Leveranciers van ondersteunende apparatuur voor frequentieomvormers herinneren u eraan dat frequentieomvormers tegenwoordig veelvuldig worden gebruikt in de industriële productie. Apparatuur die door frequentieomvormers wordt aangestuurd, kan aanzienlijk energie besparen, wat de voorkeur geniet van veel industriële fabrikanten.
Om functies zoals zacht parkeren, zacht starten, traploze snelheidsregeling of speciale vereisten voor het verhogen of verlagen van de snelheid te realiseren, is in moderne asynchrone motoren een snelheidsregelaar, een zogenaamde frequentieomvormer, nodig. Het hoofdcircuit van de omvormer maakt gebruik van AC-DC-AC-circuits met een werkfrequentie van 0-400 Hz. De uitgangsspanning van de universele laagspanningsfrequentieomvormer is 380-460 V en het uitgangsvermogen is 0,37-400 kW.
Kies een redelijke frequentieomvormer
Problemen die ontstaan bij het gebruik van frequentieregelaars, zoals abnormale werking, apparatuurstoringen, enz., die leiden tot productiestops en onnodige economische verliezen, worden vaak veroorzaakt door een onjuiste selectie en installatie van frequentieregelaars. Daarom is het noodzakelijk om een economische en praktische frequentieregelaar te kiezen die beter voldoet aan de basisvoorwaarden en -eisen van de productie en het proces.
De motor is het belangrijkste aandrijfobject van de frequentieomvormer en moet bij de keuze van het type frequentieomvormer zo worden gekozen dat deze past bij de werkparameters van de motor.
(1) Spanningsaanpassing: de nominale spanning van de frequentieomvormer komt overeen met de belastingspanning van de motor.
(2) Stroomaanpassing: De capaciteit van de frequentieomvormer is afhankelijk van de nominale stroom die continu door de frequentieomvormer wordt afgegeven. Bij het selecteren van een frequentieomvormer voor motoren die snelheidsregeling vereisen, is het noodzakelijk om een frequentieomvormer te kiezen met een continue nominale stroom die groter is dan de nominale stroom van de motor bij bedrijf op nominale parameters, en met een kwantitatieve marge. Voor algemene frequentieomvormers met meer dan 4 polen kan de selectie niet worden gebaseerd op de capaciteit van de motor, maar op de verificatienorm voor de stroomzitting van de motor. Zelfs als de belasting op de motor relatief licht is en de stroom lager is dan de nominale stroom van de frequentieomvormer, mag de geselecteerde frequentieomvormer niet te klein zijn in capaciteit ten opzichte van de motor.
(3) Capaciteitsaanpassing: Afhankelijk van de verschillende belastingskarakteristieken van de motor zijn er verschillende vereisten voor het selecteren van de capaciteit van de frequentieomvormer.
Regelmethode van frequentieomvormer
De belangrijkste regelmethoden voor frequentieregelaars zijn momenteel de volgende.
(1) De eerste generatie maakte gebruik van U/f=C-regeling, ook bekend als sinuspulsbreedtemodulatie (SPWM). Kenmerken hiervan zijn onder andere een eenvoudige regelcircuitstructuur, lage kosten, goede mechanische eigenschappen en hardheid, die voldoen aan de eisen voor soepele snelheidsregeling van algemene transmissies. Deze regelmethode vermindert echter het maximale uitgangskoppel bij lage frequenties vanwege de lagere uitgangsspanning, wat resulteert in een verminderde stabiliteit bij lage snelheden. Kenmerkend is dat de snelheidsverhouding ni zonder terugkoppeling kleiner is dan 1/40, en met terugkoppeling ni=1/60. Geschikt voor algemene ventilatoren en pompen.
(2) De tweede generatie maakt gebruik van spanningsruimtevectorregeling (methode met magnetische fluxtraject), ook bekend als SVPWM-regelmethode. Deze is gebaseerd op het algehele generatie-effect van driefasengolfvormen, waarbij driefasenmodulatiegolfvormen in één keer worden gegenereerd en geregeld door polygonen te knippen tot bijna cirkels. Om de invloed van statorweerstand bij lage snelheden te elimineren, zijn de uitgangsspanning en -stroom gesloten om de dynamische nauwkeurigheid en stabiliteit te verbeteren. Kenmerken: geen terugkoppeling, snelheidsverhouding ni=1/100, geschikt voor snelheidsregeling in de algemene industrie.
(3) De derde generatie maakt gebruik van de vectorregelmethode (VC). De praktijk van vectorgestuurde snelheidsregeling met variabele frequentie stelt een wisselstroommotor in wezen gelijk aan een gelijkstroommotor en regelt de snelheid en de magnetische veldcomponenten onafhankelijk. Door de magnetische flux van de rotor te regelen en de statorstroom te ontbinden om twee componenten te verkrijgen, koppel en magnetisch veld, kan orthogonale of ontkoppelde regeling worden bereikt door middel van coördinatentransformatie. De kenmerken: snelheidsverhouding ni=1/100 zonder terugkoppeling, ni=1/1000 met terugkoppeling, en een startkoppel van 150% bij nulsnelheid. Deze methode is toepasbaar op alle soorten snelheidsregelingen en, indien uitgerust met terugkoppeling, is deze geschikt voor zeer nauwkeurige transmissieregeling.
(4) Directe koppelregeling (DTC)-methode. Directe koppelregeling (DTC) is een andere hoogwaardige variabele frequentiesnelheidsregelmodus die verschilt van vectorregeling (VC). Verkrijg magnetische flux- en koppelgegevens met behulp van magnetische fluxsimulatiemodellen en elektromagnetische koppelmodellen, vergelijk deze met gegeven waarden om hysteresevergelijkingsstatussignalen te genereren en schakel vervolgens de schakeltoestand om via logische besturing om constante magnetische fluxregeling en elektromagnetische koppelregeling te bereiken. Het vereist geen imitatie van DC-motorregeling en deze technologie is met succes toegepast op de AC-aandrijving van elektrische tractielocomotieven. De kenmerken: zonder terugkoppeling is de snelheidsverhouding ni=1/100, met terugkoppeling ni=1/1000, en het startkoppel kan 150% tot 200% bereiken bij nulsnelheid. Geschikt voor zwaar starten en grote belastingen met constante koppelfluctuaties.
Vereisten voor de installatieomgeving
(1) Omgevingstemperatuur: De omgevingstemperatuur van de frequentieomvormer verwijst naar de temperatuur nabij de doorsnede van de frequentieomvormer. Omdat frequentieomvormers voornamelijk bestaan uit krachtige elektronische apparaten die zeer gevoelig zijn voor temperatuurschommelingen, hangen de levensduur en betrouwbaarheid van frequentieomvormers grotendeels af van de temperatuur, die over het algemeen varieert van -10 °C tot +40 °C. Daarnaast moet rekening worden gehouden met de warmteafvoer van de frequentieomvormer zelf en de extreme situaties die zich in de omgeving kunnen voordoen, en is over het algemeen een zekere marge vereist voor temperatuurschommelingen.
(2) Omgevingsvochtigheid: De frequentieomvormer heeft een relatieve vochtigheid van maximaal 90% in de omgeving nodig (zonder condensatie op het oppervlak).
(3) Trillingen en schokken: Tijdens de installatie en het gebruik van de frequentieomvormer moet aandacht worden besteed aan het vermijden van trillingen en schokken. Om te voorkomen dat soldeerverbindingen en losse onderdelen van interne componenten van de frequentieomvormer losraken, wat slecht elektrisch contact of zelfs ernstige storingen zoals kortsluiting kan veroorzaken, is het doorgaans vereist dat de trillingsversnelling op de installatielocatie wordt beperkt tot minder dan 0,6 g en dat op speciale plaatsen seismische maatregelen worden toegepast, zoals schokabsorberend rubber.
(4) Installatielocatie: De maximaal toegestane uitgangsstroom en -spanning van de frequentieomvormer worden beïnvloed door de warmteafvoercapaciteit. Bij een hoogte boven 1000 m neemt de warmteafvoercapaciteit van de frequentieomvormer af, waardoor de frequentieomvormer over het algemeen op een hoogte onder 1000 m moet worden geïnstalleerd.
(5) De algemene vereisten voor de installatieplaats van de frequentieomvormer zijn: geen corrosie, geen ontvlambare of explosieve gassen of vloeistoffen; stofvrije, zwevende vezels en metaaldeeltjes; vermijd direct zonlicht; geen elektromagnetische interferentie.
Onderzoek naar snelheidsregeling met variabele frequentie is momenteel het meest actieve en praktisch waardevolle werk binnen het onderzoek naar elektrische transmissie. De potentie van de frequentieomvormerindustrie is enorm, aangezien deze breed wordt toegepast in sectoren zoals airconditioning, liften, metaalbewerking en machinebouw. Motoren met variabele frequentieregeling en de bijbehorende frequentieomvormers zullen zich snel ontwikkelen.