Frekvenču pārveidotāju atbalsta iekārtu piegādātāji atgādina, ka mūsdienās frekvences pārveidotāji ir plaši izmantoti rūpnieciskajā ražošanā. Iekārtas, ko kontrolē frekvences pārveidotāji, zināmā mērā var ievērojami ietaupīt enerģiju, tādējādi iegūstot daudzu rūpniecības ražotāju labvēlību.
Lai sasniegtu tādas funkcijas kā mīksta novietošana stāvvietā, mīksta iedarbināšana, bezpakāpju ātruma regulēšana vai īpašas prasības ātruma palielināšanai vai samazināšanai, mūsdienu asinhronajos motoros ir nepieciešama ātruma regulēšanas ierīce, ko sauc par frekvences pārveidotāju. Ierīces galvenajā ķēdē tiek izmantotas maiņstrāvas-līdzstrāvas-maiņstrāvas ķēdes ar darba frekvenci 0–400 Hz. Zemsprieguma universālā frekvences pārveidotāja izejas spriegums ir 380–460 V, un izejas jauda ir 0,37–400 kW.
Izvēlieties saprātīgu frekvences pārveidotāju
Problēmas, kas rodas frekvences pārveidotāju lietošanas laikā, piemēram, darbības traucējumi, iekārtu atteices utt., kas izraisa ražošanas apstāšanos un nevajadzīgus ekonomiskus zaudējumus, bieži vien rodas nepareizas frekvences pārveidotāju izvēles un uzstādīšanas dēļ. Tāpēc ir jāizvēlas ekonomisks un praktisks frekvences pārveidotājs, kas labāk atbilst ražošanas un procesa pamatnosacījumiem un prasībām.
Kā frekvences pārveidotāja galvenais piedziņas objekts, izvēloties frekvences pārveidotāja tipu, motors jāizvēlas atbilstoši motora darba parametriem.
(1) Sprieguma saskaņošana: frekvences pārveidotāja nominālais spriegums atbilst motora slodzes spriegumam.
(2) Strāvas saskaņošana: Frekvences pārveidotāja jauda ir atkarīga no frekvences pārveidotāja nepārtraukti izvadītās nominālās strāvas. Izvēloties frekvences pārveidotāju motoriem, kuriem nepieciešama ātruma regulēšana, ir jāizvēlas frekvences pārveidotājs ar nepārtrauktu nominālo strāvu, kas ir lielāka par motora nominālo strāvu, darbojoties ar nominālajiem parametriem, un ar kvantitatīvu rezervi; Vispārējiem frekvences pārveidotājiem ar vairāk nekā 4 poliem izvēli nevar balstīt uz motora jaudu, bet gan uz motora strāvas stipruma pārbaudes standartu; Pat ja motora slodze ir relatīvi maza un strāva ir mazāka par frekvences pārveidotāja nominālo strāvu, izvēlētā frekvences pārveidotāja jauda nedrīkst būt pārāk maza salīdzinājumā ar motoru.
(3) Jaudas saskaņošana: Atkarībā no motora slodzes īpašībām ir atšķirīgas prasības frekvences pārveidotāja jaudas izvēlei.
Frekvences pārveidotāja vadības metode
Frekvences pārveidotāju galvenās vadības metodes pašlaik ietver šādas.
(1) Pirmās paaudzes vadības metode izmantoja U/f=C vadību, kas pazīstama arī kā sinusoidāla impulsa platuma modulācijas (SPWM) vadības metode. Tās raksturlielumi ietver vienkāršu vadības ķēdes struktūru, zemas izmaksas, labas mehāniskās īpašības un cietību, kas var atbilst vispārējās transmisijas vienmērīgas ātruma regulēšanas prasībām. Tomēr šī vadības metode samazina maksimālo izejas griezes momentu pie zemām frekvencēm zemākā izejas sprieguma dēļ, kā rezultātā samazinās stabilitāte pie zemiem ātrumiem. Tās raksturīgā iezīme ir tā, ka bez atgriezeniskās saites ierīces ātruma attiecība ni ir mazāka par 1/40, bet ar atgriezenisko saiti ni = 1/60. Piemērota vispārējiem ventilatoriem un sūkņiem.
(2) Otrās paaudzes vadības metode izmanto sprieguma telpas vektoru vadību (magnētiskās plūsmas trajektorijas metode), kas pazīstama arī kā SVPWM vadības metode. Tā balstās uz trīsfāžu viļņu formu kopējo ģenerēšanas efektu, vienlaikus ģenerējot trīsfāžu modulācijas viļņu formas un kontrolējot tās, sagriežot daudzstūrus aptuveni apļu formā. Lai novērstu statora pretestības ietekmi pie maziem ātrumiem, izejas spriegums un strāva ir noslēgtas cilpas, lai uzlabotu dinamisko precizitāti un stabilitāti. Tās raksturlielumi: nav atgriezeniskās saites ierīces, ātruma attiecība ni = 1/100, piemērota ātruma regulēšanai vispārējā rūpniecībā.
(3) Trešās paaudzes metode izmanto vektorvadības (VC) metodi. Vektorvadības mainīgas frekvences ātruma regulēšanas prakse būtībā pielīdzina maiņstrāvas motoru līdzstrāvas motoram un neatkarīgi kontrolē ātruma un magnētiskā lauka komponentus. Regulējot rotora magnētisko plūsmu un sadalot statora strāvu, lai iegūtu divas komponentes – griezes momentu un magnētisko lauku, ar koordinātu transformācijas palīdzību var panākt ortogonālu vai atsaistītu vadību. Tās raksturlielumi: ātruma attiecība ni=1/100 bez atgriezeniskās saites, ni=1/1000 ar atgriezenisko saiti un sākuma griezes moments 150% pie nulles ātruma. Var redzēt, ka šī metode ir piemērojama visu veidu ātruma regulēšanai, un, ja tā ir aprīkota ar atgriezenisko saiti, tā ir piemērota augstas precizitātes transmisijas vadībai.
(4) Tiešās griezes momenta vadības (DTC) metode. Tiešā griezes momenta vadība (DTC) ir vēl viens augstas veiktspējas mainīgas frekvences ātruma vadības režīms, kas atšķiras no vektora vadības (VC). Izmantojot magnētiskās plūsmas simulācijas modeļus un elektromagnētiskā griezes momenta modeļus, iegūst magnētiskās plūsmas un griezes momenta datus, salīdzina tos ar dotajām vērtībām, lai ģenerētu histerēzes salīdzināšanas stāvokļa signālus, un pēc tam pārslēdz slēdža stāvokli, izmantojot loģisko vadību, lai panāktu nemainīgu magnētiskās plūsmas vadību un elektromagnētiskā griezes momenta vadību. Tai nav nepieciešama līdzstrāvas motora vadības imitācija, un šī tehnoloģija ir veiksmīgi pielietota vilces elektrolokomotīvju maiņstrāvas piedziņā. Tās raksturlielumi: bez atgriezeniskās saites ierīces ātruma attiecība ni = 1/100, ar atgriezenisko saiti ni = 1/1000, un iedarbināšanas griezes moments var sasniegt 150% līdz 200% pie nulles ātruma. Piemērots lielas slodzes iedarbināšanai un lielām slodzēm ar pastāvīgām griezes momenta svārstībām.
Uzstādīšanas vides prasības
(1) Apkārtējās vides temperatūra: Frekvences pārveidotāja apkārtējās vides temperatūra attiecas uz temperatūru frekvences pārveidotāja šķērsgriezuma tuvumā. Tā kā frekvences pārveidotāji galvenokārt sastāv no jaudīgām elektroniskām ierīcēm, kas ir ļoti jutīgas pret temperatūru, frekvences pārveidotāju kalpošanas laiks un uzticamība lielā mērā ir atkarīga no temperatūras, parasti no -10 ℃ līdz +40 ℃. Turklāt ir jāņem vērā paša frekvences pārveidotāja siltuma izkliede un apkārtējā vidē iespējamās ekstremālās situācijas, un parasti ir nepieciešama noteikta temperatūras rezerve.
(2) Apkārtējās vides mitrums: Frekvences pārveidotājam apkārtējā vidē relatīvais mitrums nedrīkst pārsniegt 90 % (bez kondensāta uz virsmas).
(3) Vibrācija un triecieni: Frekvences pārveidotāja uzstādīšanas un ekspluatācijas laikā jāpievērš uzmanība vibrāciju un triecienu novēršanai. Lai izvairītos no savienojumu lodēšanas savienojumiem un frekvences pārveidotāja iekšējo komponentu vaļīgām daļām, kas var izraisīt sliktu elektrisko kontaktu vai pat nopietnus bojājumus, piemēram, īssavienojumus. Tāpēc parasti ir nepieciešams, lai uzstādīšanas vietas vibrācijas paātrinājums būtu ierobežots zem 0,6 g, un īpašās vietās var pievienot seismiski izturīgus pasākumus, piemēram, triecienus absorbējošu gumiju.
(4) Uzstādīšanas vieta: Frekvences pārveidotāja maksimāli pieļaujamo izejas strāvu un spriegumu ietekmē tā siltuma izkliedes jauda. Ja augstums pārsniedz 1000 m, frekvences pārveidotāja siltuma izkliedes jauda samazinās, tāpēc frekvences pārveidotājs parasti jāuzstāda zem 1000 m augstuma.
(5) Vispārīgās prasības frekvences pārveidotāja uzstādīšanas vietai ir šādas: nav korozijas, nav viegli uzliesmojošu vai sprādzienbīstamu gāzu vai šķidrumu; bez putekļiem, peldošām šķiedrām un metāla daļiņām; izvairīšanās no tiešiem saules stariem; elektromagnētisko traucējumu neesamības.
Pētījumi par mainīgas frekvences ātruma regulēšanu pašlaik ir aktīvākais un praktiski vērtīgākais darbs elektriskās pārraides pētījumos. Frekvences pārveidotāju nozares potenciāls ir milzīgs, jo to plaši izmanto tādās nozarēs kā gaisa kondicionēšana, lifti, metalurģija un mašīnbūve. Mainīgas frekvences ātruma regulēšanas motori un tiem atbilstošie frekvences pārveidotāji strauji attīstīsies.