. Ezenkívül figyelembe kell venni a frekvenciaváltó hőelvezetését és a környező környezetben előforduló szélsőséges helyzeteket, és általában bizonyos hőmérsékleti tartalékra van szükség.
(2) Környezeti páratartalom: A frekvenciaváltó környezetében legfeljebb 90%-os relatív páratartalom szükséges (a felületen ne képződjön kondenzáció).
(3) Rezgés és ütés: A frekvenciaváltó telepítése és üzemeltetése során ügyelni kell a rezgés és az ütés elkerülésére. A frekvenciaváltó belső alkatrészeinek forrasztási pontjainak és laza részeinek elkerülése érdekében rossz elektromos érintkezést vagy akár súlyos hibákat, például rövidzárlatot okozhatnak. Ezért általában előírják, hogy a telepítési hely rezgésgyorsulása 0,6 g alatt maradjon, és speciális helyeken szeizmikus ellenállási intézkedéseket, például ütéscsillapító gumit kell alkalmazni.
(4) Telepítési hely: A frekvenciaváltó maximálisan megengedett kimeneti áramát és feszültségét a hőelvezetési kapacitása befolyásolja. Ha a tengerszint feletti magasság meghaladja az 1000 métert, a frekvenciaváltó hőelvezetési kapacitása csökken, ezért a frekvenciaváltót általában 1000 méter alatt kell telepíteni.
(5) A frekvenciaváltó telepítési helyére vonatkozó általános követelmények: nincs korrózió, nincsenek gyúlékony vagy robbanásveszélyes gázok vagy folyadékok; Pormentes, lebegő szálaktól és fémrészecskéktől mentes; Kerülje a közvetlen napfényt; Nincs elektromágneses interferencia.
A változtatható frekvenciájú sebességszabályozással kapcsolatos kutatások jelenleg a legaktívabb és gyakorlatilag legértékesebb munka az elektromos átviteli kutatásokban. A frekvenciaváltó iparban hatalmas potenciál rejlik, mivel széles körben használják olyan iparágakban, mint a légkondicionálók, a liftek, a kohászat és a gépipar. A változtatható frekvenciájú sebességszabályozó motorok és a hozzájuk tartozó frekvenciaváltók gyorsan fejlődni fognak.