Leveranciers van ondersteunende apparatuur voor frequentieomvormers herinneren u eraan dat met de verbetering van de frequentieomzettingstechnologie de toepassing van wisselstroommotoren steeds wijdverbreider wordt. Het gebruik van snelheidsregeling via frequentieomzetting kan de regelnauwkeurigheid, productie-efficiëntie en productkwaliteit van productieapparatuur verbeteren, wat bevorderlijk is voor automatisering van het productieproces. Wisselstroomaandrijfsystemen bieden uitstekende regelprestaties en aanzienlijke energiebesparende effecten in veel productiesituaties.
Toepassing van frequentieomvormer
Het elektriciteitsverbruik van elektromotoren in ons land is goed voor 60% tot 70% van de nationale elektriciteitsopwekking, en het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van ventilatoren en waterpompen is goed voor 1/3 van het nationale elektriciteitsverbruik. De belangrijkste reden hiervoor is dat de traditionele snelheidsregeling voor ventilatoren, waterpompen en andere apparatuur bestaat uit het aanpassen van de lucht- en watertoevoer door de opening van de in- of uitlaatkleppen en kleppen aan te passen. Het opgenomen vermogen is groot en er wordt veel energie verbruikt bij het opvangen van de kleppen en kleppen.
Omdat de meeste ventilatoren en waterpompen een vlakke koppelbelasting hebben, hebben het asvermogen en de snelheid een kubieke verhouding. Wanneer de snelheid van ventilatoren en waterpompen afneemt, neemt het energieverbruik dus ook aanzienlijk af. Energiebesparing is dus een groot potentieel. De meest effectieve energiebesparende maatregel is het gebruik van een frequentieregelaar om de stroomsnelheid te regelen. De toepassing van frequentieregelaars levert een energiebesparing op van 20% tot 50% en de voordelen zijn aanzienlijk.
Veel machines vereisen dat elektromotoren de snelheid kunnen aanpassen aan de procesvereisten. In het verleden werd DC-toerentalregeling gebruikt vanwege de moeilijkheid om het toerental van AC-elektromotoren te regelen en de hoge eisen aan de prestaties van de toerentalregeling. DC-elektromotoren hebben echter complexe structuren, grote volumes en zijn in de winter moeilijk te onderhouden. Met de ontwikkeling van technologie voor toerentalregeling met variabele frequentie vervangt AC-toerentalregeling daarom geleidelijk DC-toerentalregeling, waarbij vaak kwantitatieve en directe koppelregeling nodig is om aan verschillende procesvereisten te voldoen.
Door een frequentieomvormer te gebruiken om een elektromotor aan te drijven, is de aanloopstroom klein, wat een zachte start en traploze snelheidsregeling mogelijk maakt. Dit vergemakkelijkt de acceleratie- en deceleratieregeling, waardoor de motor hoge prestaties levert en aanzienlijk energie bespaart. Frequentieomvormers worden daarom steeds vaker gebruikt in de industriële productie en het dagelijks leven.
Bestaande problemen en tegenmaatregelen
Met de uitbreiding van het toepassingsgebied van frequentieregelaars ontstaan er steeds meer problemen tijdens bedrijf, voornamelijk in de vorm van hogere harmonischen, ruis en trillingen, belastingaanpassing, opwarming en andere problemen. Dit artikel analyseert de bovengenoemde problemen en stelt passende maatregelen voor.
De hoofdcircuitvorm van een universele frequentieomvormer bestaat over het algemeen uit drie delen: gelijkrichting, omkering en filtering. Het gelijkrichtingsdeel is een driefasenbruggelijkrichter, het middelste filterdeel gebruikt een grote condensator als filter en het inverterdeel is een IGBT-drietermsbruginverter met PWM-golfvormingang. De uitgangsspanning bevat andere harmonischen dan de grondgolf, en lagere harmonischen hebben meestal een grotere impact op de motorbelasting, wat koppelrimpeling veroorzaakt. Hogere harmonischen verhogen de lekstroom van de uitgangskabel van de frequentieomvormer, wat resulteert in een onvoldoende motorvermogen. Daarom moeten zowel de hoge als lage harmonischen die door de frequentieomvormer worden afgegeven, worden onderdrukt. De volgende methoden kunnen worden gebruikt om harmonischen te onderdrukken.
1. Verhoog de voeding van de frequentieomvormer
De interne impedantie van de voeding kan doorgaans dienen als buffer voor het reactieve vermogen van de DC-filtercondensator van de frequentieomvormer. Hoe groter de interne impedantie, hoe lager de harmonische inhoud. Deze interne impedantie is de kortsluitimpedantie van de transformator. Daarom is het bij de keuze van een voeding voor een frequentieomvormer het beste om een transformator met een hoge kortsluitimpedantie te kiezen.
2. Installeer de reactor
Sluit geschikte spoelen aan of installeer harmonische filters in serie tussen de ingangs- en uitgangsklemmen van de frequentieomvormer. Het filter is van het LC-type, dat harmonischen absorbeert en de impedantie van de voeding of belasting verhoogt om het doel van onderdrukking te bereiken.
3. Meervoudige bewerkingen met transformatoren
De universele frequentieomvormer is een zes-puls gelijkrichter die grote harmonischen genereert. Bij meerfasebedrijf van transformatoren, met een fasehoekverschil van 30° ten opzichte van elkaar, kan de combinatie van Y-△ en △-△ transformatoren een 12-puls effect creëren, wat laag-orde harmonische stromen kan verminderen en harmonischen effectief kan onderdrukken.
4. Stel speciale harmonischen in
Stel een speciaal filter in om de frequentieomvormer en de fase te detecteren en genereer een stroom met dezelfde amplitude en tegengestelde fase als de harmonische stroom. Deze stroom wordt naar de frequentieomvormer geleid om de harmonische stroom effectief te absorberen.