Frekans konvertörü destek ekipmanı tedarikçileri, frekans konvertörlerinin günümüzde endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanıldığını hatırlatıyor. Frekans konvertörleri tarafından kontrol edilen ekipmanlar, belirli bir ölçüde enerji tasarrufu sağlayabildiğinden, birçok endüstriyel üreticinin gözdesi haline gelmiştir.
Modern asenkron motorlarda, yumuşak park etme, yumuşak kalkış, kademesiz hız regülasyonu veya hız artırma veya azaltma gibi özel gereksinimleri karşılamak için frekans konvertörü adı verilen bir hız regülasyonu cihazına ihtiyaç vardır. Cihazın ana devresi, 0-400 Hz çalışma frekansına sahip AC-DC-AC devrelerini kullanır. Düşük voltajlı üniversal frekans konvertörünün çıkış voltajı 380-460 V, çıkış gücü ise 0,37-400 kW'tır.
Uygun bir frekans dönüştürücü seçin
Frekans konvertörlerinin kullanımı sırasında ortaya çıkan anormal çalışma, ekipman arızası vb. gibi üretimin durmasına ve gereksiz ekonomik kayıplara yol açan sorunlar, genellikle frekans konvertörlerinin yanlış seçimi ve kurulumundan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, üretim ve prosesin temel koşul ve gereksinimlerini daha iyi karşılayabilecek ekonomik ve pratik bir frekans konvertörü seçmek gerekmektedir.
Frekans konvertörünün ana tahrik objesi olan motor, frekans konvertörü tipi seçilirken motorun çalışma parametrelerine uygun olacak şekilde seçilmelidir.
(1) Gerilim eşleştirme: Frekans dönüştürücünün nominal gerilimi, motorun yük gerilimiyle eşleşir.
(2) Akım eşleştirme: Frekans dönüştürücünün kapasitesi, frekans dönüştürücü tarafından sürekli olarak üretilen nominal akıma bağlıdır. Hız regülasyonu gerektiren motorlar için bir frekans dönüştürücü seçerken, nominal parametrelerde çalışırken motorun nominal akımından daha büyük sürekli nominal akıma sahip ve niceliksel bir marjı olan bir frekans dönüştürücü seçmek gerekir; 4'ten fazla kutuplu genel frekans dönüştürücüler için seçim, motorun kapasitesine değil, motorun akım yatağı doğrulama standardına göre yapılır; Motor üzerindeki yük nispeten hafif ve akım, frekans dönüştürücünün nominal akımından az olsa bile, seçilen frekans dönüştürücü motora kıyasla kapasite olarak çok küçük olamaz.
(3) Kapasite eşleştirme: Motorun farklı yük özelliklerine bağlı olarak, frekans dönüştürücünün kapasitesinin seçilmesi için farklı gereksinimler vardır.
Frekans dönüştürücünün kontrol yöntemi
Frekans konvertörlerinin günümüzdeki başlıca kontrol yöntemleri şunlardır.
(1) İlk nesil, sinüs darbe genişlik modülasyonu (SPWM) kontrol yöntemi olarak da bilinen U/f=C kontrolünü kullanmıştır. Özellikleri arasında basit bir kontrol devresi yapısı, düşük maliyet, iyi mekanik özellikler ve sertlik bulunur ve genel şanzımanların sorunsuz hız düzenleme gereksinimlerini karşılayabilir. Ancak bu kontrol yöntemi, düşük çıkış voltajı nedeniyle düşük frekanslarda maksimum çıkış torkunu düşürerek düşük hızlarda stabilitenin azalmasına neden olur. Geri besleme cihazı olmadan hız oranı ni'nin 1/40'tan küçük, geri beslemeli olarak ise ni=1/60 olmasıdır. Genel fanlar ve pompalar için uygundur.
(2) İkinci nesil, SVPWM kontrol yöntemi olarak da bilinen gerilim uzay vektör kontrolünü (manyetik akı yörüngesi yöntemi) benimser. Bu yöntem, üç fazlı dalga formlarının genel üretim etkisine dayanır ve aynı anda üç fazlı modülasyon dalga formları üretir ve bunları çokgenleri keserek dairelere yaklaştırarak kontrol eder. Düşük hızlarda stator direncinin etkisini ortadan kaldırmak için, çıkış voltajı ve akımı kapalı devredir ve dinamik doğruluğu ve kararlılığı artırır. Özellikleri: Geri besleme cihazı içermez, hız oranı ni=1/100'dür ve genel endüstride hız regülasyonu için uygundur.
(3) Üçüncü nesil, vektör kontrol (VC) yöntemini benimser. Vektör kontrollü değişken frekanslı hız regülasyonu uygulaması, esasen bir AC motoru bir DC motora benzetir ve hız ve manyetik alan bileşenlerini bağımsız olarak kontrol eder. Rotor manyetik akısını kontrol ederek ve stator akımını iki bileşen, tork ve manyetik alan elde etmek için ayrıştırarak, koordinat dönüşümü yoluyla ortogonal veya ayrıştırılmış kontrol elde edilebilir. Özellikleri: geri beslemesiz hız oranı ni=1/100, geri beslemeli ni=1/1000 ve sıfır hızda %150 başlangıç torku. Bu yöntemin tüm hız kontrollerine uygulanabilir olduğu ve geri besleme ile donatıldığında yüksek hassasiyetli şanzıman kontrolü için uygun olduğu görülebilir.
(4) Doğrudan Tork Kontrolü (DTC) yöntemi. Doğrudan tork kontrolü (DTC), vektör kontrolünden (VC) farklı, yüksek performanslı bir başka değişken frekanslı hız kontrol modudur. Manyetik akı simülasyon modelleri ve elektromanyetik tork modelleri kullanılarak manyetik akı ve tork verileri elde edilir, histerezis karşılaştırma durum sinyalleri oluşturmak için verilen değerlerle karşılaştırılır ve ardından sabit manyetik akı kontrolü ve elektromanyetik tork kontrolü elde etmek için mantık kontrolü aracılığıyla anahtar durumu değiştirilir. DC motor kontrolünün taklidine gerek yoktur ve bu teknoloji çekişli elektrikli lokomotiflerin AC tahrikine başarıyla uygulanmıştır. Özellikleri: geri besleme cihazı olmadan hız oranı ni=1/100, geri besleme ile ni=1/1000'dir ve başlangıç torku sıfır hızda %150 ila %200'e ulaşabilir. Ağır hizmet tipi başlangıç ve sabit tork dalgalanmalarına sahip büyük yükler için uygundur.
Kurulum ortamı gereksinimleri
(1) Ortam sıcaklığı: Frekans dönüştürücünün ortam sıcaklığı, frekans dönüştürücünün kesit alanına yakın sıcaklığı ifade eder. Frekans dönüştürücüler çoğunlukla sıcaklığa karşı oldukça hassas olan yüksek güçlü güç elektroniği cihazlarından oluştuğu için, frekans dönüştürücülerin kullanım ömrü ve güvenilirliği büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır ve genellikle -10 ℃ ile +40 ℃ arasında değişir. Ayrıca, frekans dönüştürücünün kendi ısı dağılımını ve çevrede meydana gelebilecek aşırı durumları da hesaba katmak gerekir ve genellikle sıcaklık için belirli bir marj gereklidir.
(2) Çevresel nem: Frekans dönüştürücünün çevresindeki bağıl nemin %90'dan fazla olmaması gerekir (yüzeyde yoğuşma olmamalıdır).
(3) Titreşim ve darbe: Frekans dönüştürücünün montajı ve çalışması sırasında titreşim ve darbelerden kaçınmaya dikkat edilmelidir. Frekans dönüştürücünün iç bileşenlerinin lehim bağlantılarının ve gevşek parçalarının, zayıf elektriksel temasa veya hatta kısa devre gibi ciddi arızalara neden olabileceğinden, bağlantıların lehimlenmesinden ve gevşek parçalardan kaçınılmalıdır. Bu nedenle, kurulum alanındaki titreşim ivmesinin genellikle 0,6 g'nin altında tutulması ve özel yerlere darbe emici kauçuk gibi sismik dirençli önlemlerin eklenmesi gerekir.
(4) Kurulum yeri: Frekans dönüştürücünün izin verilen maksimum çıkış akımı ve voltajı, ısı dağıtma kapasitesinden etkilenir. Rakım 1000 m'yi aştığında, frekans dönüştürücünün ısı dağıtma kapasitesi azalacağından, frekans dönüştürücünün genellikle 1000 m'nin altındaki rakımlara kurulması gerekir.
(5) Frekans dönüştürücünün kurulum sahası için genel gereklilikler şunlardır: korozyon yok, yanıcı veya patlayıcı gazlar veya sıvılar yok; tozsuz, yüzen lifler ve metal parçacıkları yok; doğrudan güneş ışığından kaçının; elektromanyetik girişim yok.
Değişken frekanslı hız regülasyonu araştırmaları, şu anda elektrik iletim araştırmalarında en aktif ve pratik olarak değerli çalışma alanıdır. Frekans konvertörü endüstrisinin potansiyeli muazzamdır; çünkü klima, asansör, metalurji ve makine gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Değişken frekanslı hız regülasyonu motorları ve bunlara karşılık gelen frekans konvertörleri hızla gelişecektir.