VFD басқаруы электр қозғалтқышының жұмыс режимдерін икемді өзгерту үшін арнайы түрлендіргішті пайдалануға мүмкіндік береді: іске қосу, тоқтату, жеделдету, тежеу, айналу жылдамдығын өзгерту.
Қоректену кернеуінің жиілігін өзгерту статор магнит өрісінің бұрыштық жылдамдығының өзгеруіне әкеледі. Жиілік төмендегенде, қозғалтқыш жылдамдығы төмендейді және сырғанау артады.
Жетек жиілік түрлендіргішінің жұмыс принципі
Асинхронды қозғалтқыштардың негізгі кемшілігі дәстүрлі тәсілдермен жылдамдықты реттеудің күрделілігі болып табылады: қоректендіру кернеуін өзгерту және орам тізбегіне қосымша кедергілерді енгізу арқылы. Электр қозғалтқышының жиілік жетегі неғұрлым керемет. Соңғы уақытқа дейін түрлендіргіштер қымбат болды, бірақ IGBT транзисторлары мен микропроцессорларды басқару жүйелерінің пайда болуы шетелдік өндірушілерге қолжетімді құрылғыларды жасауға мүмкіндік берді. КөпшілігіҚазір статикалық жиілікті түрлендіргіштер өте жақсы.
Статор магнит өрісінің бұрыштық жылдамдығы ω0 жиілікке пропорционалды өзгереді ƒ1 формула бойынша:
ω0=2π׃1/p, мұндағы p – жұп полюстердің саны.
Әдіс жылдамдықты біркелкі басқаруды қамтамасыз етеді. Бұл жағдайда қозғалтқыштың сырғыту жылдамдығы артпайды.
Қозғалтқыштың жоғары энергетикалық өнімділігін алу үшін - тиімділік, қуат коэффициенті және шамадан тыс жүктеме сыйымдылығы, жиілікпен бірге қоректендіру кернеуін белгілі бір тәуелділіктерге сәйкес өзгертіңіз:
- тұрақты жүктеме моменті – U1/ ƒ1=const;
- жүктеу моментінің желдеткіш сипаты - U1/ ƒ12=const;
- Жүктеу моменті жылдамдыққа кері пропорционал - U1/√ ƒ1=тұрақты.
Бұл функциялар қозғалтқыш статорындағы жиілік пен кернеуді бір уақытта өзгертетін түрлендіргіш арқылы жүзеге асырылады. Электр энергиясы қажетті технологиялық параметрді қолдану арқылы реттеу есебінен үнемделеді: сорғы қысымы, желдеткіштің өнімділігі, машинаның беру жылдамдығы және т.б. Бұл жағдайда параметрлер біркелкі өзгереді.
Асинхронды және синхронды электр қозғалтқыштарының жиілігін реттеу әдістері
Тиін торлы роторы бар асинхронды қозғалтқыштарға негізделген жиілікті басқарылатын жетекте басқарудың екі әдісі қолданылады - скаляр және вектор. Бірінші жағдайда олар бір уақытта өзгередіқоректендіру кернеуінің амплитудасы мен жиілігі.
Бұл қозғалтқыштың өнімділігін сақтау үшін қажет, көбінесе оның максималды моментінің білікке қарсылық моментіне тұрақты қатынасы. Нәтижесінде тиімділік пен қуат коэффициенті бүкіл айналу ауқымында өзгеріссіз қалады.
Векторлық реттеу статордағы токтың амплитудасы мен фазасының бір мезгілде өзгеруінен тұрады.
Синхронды түрдегі қозғалтқыштың жиілік жетегі рұқсат етілген мәндерден жоғары өсу кезінде синхронизм бұзылуы мүмкін шағын жүктемелерде ғана жұмыс істейді.
Жиілік жетегінің артықшылықтары
Жиілікті басқарудың басқа әдістерге қарағанда көптеген артықшылықтары бар.
- Қозғалтқышты және өндірістік процестерді автоматтандыру.
- Қозғалтқышты жеделдету кезінде пайда болатын әдеттегі қателерді болдырмайтын жұмсақ іске қосу. Шамадан тыс жүктемені азайту арқылы жиілік жетегі мен жабдықтың сенімділігін арттыру.
- Жалпы дискіні үнемдеу мен өнімділігін жақсартыңыз.
- Өтпелі процестер кезінде маңызды болып табылатын жүктің сипатына қарамастан электр қозғалтқышының тұрақты жылдамдығын жасау. Кері байланысты пайдалану әртүрлі алаңдататын әсерлер кезінде, әсіресе айнымалы жүктемелер кезінде тұрақты қозғалтқыш жылдамдығын сақтауға мүмкіндік береді.
- Түрлендіргіштер технологиялық процестерді айтарлықтай өзгертусіз және тоқтатпай, қолданыстағы техникалық жүйелерге оңай біріктіріледі. Қуат ауқымы үлкен, бірақ олардың өсуіменбағалар айтарлықтай өсіп жатыр.
- Вариаторлардан, беріліс қораптарынан, дроссельдерден және басқа басқару жабдықтарынан бас тарту немесе оларды қолдану ауқымын кеңейту мүмкіндігі. Бұл қуатты үнемдеуге әкеледі.
- Түнде тұтынуды азайта отырып, су балғасы немесе құбырлардағы сұйықтық қысымының жоғарылауы сияқты технологиялық жабдыққа өтпелі процестердің зиянды әсерін жою.
Кемшіліктер
Барлық инверторлар сияқты, chastotniki кедергі көзі болып табылады. Олар сүзгілерді орнатуы керек.
Брендтердің құны жоғары. Құрылғылардың қуаты артқан сайын ол айтарлықтай артады.
Сұйықтықтарды тасымалдауға арналған жиілікті реттеу
Су және басқа сұйықтықтар айдалатын қондырғыларда ағынды реттеу көбінесе қақпа клапандары мен клапандардың көмегімен жүзеге асырылады. Қазіргі уақытта келешегі бар бағыт - сораптың жиілік жетегі немесе олардың қалақтарын қозғалысқа келтіретін желдеткішті пайдалану.
Дроссель клапанына балама ретінде жиілік түрлендіргішті пайдалану 75%-ға дейін энергия үнемдеу әсерін береді. Сұйықтықтың ағынын ұстап тұратын клапан пайдалы жұмысты орындамайды. Сонымен бірге оны тасымалдауға арналған энергия мен заттардың жоғалуы артады.
Жиілік жетегі сұйықтық ағыны өзгерген кезде тұтынушыда тұрақты қысымды ұстап тұруға мүмкіндік береді. Қысым сенсорынан жетекке сигнал жіберіледі, ол қозғалтқыштың жылдамдығын өзгертеді және осылайша оны реттейдіайналымдар, орнатылған ағын жылдамдығын сақтай отырып.
Сорғы қондырғылары өнімділігін өзгерту арқылы басқарылады. Сорғының қуат тұтынуы доңғалақтың өнімділігіне немесе айналу жылдамдығына текше тәуелді болады. Жылдамдық 2 есе азайса, сорғының өнімділігі 8 есе төмендейді. Суды тұтынудың күнделікті кестесінің болуы, егер сіз жиілік жетегін басқарсаңыз, осы кезеңдегі энергияны үнемдеуді анықтауға мүмкіндік береді. Оның арқасында сорғы станциясын автоматтандыруға және сол арқылы желілердегі су қысымын оңтайландыруға болады.
Желдету және ауаны баптау жүйелерін пайдалану
Желдету жүйелеріндегі максималды ауа ағыны әрқашан қажет емес. Жұмыс жағдайлары өнімділіктің төмендеуін талап етуі мүмкін. Дәстүрлі түрде бұл үшін доңғалақ жылдамдығы тұрақты болған кезде дроссель қолданылады. Ауа ағынының жылдамдығын маусымдық және климаттық жағдайлар өзгергенде, жылу, ылғал, бу және зиянды газдар бөлінетін жиілікпен басқарылатын жетек арқасында өзгерту ыңғайлырақ.
Желдету және ауаны баптау жүйелеріндегі энергияны үнемдеу сорғы станцияларындағыдан төмен емес қол жеткізіледі, өйткені біліктің айналуындағы қуат шығыны айналымдарға текше тәуелді болады.
Жиілікті түрлендіргіш құрылғы
Қазіргі жиілік жетегі қос түрлендіргіш схемасына сәйкес реттелген. Ол түзеткіш пен басқару жүйесі бар импульстік инвертордан тұрады.
Кейінжелілік кернеуді түзетіп, сигнал сүзгі арқылы тегістеледі және алты транзисторлық қосқышы бар инверторға беріледі, мұнда олардың әрқайсысы асинхронды электр қозғалтқышының статор орамдарына қосылады. Құрылғы түзетілген сигналды қажетті жиілік пен амплитуданың үш фазалы сигналына түрлендіреді. Шығару сатыларындағы қуат IGBT құрылғылары жоғары коммутациялық жиілікке ие және анық, бұрмаланбайтын шаршы толқынды қамтамасыз етеді. Қозғалтқыш орамаларының сүзу қасиеттеріне байланысты олардың шығысындағы ток қисығының пішіні синусоидалы болып қалады.
Сигнал амплитудасын басқару әдістері
Шығыс кернеуі екі әдіспен реттеледі:
- Амплитуда - кернеу мәнінің өзгеруі.
- Импульстік ен модуляциясы – импульстік сигналды түрлендіру әдісі, оның ұзақтығы өзгереді, бірақ жиілігі өзгеріссіз қалады. Мұнда қуат импульс еніне байланысты.
Екінші әдіс көбінесе микропроцессорлық технологияның дамуына байланысты қолданылады. Қазіргі инверторлар GTO немесе IGBT өшіру транзисторлары арқылы жасалады.
Түрлендіргіштердің мүмкіндігі және қолданылуы
Жиілік жетегінде көптеген мүмкіндіктер бар.
- Үш фазалы қоректендіру кернеуінің жиілігін нөлден 400 Гц-ке дейін реттеңіз.
- Электр қозғалтқышының 0,01 секундтан бастап жылдамдауы немесе баяулауы. 50 минутқа дейін. берілген уақыт заңына сәйкес (әдетте сызықтық). Жеделдету кезінде динамикалық және іске қосу моменттерінің төмендеуі ғана емес, сонымен қатар 150%-ға дейін артуы мүмкін.
- Қозғалтқышты берілген тежеу және жеделдету режимдерімен қалағанға дейін бұрубасқа бағыттағы жылдамдық.
- Инверторлар қысқа тұйықталудан, шамадан тыс жүктемелерден, жерге төгілуден және ашық қозғалтқыш электр желілерінен конфигурацияланатын электрондық қорғаныспен жабдықталған.
- Түрлендіргіштердің сандық дисплейлері олардың параметрлері бойынша деректерді көрсетеді: жиілік, қоректендіру кернеуі, жылдамдық, ток және т.б.
- V/f сипаттамалары түрлендіргіштерде қажетті қозғалтқыш жүктемелеріне байланысты реттеледі. Олардың негізіндегі басқару жүйелерінің функциялары кіріктірілген контроллерлермен қамтамасыз етілген.
- Төмен жиіліктер үшін қозғалтқыштың толық моментімен жұмыс істеуге, жүктемелер өзгерген кезде тұрақты жылдамдықты сақтауға және біліктің айналу моментін басқаруға мүмкіндік беретін векторлық басқаруды пайдалану маңызды. Айнымалы жиілікті жетегі мотор паспортының деректерін дұрыс енгізумен және сәтті сынақтан кейін жақсы жұмыс істейді. HYUNDAI, Sanyu, т.б. белгілі өнімдер.
Түрлендіргіштерді қолдану аймақтары келесідей:
- ыстық және суық су және жылумен жабдықтау жүйелеріндегі сорғылар;
- байыту фабрикаларының шлам, құм және шлам сорғылары;
- тасымалдау жүйелері: конвейерлер, роликті үстелдер және басқа құралдар;
- араластырғыштар, диірмендер, ұсақтағыштар, экструдерлер, диспенсерлер, фидерлер;
- центрифугалар;
- лифттер;
- металлургиялық жабдық;
- бұрғылау жабдығы;
- станоктардың электр жетектері;
- экскаватор және кран жабдықтары, манипулятор механизмдері.
Жиілік түрлендіргіш өндірушілері, пікірлер
Отандық өндіруші қазірдің өзінде сапасы мен бағасы жағынан пайдаланушыларға қолайлы өнім шығара бастады. Артықшылығы - дұрыс құрылғыны жылдам алу мүмкіндігі, сондай-ақ орнату бойынша егжей-тегжейлі кеңес.
«Тиімді жүйелер» компаниясы сериялық өнімдер мен жабдықтың тәжірибелік партияларын шығарады. Өнімдер тұрмыста, шағын бизнесте және өнеркәсіпте қолданылады. Vesper өндірушісі түрлендіргіштердің жеті сериясын шығарады, олардың арасында көптеген өнеркәсіптік механизмдерге жарамды көп функциялы түрлендіргіштер бар.
Даниялық Danfoss компаниясы частотников өндірісінде көшбасшы болып табылады. Оның өнімдері желдету, ауа баптау, сумен жабдықтау және жылыту жүйелерінде қолданылады. Даниялық компанияның құрамына кіретін финдік Vacon компаниясы модульдік конструкцияларды шығарады, олардан қажетті құрылғыларды қажетсіз бөлшектерсіз құрастыруға болады, бұл компоненттерді үнемдейді. Сондай-ақ өнеркәсіпте және күнделікті өмірде қолданылатын халықаралық ABB концернінің түрлендіргіштері белгілі.
Пікірлерге қарағанда, арзан отандық конвертерлерді қарапайым типтік мәселелерді шешу үшін пайдалануға болады, ал күрделілерге әлдеқайда көп параметрлері бар бренд қажет.
Қорытынды
Жиілік жетегі электр қозғалтқышын қоректендіру кернеуінің жиілігі мен амплитудасын өзгерту арқылы басқарады, бұл ретте оны ақаулардан: шамадан тыс жүктемелерден, қысқа тұйықталулардан, қоректендіру желісіндегі үзілістерден қорғайды. Мұндай электр жетектері үш негізгі функцияны орындайды:үдеу, баяулау және қозғалтқыш жылдамдығымен байланысты. Бұл технологияның көптеген салаларындағы жабдықтың тиімділігін арттырады.
