การวิเคราะห์ปัญหาเมื่อใช้ตัวแปลงความถี่และมอเตอร์ร่วมกัน

ผู้จำหน่ายเครื่องแปลงความถี่เฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมันขอเตือนว่าปัจจุบันมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นเครื่องมือหมุนที่ใช้บ่อยที่สุด ด้วยการพัฒนาและความนิยมของเครื่องแปลงความถี่ ทำให้จำเป็นต้องใช้มอเตอร์ไฟฟ้าร่วมกับเครื่องแปลงความถี่มากขึ้นเรื่อยๆ อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการใช้เครื่องแปลงความถี่และมอเตอร์ไฟฟ้าร่วมกัน ย่อมเกิดปัญหาหลายประการอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้:

1. มอเตอร์สตาร์ทแบบนิ่มช่วยประหยัดพลังงานได้หรือไม่?

ผลการประหยัดพลังงานของการสตาร์ทแบบนุ่มนวลนั้นมีจำกัด แต่สามารถลดผลกระทบของการสตาร์ทบนระบบไฟฟ้าได้ ทำให้สตาร์ทได้ราบรื่น และปกป้องขดลวดมอเตอร์

ตามทฤษฎีการอนุรักษ์พลังงาน การสตาร์ทแบบนุ่มนวลไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดพลังงาน แต่ยังเพิ่มการใช้พลังงานอีกด้วย เนื่องจากวงจรควบคุมที่ค่อนข้างซับซ้อน อย่างไรก็ตาม สามารถลดกระแสสตาร์ทของวงจรและมีบทบาทในการป้องกันได้

กระแสเริ่มต้นและแรงบิดเริ่มต้นของมอเตอร์เมื่อใช้ตัวแปลงความถี่ในการทำงานคือเท่าไร?

การใช้ตัวแปลงความถี่ในการทำงาน ความถี่และแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตามการเร่งความเร็วของมอเตอร์ และกระแสเริ่มต้นจะถูกจำกัดให้ต่ำกว่า 150% ของกระแสที่กำหนด (125% ~ 200% ขึ้นอยู่กับรุ่น) เมื่อสตาร์ทโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟหลัก กระแสเริ่มต้นจะสูงกว่า 6-7 เท่า ทำให้เกิดไฟฟ้าช็อตทั้งทางกลและไฟฟ้า การใช้ไดรฟ์ตัวแปลงความถี่สามารถสตาร์ทได้อย่างราบรื่น (ด้วยระยะเวลาสตาร์ทที่นานกว่า) กระแสเริ่มต้นอยู่ที่ 1.2 ~ 1.5 เท่าของกระแสที่กำหนด และแรงบิดเริ่มต้นอยู่ที่ 70% ~ 120% ของแรงบิดที่กำหนด สำหรับตัวแปลงความถี่ที่มีฟังก์ชันเพิ่มแรงบิดอัตโนมัติ แรงบิดเริ่มต้นจะสูงกว่า 100% และสามารถสตาร์ทได้เมื่อโหลดเต็มที่

มอเตอร์โอเวอร์โหลดกับไฟฟ้าลัดวงจรมีการเชื่อมต่อกันหรือเปล่า?

มอเตอร์โอเวอร์โหลดมี 2 ประเภท ประเภทแรกคือโหลดโอเวอร์โหลดทางกล: คือการโอเวอร์โหลดที่เกิดจากโหลดขับเคลื่อนเกินค่าที่กำหนดหรือระบบส่งกำลังเกิดการติดขัด ซึ่งไม่เกี่ยวอะไรกับไฟฟ้าลัดวงจร 2. โหลดปกติ: หากกระแสไฟฟ้าของมอเตอร์โอเวอร์โหลด อาจเกิดจากการต่อลงกราวด์ในพื้นที่หรือไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างรอบในขดลวดของมอเตอร์

การควบคุมความเร็วความถี่แปรผันมีการใช้งานอย่างไร มีประโยชน์อย่างไร

การควบคุมความเร็วความถี่แปรผันมีการประยุกต์ใช้อย่างไร?

สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับเครื่องจักรที่มีการหมุนซึ่งมีข้อกำหนดในการควบคุมความเร็วได้

การควบคุมความเร็วความถี่แปรผันมีประโยชน์อะไรบ้าง?

ก่อนที่จะมีการบังคับใช้การควบคุมความเร็วความถี่แปรผัน (ในทางทฤษฎีได้มีการนำมาใช้แล้ว แต่การนำไปใช้จริงเกิดขึ้นหลังจากการประดิษฐ์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง) การควบคุมความเร็วแบบดั้งเดิมใช้ไฟฟ้ากระแสตรง ข้อเสียของการควบคุมความเร็วไฟฟ้ากระแสตรงมีดังนี้:

① มอเตอร์ DC มีโครงสร้างที่ซับซ้อนและมีต้นทุนการบำรุงรักษาสูง

② เนื่องจากมีคอมมิวเตเตอร์อยู่ จึงไม่มีพื้นที่มากนักสำหรับเพิ่มกำลังของมอเตอร์ DC

ดังนั้นประโยชน์ของการควบคุมความเร็วความถี่แปรผันมีดังนี้:

① สามารถบรรลุประสิทธิภาพการควบคุมความเร็วที่ยอดเยี่ยมเช่นเดียวกับการควบคุมความเร็ว DC สำหรับมอเตอร์ AC

② การบำรุงรักษามอเตอร์อะซิงโครนัสกรงกระรอกเป็นเรื่องง่ายและสะดวกสบาย

③ ไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับกำลังของมอเตอร์ AC เนื่องจากมีคอมมิวเตเตอร์

จะวัดค่าความต้านทานฉนวนของมอเตอร์ได้อย่างไร?

หากเป็นมอเตอร์ AC สามเฟส ให้วัดค่าความต้านทานฉนวนระหว่างเฟสและกราวด์ของขดลวดสามเฟสของมอเตอร์

หากเป็นมอเตอร์กระแสตรง ให้วัดขดลวดอาร์เมเจอร์ของมอเตอร์ลงกราวด์ ขดลวดกระตุ้นแบบอนุกรมลงกราวด์ ขดลวดกระตุ้นรองลงกราวด์ และขดลวดกระตุ้นแบบอนุกรมลงขดลวดกระตุ้นรอง เลือกเครื่องเขย่าที่เหมาะสมตามระดับแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ที่ทดสอบ

ขั้นตอนการวัด:

---ถอดปลั๊กไฟออก

---การระบายลงดิน

---หากเป็นมอเตอร์กระแสสลับสามเฟส ให้เปิดจุดศูนย์กลาง (ถ้าเป็นไปได้)

---หากเป็นมอเตอร์ DC ให้ยกแปรงขึ้น

---ใช้โต๊ะเขย่าเพื่อวัดค่าความต้านทานฉนวนระหว่างเฟสและต่อลงกราวด์แยกกัน

---การระบายลงดิน

---คืนค่าบรรทัด

---บันทึกค่าความต้านทานฉนวนและอุณหภูมิโดยรอบ

6. สตาร์ทเตอร์แบบไม่มีแปรงถ่านและแบบไม่มีวงจรคืออะไร?

สตาร์ทเตอร์แบบไร้แปรงถ่านและแบบไร้วงแหวนเป็นอุปกรณ์สตาร์ทเตอร์ที่เอาชนะข้อเสียของมอเตอร์อะซิงโครนัสแบบพันรอบที่ติดตั้งวงแหวนสลิป แปรงถ่าน และอุปกรณ์สตาร์ทเตอร์ที่ซับซ้อน ขณะเดียวกันก็ยังคงรักษาข้อดีของกระแสสตาร์ทต่ำและแรงบิดสตาร์ทสูงของมอเตอร์แบบพันรอบ มอเตอร์ไฟฟ้าอะซิงโครนัสแบบโรเตอร์พันรอบสามเฟส JR, JZR, YR และ YZR (ยกเว้นมอเตอร์แบบปรับความเร็วและมอเตอร์ที่มีกล้องอินพุต) ที่เดิมใช้สตาร์ทเตอร์แบบต้านทาน รีแอคเตอร์ ตัวต้านทานแบบปรับค่าที่ไวต่อความถี่ สตาร์ทเตอร์ตัวต้านทานแบบปรับค่าของเหลว และสตาร์ทเตอร์แบบนิ่ม สามารถเปลี่ยนเป็น "สตาร์ทเตอร์แบบไร้แปรงถ่านและแบบวงเปิด" ได้

มีวิธีการสตาร์ทตัวเก็บประจุสำหรับมอเตอร์กี่วิธี?

การเริ่มต้นมีอยู่ 2 ประเภท:

⑴ การสตาร์ทตัวเก็บประจุ (หมายถึงการตัดการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุหลังจากสตาร์ทมอเตอร์แล้ว)

⑵ ตัวเก็บประจุจะเริ่มทำงานและทำงาน (ตัวเก็บประจุจะเข้าร่วมการทำงานหลังจากเริ่มทำงาน)

หม้อแปลงสามารถใช้เป็นโหลดให้กับตัวแปลงความถี่ได้หรือไม่?

โดยหลักการแล้วน่าจะทำได้ แต่ในทางปฏิบัติยังไม่สามารถนำไปใช้ได้จริง ตัวแปลงความถี่ไม่จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า และควรมีวงจรหลายแบบที่สามารถใช้กับวงจรที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 380 โวลต์ได้ หากต้องการแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า ก็มีวงจรที่สามารถแปลงเป็น 220 โวลต์หรือ 380 โวลต์ได้โดยตรง แล้วเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่าเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าสูง ตัวแปลงความถี่ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการขับเคลื่อนโหลด (เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า) และไม่ค่อยได้ใช้สำหรับการแปลงความถี่กำลังไฟฟ้า ฟังก์ชันของตัวแปลงความถี่ไม่ได้จำกัดอยู่แค่การแปลงความถี่เท่านั้น และยังมีฟังก์ชันเพิ่มเติมอีกมากมาย เช่น การป้องกันต่างๆ หากใช้ตัวแปลงความถี่เพื่อรับพลังงานในการแปลงความถี่ ก็ไม่แนะนำให้ใช้ในเชิงเศรษฐกิจ แนะนำให้ใช้วงจรแปลงความถี่อื่นๆ

ตัวแปลงความถี่สามารถปรับได้ถึง 1Hz ไหมครับ และสามารถปรับได้สูงสุดกี่ Hz ครับถึงจะใช้งานได้ ?

หากใช้ตัวแปลงความถี่กับมอเตอร์อะซิงโครนัส AC ทั่วไป เมื่อปรับตัวแปลงความถี่เป็น 1Hz ตัวแปลงความถี่จะใกล้เคียงกับ DC แล้ว ซึ่งไม่ได้รับอนุญาตอย่างเด็ดขาด มอเตอร์จะทำงานที่กระแสไฟฟ้าสูงสุดภายในขีดจำกัดของตัวแปลงความถี่ และมอเตอร์จะเกิดความร้อนสูง ซึ่งอาจทำให้มอเตอร์ไหม้ได้

หากความถี่การทำงานเกิน 50 เฮิรตซ์ จะทำให้สูญเสียเหล็กในมอเตอร์มากขึ้น ซึ่งส่งผลเสียต่อมอเตอร์ โดยทั่วไปแล้ว ไม่ควรเกิน 60 เฮิรตซ์ (แต่ไม่เกิน 60 เฮิรตซ์ในช่วงเวลาสั้นๆ) มิฉะนั้นจะส่งผลต่ออายุการใช้งานของมอเตอร์

หลักการทำงานของตัวต้านทานควบคุมความถี่ในตัวแปลงความถี่คืออะไร? ทำไมการปรับค่าความต้านทานจึงสามารถเปลี่ยนความถี่ได้?

ตัวต้านทานปรับความถี่ของตัวแปลงความถี่ใช้เพื่อแบ่งแรงดันอ้างอิง 10V ของตัวแปลงความถี่ตามสัดส่วน แล้วส่งกลับไปยังบอร์ดควบคุมหลักของตัวแปลงความถี่ บอร์ดควบคุมหลักของตัวแปลงความถี่จะทำการแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัลจากแรงดันไฟฟ้าที่ตัวต้านทานส่งกลับมาเพื่ออ่านข้อมูล แล้วแปลงค่าให้เป็นค่าความถี่ตามสัดส่วนที่กำหนดเพื่อส่งออกความถี่ปัจจุบัน ดังนั้น การปรับค่าตัวต้านทานจึงสามารถปรับความถี่ของตัวแปลงความถี่ได้

11. ตัวแปลงความถี่สามารถแยกกระแสมอเตอร์ได้หรือไม่

การแปลงความถี่สามารถแยกส่วนได้หรือไม่? ฉันทำไม่ได้! แต่ตราบใดที่ความถี่เอาต์พุต f และความเร็วซิงโครนัส n1 ยังคงรักษาอัตราสลิปให้อยู่ในช่วงคงที่หรืออัตราสลิปที่กำหนด Se ก็เทียบเท่ากับการแยกกระแสมอเตอร์ เนื่องจากค่าตัวประกอบกำลังของโรเตอร์ตอนนี้เท่ากับ 1 และกระแสโรเตอร์คือกระแสแรงบิดที่ทุกคนจำเป็นต้องแยกส่วนและควบคุม! ตัวแปลงความถี่เป็นอุปกรณ์ควบคุมความเร็วสำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส และไม่สามารถควบคุมอะไรได้เกินกว่าคุณสมบัติเชิงกลของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

ทำไมกระแสถึงสูงตอนสตาร์ทมอเตอร์เหนี่ยวนำ? แล้วกระแสจะลดลงหลังจากสตาร์ทหรือไม่?

เมื่อมอเตอร์เหนี่ยวนำหยุดทำงาน จากมุมมองของแม่เหล็กไฟฟ้า จะเปรียบเสมือนหม้อแปลงไฟฟ้า ขดลวดสเตเตอร์ที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟจะเทียบเท่ากับขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า และขดลวดโรเตอร์ในวงจรปิดจะเทียบเท่ากับขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ลัดวงจร ไม่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างขดลวดสเตเตอร์และขดลวดโรเตอร์ มีเพียงการเชื่อมต่อทางแม่เหล็กเท่านั้น ฟลักซ์แม่เหล็กจะผ่านสเตเตอร์ ช่องว่างอากาศ และแกนโรเตอร์ กลายเป็นวงจรปิด ในขณะที่ปิด โรเตอร์ยังไม่เริ่มหมุนเนื่องจากแรงเฉื่อย สนามแม่เหล็กที่หมุนจะตัดขดลวดโรเตอร์ด้วยความเร็วตัดสูงสุด หรือความเร็วซิงโครนัส ทำให้ขดลวดโรเตอร์เหนี่ยวนำศักย์ไฟฟ้าสูงสุด ดังนั้น กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่จึงไหลผ่านตัวนำโรเตอร์ ซึ่งสร้างพลังงานแม่เหล็กเพื่อต้านสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ เช่นเดียวกับฟลักซ์แม่เหล็กทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ต้องต้านฟลักซ์แม่เหล็กปฐมภูมิ

เพื่อรักษาฟลักซ์แม่เหล็กเดิมให้สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ สเตเตอร์จะเพิ่มกระแสโดยอัตโนมัติ เนื่องจากกระแสของโรเตอร์สูงมากในขณะนี้ กระแสของสเตเตอร์จึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งอาจสูงถึง 4-7 เท่าของกระแสที่กำหนด ซึ่งเป็นเหตุผลที่ทำให้กระแสเริ่มต้นสูง

เหตุใดกระแสจึงน้อยหลังจากสตาร์ท: เมื่อความเร็วมอเตอร์เพิ่มขึ้น ความเร็วที่สนามแม่เหล็กสเตเตอร์ตัดตัวนำโรเตอร์จะลดลง ศักย์เหนี่ยวนำในตัวนำโรเตอร์จะลดลง และกระแสในตัวนำโรเตอร์ก็จะลดลงเช่นกัน ดังนั้น กระแสสเตเตอร์ที่ใช้ชดเชยฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากกระแสโรเตอร์จะลดลงด้วย ดังนั้น กระแสสเตเตอร์จึงลดลงจากมากไปน้อยจนกระทั่งกลับสู่ภาวะปกติ

ผลกระทบของความถี่พาหะต่อตัวแปลงความถี่และมอเตอร์คืออะไร?

ความถี่พาหะมีผลกระทบต่อกระแสเอาต์พุตของตัวแปลงความถี่:

(1) ยิ่งความถี่ในการทำงานสูงขึ้นเท่าใด รอบหน้าที่ของคลื่นแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ส่วนประกอบฮาร์มอนิกลำดับสูงของกระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งมีขนาดเล็กลง นั่นคือ ความถี่พาหะก็จะสูงขึ้น และรูปคลื่นกระแสไฟฟ้าก็จะราบรื่นขึ้น

(2) ยิ่งความถี่พาหะสูงขึ้น กระแสเอาต์พุตที่อนุญาตของตัวแปลงความถี่ก็จะยิ่งน้อยลง

(3) ยิ่งความถี่พาหะสูงขึ้น ความต้านทานความจุของตัวเก็บประจุสายไฟก็จะยิ่งน้อยลง (เพราะ Xc=1/2 π fC) และกระแสไฟรั่วที่เกิดจากพัลส์ความถี่สูงก็จะยิ่งมากขึ้น

ผลกระทบของความถี่พาหะต่อมอเตอร์:

ยิ่งความถี่พาหะสูง การสั่นสะเทือนของมอเตอร์ก็จะยิ่งน้อยลง เสียงรบกวนจากการทำงานก็จะน้อยลง และความร้อนที่เกิดจากมอเตอร์ก็จะน้อยลงด้วย แต่ยิ่งความถี่พาหะสูง ความถี่ของกระแสฮาร์มอนิกก็จะสูงขึ้น ผลกระทบต่อผิวของสเตเตอร์มอเตอร์ก็จะยิ่งรุนแรงขึ้น การสูญเสียกำลังของมอเตอร์ก็จะยิ่งมากขึ้น และกำลังขับก็จะยิ่งลดลง

เพราะเหตุใดตัวแปลงความถี่จึงไม่สามารถใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟสำหรับตัวแปลงความถี่ได้?

วงจรทั้งหมดของแหล่งจ่ายไฟความถี่แปรผันประกอบด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) และส่วนประกอบตัวกรอง ดังนั้นรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ส่งออกจึงเป็นคลื่นไซน์บริสุทธิ์ ซึ่งใกล้เคียงกับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับในอุดมคติ สามารถส่งออกแรงดันไฟฟ้าและความถี่ไฟฟ้าของกริดไฟฟ้าของประเทศใดก็ได้ในโลก

ตัวแปลงความถี่ประกอบด้วยวงจรต่างๆ เช่น วงจรกระแสตรง AC และวงจรกระแสสลับ (คลื่นมอดูเลต) ชื่อมาตรฐานของตัวแปลงความถี่คือตัวควบคุมความเร็วของตัวแปลงความถี่ รูปคลื่นของแรงดันเอาต์พุตเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมพัลส์ที่มีส่วนประกอบฮาร์มอนิกจำนวนมาก แรงดันและความถี่จะเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนในเวลาเดียวกัน และไม่สามารถปรับแยกกันได้ ซึ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ โดยหลักการแล้ว ตัวแปลงความถี่ไม่สามารถใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟได้ และโดยทั่วไปจะใช้สำหรับการควบคุมความเร็วของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสเท่านั้น

เหตุใดอุณหภูมิของมอเตอร์จึงสูงขึ้นเมื่อใช้ตัวแปลงความถี่มากกว่าที่ความถี่กำลังไฟฟ้า

เนื่องจากรูปคลื่นเอาต์พุตของตัวแปลงความถี่ไม่ใช่คลื่นไซน์ แต่เป็นคลื่นบิดเบี้ยว กระแสมอเตอร์ที่แรงบิดที่กำหนดจึงสูงกว่ากระแสที่ความถี่กำลังประมาณ 10% ดังนั้น การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจึงสูงกว่ากระแสที่ความถี่กำลังเล็กน้อย

อีกประเด็นหนึ่งคือเมื่อความเร็วรอบของมอเตอร์ลดลง ความเร็วของพัดลมระบายความร้อนของมอเตอร์จะไม่เพียงพอ และอุณหภูมิของมอเตอร์จะเพิ่มขึ้นสูงขึ้น