Frekvensomformere er designet til glat styring af hastigheden af \u200b\u200ben asynkronmotor ved at oprette en trefasespændingsomformer ved udgangen af \u200b\u200bfrekvensvariabel spænding. I de enkleste tilfælde forekommer hyppighed og spændingskontrol i overensstemmelse med givet karakteristisk v / f, de mest avancerede omformere implementeres såkaldt vektorstyring .
Princippet om drift af frekvensomformeren eller som det ofte kaldes - Inverter: Alternativ spænding industrielt netværk rettet af en blok af ensretterdioder og filtreret af kondensatorbatteriet stor tank For at minimere pulsationer af den modtagne spænding. Denne spænding føres til brokredsløbet, herunder seks IGBT- eller MOSFET-transistorer med dioder, der følger med antiperalt for at beskytte transistorerne mod nedbrydning ved den inverse polaritetsspænding, der opstår ved drift med motorviklinger. Desuden omfatter diagrammet nogle gange en "plum" kæde - en transistor med en modstand stor magt spredning. Denne ordning anvendes til bremsemodus for at slukke den motorgenererede spænding og sikre kondensatorer fra genopladning og fejl.
Omformerens flowchart er vist nedenfor.
Frekvensomformeren i et sæt med en asynkron elektrisk motor giver dig mulighed for at erstatte det elektriske drev jævnstrøm. DC Motor Speed \u200b\u200bControl Systems er ganske enkle, men svagt sted. En sådan elektrisk motor er en elektrisk motor. Han er dyr og upålidelig. Når du arbejder, er børsterne gnistre, en samler er vred under påvirkning af elektrisk OSS. En sådan elektrisk motor kan ikke anvendes i et støvet og eksplosivt miljø.
Asynkroniske elmotorer er bedre end DC-motorer på mange parametre: De er enkle på enheden og pålidelig, da de ikke har mobile kontakter. De har mindre dimensioner, masse og omkostninger ved samme magt sammenlignet med DC-motorer. Asynkronmotorer er enkle i fremstilling og drift.
Den største ulempe ved asynkron elektriske motorer er kompleksiteten af \u200b\u200bat regulere deres hastighed traditionelle metoder (Ved at ændre forsyningsspændingen, indfører yderligere modstand mod viklingens kæde).
Den asynkroniske elektriske motorstyring i frekvensfunktionen indtil for nylig var et stort problem, selvom teorien om frekvensregulering blev udviklet i trediverne. Udvikling af frekvens justerbar elektrisk drev. fastholdt. høj omkostning Frekvensomformere. Fremkomsten af \u200b\u200bkraftordninger med IGBT-transistorer, udviklingen af \u200b\u200bhøjtydende mikroprocessorstyringssystemer tilladt forskellige virksomheder i Europa, USA og Japan for at skabe moderne frekvensomformere af de tilgængelige omkostninger.
Justering af rotationshyppigheden af \u200b\u200baktuatorerne kan udføres ved hjælp af forskellige enheder: Mekaniske varianter, hydrauliske koblinger, yderligere blevet indført i en stator eller rotor modstande, elektromekaniske frekvensomformere, statiske frekvensomformere.
Anvendelse af de første fire enheder giver ikke høj kvalitet Hastighedskontrol, ikke økonomisk, kræver høje omkostninger ved installation og drift. Statiske frekvensomformere er de mest perfekte asynkroniske drevkontrolenheder i øjeblikket.
Princip frekvensmetode. Hastighedskontrollen af \u200b\u200bden asynkronmotor er, at der ændrer hyppigheden af \u200b\u200bF1 af forsyningsspændingen, kan være i overensstemmelse med udtrykket

Et konstant antal par Pole P skifter vinkelhastigheden af \u200b\u200bstatorens magnetfelt.
Denne metode giver en jævn regulering af hastighed i en bred vifte, og mekaniske egenskaber har høj stivhed.
Hastighedskontrollen ledsages ikke af en stigning i en asynkronmotorens slip, så strømtab, når justering er lille.
For at opnå høje energiindikatorer for en asynkron motorstyringskoefficienter, effektivitet, overbelastningskapacitet - er det nødvendigt at ændre spændingen samtidigt med frekvensen på samme tid.
Loven om spændingsændringer afhænger af MC-belastningen. Ved et konstant punkt i MC \u003d Const skal statoren justeres i forhold til frekvensen:

For en blæsers natur af belastningen har denne tilstand formularen:

På tidspunktet for belastning, omvendt proportional hastighed:

For en glat trinløs styring af frekvensen af \u200b\u200brotation af den asynkroniske motoraksel skal frekvensomformeren tilvejebringe samtidig frekvensstyring og spænding på statorviklingen af \u200b\u200bden asynkronmotor.
Fordele ved at bruge et justerbart elektrisk drev i teknologiske processer
Brugen af \u200b\u200bet justerbart elektrisk drev giver energibesparelse og giver dig mulighed for at modtage nye kvalitetssystemer og objekter. Der sikres betydelige elbesparelser ved at regulere enhver teknologisk parameter. Hvis dette er en transportør eller transportør, kan du justere hastigheden af \u200b\u200bdens bevægelse. Hvis det er en pumpe eller ventilator - kan du opretholde tryk eller justere ydeevne. Hvis det er en maskine, kan du jævnligt justere tilførselshastigheden eller hovedbevægelsen.
Den særlige økonomiske effekt af at bruge frekvensomformere giver brug af frekvensstyring på genstande, der giver transport af væsker. Indtil nu er den mest almindelige måde at regulere udførelsen af \u200b\u200bsådanne objekter brugen af \u200b\u200bventiler eller reguleringsventiler, men i dag bliver frekvensstyringen af \u200b\u200ben asynkronmotor tilgængelig, for eksempel et arbejdshjul på pumpenheden eller ventilatoren. Ved brug af frekvensregulatorer En jævn justering af rotationshastigheden giver i de fleste tilfælde at opgive brugen af \u200b\u200bgearkasser, varianter, chokes og andet regulatorisk udstyr.
Ved tilslutning af frekvensomformeren starter motoren jævnt uden at starte strømme og beats, hvilket reducerer belastningen på motoren og mekanismerne og derved øger levetiden.
Frekvensregulering hurtigt synlig fra tegning


Således, når han spredte strømmen af \u200b\u200bstoffet indeholdt af ventilen eller ventilen, ikke udfører nyttigt arbejde. Brugen af \u200b\u200bet justerbart elektrisk drev eller ventilator giver dig mulighed for at indstille det nødvendige tryk eller forbrug, hvilket sikrer ikke kun energibesparelser, men også reducerer tabet af det transporterede stof.
Struktur af frekvensomformeren
De fleste af de moderne frekvensomformere er bygget i henhold til dobbelt konverteringsskemaet. De består af følgende hoveddele: DC-link (uhåndteret ensretter), kraftpulsinverter- og styresystem.
DC Link består af en uhåndteret ensretter og filter. En variabel strømforsyningsspænding konverteres til DC spænding.
POWER Tre-Fase Pulse inverter består af seks transistor nøgler. Hver motorvikling forbinder gennem den relevante nøgle til de positive og negative konklusioner af ensretteren. Omformeren forvandler den rettede spænding i trefaset variabel spænding af den ønskede frekvens og amplitude, som påføres på viklingen af \u200b\u200belmotorstatoren.
I inverterens outputkaskader anvendes effekt IGBT transistorer som nøgler. Sammenlignet med tyristorer har de en højere omskifterfrekvens, som giver dig mulighed for at fremstille udgangssignalet for den sinusformede form med minimale forvrængninger.
Princippet om drift af frekvensomformeren
Frekvensomformeren består af en uhåndteret diodekraft-ensretter i den autonome inverter, PWM-styresystemet, Automatisk styresystem, LV Choke og CON-filterkondensator. Regulering af outputfrekvensen Fv. Og urumets spændinger udføres i omformeren på grund af højfrekvent pulskontrol.
Pulskontrol er kendetegnet ved en modulationsperiode, inden for hvilken viklingen af \u200b\u200bden elektriske motorstator er forbundet skiftevis til de positive og negative poler af ensretteren.
Varigheden af \u200b\u200bdisse stater inde i PWM-perioden er moduleret i henhold til den sinusformede lov. Højt (normalt 2 ... 15 kHz), PWM urfrekvenser, i viklingen af \u200b\u200belmotoren på grund af deres filtreringsegenskaber, flow sinusformede strømme.


Således er form af udgangsspændingskurven en højfrekvent to-polær sekvens af rektangulære impulser (figur 3).
Pulsfrekvensen bestemmes af PWM-frekvensen, pulsernes varighed (bredde) i perioden for udgangsfrekvensen af \u200b\u200bAIIN fremmes af den sinusformede lov. Formen af \u200b\u200budgangsstrømskurven (strøm i viklingen af \u200b\u200ben asynkron elektrisk motor) er praktisk talt sinusformet.
Justering af inverterens udgangsspænding kan udføres på to måder: Amplitude (AR) ved at ændre indgangsspændingen UR og Latitude og Pulse (PWM) ved at ændre V1-V6 Valve Switching-programmet ved UV \u003d Const.
Den anden metode blev fordelt i moderne frekvensomformere på grund af udviklingen af \u200b\u200bet moderne elementbase (mikroprocessorer, IBGT-transistorer). Med en pulserende modulering vender form af strømmer i viklingen af \u200b\u200bden asynkronmotorstator tæt på sinusformet takket til viklingens filtreringsegenskaber.

En sådan kontrol tillader at opnå en høj konvertereffektivitet og ækvivalent med analog kontrol ved hjælp af frekvens og spændingsamplitude.
Moderne invertere udføres på grundlag af fuldt kontrollerede strømforsyningsanordninger - låst GTO-tyristorer eller bipolære IGBT-transistorer med en isoleret lukker. I fig. 2.45 viser 3-faset fortovsdiagram for den autonome inverter på IGBT-transistorer.
Den består af et indgangskapacitivt filter af CF og seks IGBT-transistorer V1-V6 dem på modparallell D1-D6 omvendt strømdioder.
På grund af den alternative omskiftning af V1-V6-ventiler ved algoritmen, der er angivet af styresystemet, konverteres den konstante indgangsspænding af UR'en til en variabel rektangulær pulsudgangsspænding. Gennem de kontrollerede nøgler flyder V1-V6 den aktive komponent af den aktuelle asynkroniske elektriske motor gennem dioder D1-D6 den reaktive komponent i strømmen.


Og - trefaset bro inverter;
I - trefaset bro-ensretter;
SF - filter kondensator;

Omron Frequency Converter Connection Scheme Option.

Tilslutning af frekvensomformere i overensstemmelse med EMC's krav

Installation og forbindelse med overholdelse af EMC-krav er beskrevet detaljeret i de relevante manualer på enheden.

Tekniske oplysninger Transducers.

I øjeblikket er en asynkron elektrisk motor blevet hovedenheden i de fleste elektriske drev. I stigende grad anvendes det - inverter med PWM-regulering. En sådan ledelse giver mange fordele, men skaber også nogle problemer med at vælge visse tekniske løsninger. Lad os prøve at finde ud af dem mere detaljeret.

Frekvensomformer enhed

Udvikling og produktion bred nomenklatur Kraftige højspændingstransistor IGBT-moduler har givet mulighed for at implementere multiphase-strømafbrydere, der styres direkte ved hjælp af digitale signaler. Programmerbar computer gør det muligt at danne på input af switches numeriske sekvensertilvejebringelse af signaler. Udviklings- og masseproduktionen af \u200b\u200bsingle-chip mikrocontrollere med store computerressourcer førte til muligheden for overgang til sporing af elektriske drev med digitale regulatorer.

Kraftfrekvensomformere implementeres normalt i overensstemmelse med et diagram indeholdende en ensretter på kraftige effektdioder eller transistorer og en inverter (kontrolleret switch) på IgT-transistorer, shunt-dioder (figur 1).

Fig. 1. Frekvensomformersordning

Input Cascade retter signalens sinusformede spænding, som efter udjævning ved anvendelse af et induktiv kapacititivt filter tjener som en strømforsyning af en kontrolleret inverter, der genererer et signal med et signal C, der genererer en sinusformet form i statorviklingerne med parametre der sikrer den nødvendige driftsmåde af elmotoren.

Digital kontrol af strømtransduceren udføres ved hjælp af mikroprocessorhardware og de relevante softwareopgaver. Computing-enheden i realtid producerer styresignaler 52 moduler, og producerer også signaler forarbejdning målesystemerstyring af drevets funktion.

Strømindretninger og styringsmidler kombineres som en del af et strukturelt indrettet industriprodukt, kaldet frekvensomformeren.

I industrielt udstyr To hovedtyper af frekvensomformere anvendes:

branded konvertere til bestemte typer udstyr.

universal frekvensomformere er beregnet til multifunktionskontrol af annoncens arbejde i de brugerdefinerede tilstande.

Installation og kontrol af frekvensomformerens driftstilstande kan udføres ved hjælp af kontrolpanelet udstyret med en skærm for at angive de indtastede oplysninger. I enkel version SCALAR-frekvensreguleringen kan bruges af et sæt enkle logiske funktioner, der er tilgængelige i fabriksindstillingen og den indbyggede PID-controller.

For at udføre mere komplekse kontrolformer ved hjælp af signaler fra feedback sensorer, er det nødvendigt at udvikle en SAU og algoritmstruktur, som skal programmeres ved hjælp af en tilsluttet ekstern computer.

De fleste producenter producerer en række frekvensomformere, der adskiller sig i input og output elektriske egenskaber, strøm, konstruktiv udførelse og andre parametre. Yderligere eksterne elementer kan bruges til at forbinde til eksternt udstyr (elektrisk strømnet): magnetiske startere, transformatorer, chokes.

Typer af kontrolsignaler

Det er nødvendigt at gøre forskelle mellem signalerne af forskellige typer, og for hver af dem bruger et separat kabel. forskellige typer Signaler kan påvirke hinanden. I praksis opstår denne adskillelse ofte, for eksempel kan et kabel fra kan tilsluttes direkte til frekvensomformeren.

Fig. 2. Et eksempel på tilslutning af effektkredsløb og frekvensomformerstyringskredsløb

Du kan vælge følgende typer af signaler:

analog-spænding eller strømsignaler (0 ... 10 V, 0/4 ... 20 mA), hvis værdi varierer langsomt eller sjældent, styres normalt signaler eller måling;

diskrete spænding eller aktuelle signaler (0 ... 10 V, 0/4 ... 20 mA), som kun kan tage to sjældne ændrede værdier (høj eller lav);

digital (Data) - Spændingssignaler (0 ... 5 V, 0 ... 10 V), som ændrer sig hurtigt og med høj frekvens, normalt er disse porte af porte RS232, RS485 osv.;

relæ - Relæ-kontakter (0 ... 220 V AC) kan omfatte induktive strømme afhængigt af den tilsluttede belastning (eksterne relæer, lamper, ventiler, bremseanordninger osv.).

Frekvensomformer Power Valg

Når du vælger kraften i frekvensomformeren, er det nødvendigt at være ikke kun baseret på elmotorens kraft, men også på de nominelle strømme og ekspanderernes spændinger og motoren. Faktum er, at frekvensomformerens specificerede effekt kun gælder for dens drift med en standard 4-polet asynkron elektrisk motor som standard.

Ægte drev har mange aspekter, der kan føre til en stigning i den nuværende drevbelastning, for eksempel, når den startes. Generelt, ansøgning frekvensdrift Tillader at reducere aktuelle og mekaniske belastninger på grund af glat start. For eksempel reduceres startstrømmen fra 600% til 100-150% af den nominelle.

Drive drift ved lav hastighed

Det skal huskes, at selvom frekvensomformeren let tilvejebringer en hastighedskontrol på 10: 1, men når motoren kører på lavt strømforsyning af sin egen ventilator, kan det ikke være nok. Det er nødvendigt at overvåge motortemperaturen og sikre tvungen ventilation.

Elektromagnetisk kompatibilitet

Da frekvensomformeren er en kraftfuld kilde til højfrekvent harmonisk, så for at forbinde motorer, skal du bruge et afskærmet kabel med minimumslængde. Pakningen af \u200b\u200bet sådant kabel skal udføres i en afstand på mindst 100 mm fra andre kabler. Dette minimerer spidsen. Hvis du har brug for at krydse kablerne, foretages krydset i en vinkel på 90 grader.

Emergency Generator Powered.

Glat start, som giver frekvensomformeren reducerer frekvensomformeren nødvendigt magt Generator. Siden med en sådan start falder strømmen 4-6 gange, så generatorkraften kan reduceres til et tilsvarende antal gange. Men stadig, mellem generatoren og drevet skal installeres, kontrolleres kontaktoren fra relæudgangen af \u200b\u200bfrekvensdrevet. Det beskytter frekvensomformeren fra farlige overspændinger.

Strømforsyning af en trefaset konverter fra et enkeltfase netværk

Tre-fase frekvensomformere kan beslaglægges fra et enkeltfaset netværk, men deres udgangsstrøm må ikke overstige 50% af den nominelle.

Elektricitet og pengebesparelser

Besparelser forekommer af flere grunde. For det første på grund af væksten før værdierne på 0,98, dvs. Maksimal effekt bruges til at gøre nyttigt arbejde, minimumet går i tab. For det andet opnås koefficienten tæt på dette på alle transportformer.

Uden en frekvensomformer har asynkronmotorer på små belastninger COSINE FI 0,3-0,4. For det tredje er der ikke behov for yderligere mekaniske justeringer (dæmpere, chokes, ventiler, bremser osv.), Alt er gjort elektronisk. Med en sådan regulatorisk enhed kan besparelser nå 50%.

Synkronisering af flere enheder

På grund af de ekstra indgange af frekvensdrevskontrollen kan du synkronisere processerne på transportøren eller indstille forholdet mellem ændringen i nogle værdier afhængigt af den anden. Tilsæt for eksempel hastigheden af \u200b\u200brotationshastigheden på maskinspindlen fra skærehastigheden af \u200b\u200bkniven. Processen vil blive optimeret, fordi Med en stigning i belastningen på kniven vil foderet blive reduceret og omvendt.

Netværksbeskyttelse fra højere harmonikere

For yderligere beskyttelse, undtagen korte afskærmede kabler, anvendes netværkskoder og shunt kondensatorer. Derudover begrænser strømmen, når den tændes.

Korrekt sikkerhedsklasse

For den problemfri drift af frekvensdrevet kræves der en pålidelig køleskab. Hvis du bruger høje sikkerhedsklasser, som f.eks. IP 54 og højere, er det svært eller dyrt at opnå en sådan køleskab. Derfor kan du bruge et særskilt kabinet med høj klasse Beskyttelsen, hvor man skal sætte moduler med en mindre klasse og udøve samlet ventilation og afkøling.

Parallel tilslutning af elektriske motorer til en frekvensomformer

For at reducere omkostningerne kan du bruge en frekvensomformer til at styre flere elmotorer. Dens magt skal vælges med en reserve på 10-15% af den samlede effekt af alle elmotorer. Samtidig er det nødvendigt at minimere længderne af motorkablerne, og det er meget ønskeligt at sætte en motorkrøfter.

De fleste frekvensomformere tillader dig ikke at deaktivere eller tilslutte motorer ved hjælp af kontaktorerne under driften af \u200b\u200bfrekvensdrevet. Dette gøres kun gennem kommandoen Drive Stop.

Indstilling af reguleringsfunktionen

For at få maksimale indikatorer. Driften af \u200b\u200bdet elektriske drev, såsom: strømkoefficient, effektivitet, overbelastningskapacitet, glat kontrol, holdbarhed, skal du korrekt vælge forholdet mellem ændringen i driftsfrekvensen og spændingen ved udgangen af \u200b\u200bfrekvensomformeren.

Spændingsskiftfunktionen afhænger af lastens art. I et konstant øjeblik skal spændingen ved statoren af \u200b\u200belmotoren justeres i forhold til frekvensen (skalarregulering U / F \u003d CONST). For en fan, for eksempel et andet forhold - U / F * F \u003d Const. Hvis vi øger frekvensen 2 gange, skal spændingen øges i 4 (vektorregulering). Der er drev og med mere komplekse kontrolfunktioner.

Fordele ved at bruge et justerbart elektrisk drev med frekvensomformer

Ud over at øge effektiviteten og energibesparelsen giver et sådant elektrisk drev dig mulighed for at få ny kvalitetsstyring. Dette udtrykkes i afslag på yderligere mekaniske anordninger, der skaber tab og reducerer systemernes pålidelighed: bremser, spjæld, chokes, ventiler, justeringsventiler osv. Bremsning kan for eksempel udføres på grund af omvendt rotation elektromagnetisk felt. I statoren af \u200b\u200belmotoren. Ved kun at ændre den funktionelle afhængighed mellem frekvensen og spændingen, får vi et andet drev uden at ændre noget i mekanikerne.

Læser dokumentation

Det skal bemærkes, at selv om frekvensomformere ligner hinanden og har mestret en, er det let at håndtere den anden, men det er nødvendigt at omhyggeligt læse dokumentationen. Nogle producenter pålægger begrænsninger af brugen af \u200b\u200bderes produkter, og når de er forstyrret, fjernes produkter fra garanti.

Justerbar elektrisk drev er designet til at styre motoren ved at styre parametrene. Hastigheden er direkte proportional med frekvensen. Derfor kan du ved at variere frekvensen opretholde motorens rotationshastighed, der er angivet i henhold til teknologien. Trin for trin Beskrivelse Workflow for det frekvensjusterbare drev (LDG) ser sådan ud.

1. Trin et. Konvertering af en diodekraft ensretter af en- eller trefaset indgangsstrøm i en permanent.
2. Trin anden. Kontrol af frekvensomformeren til drejningsmoment og hastighed af rotation af den elektriske motoraksel.
3. Trin tre. Udgangsspændingskontrol, vedligeholdelse af konstant U / F-forholdet.

En enhed, der udfører på systemudgangsovervågningsfunktionen for at generere en DC i variabel, kaldes en inverter. Flytning fra krusninger på dækket opnås ved at tilføje choke og filter kondensator.

Sådan vælger du et frekvensjusterbart elektrisk drev

Det overvejende antal frekvensomformere er lavet med et integreret elektromagnetisk kompatibilitetsfilter (EMC).

Der er sådanne former for ledelse som, dumbfounded og sensor vektor osv. Ifølge bestemte prioriteter for at træffe ledelsesbeslutninger vælges drevene af:

• belastningstype;
• spænding og motor raid;
• styringstilstand;
• justeringer;
• EMC osv.

Hvis LDP er designet til en asynkron motor med en lang levetid, anbefales det at vælge en frekvensomformer med en overvistet strøm ved udgangen. Ved brug af moderne frekvensomformere er det muligt at styre fjernbetjeningen over interface eller kombineret metode.

Tekniske træk ved brug af frekvens elektrisk drev

1. For at sikre høj ydeevne kan du frit skifte til enhver tilstand i indstillingerne.
2. Næsten alle enheder har diagnostiske funktioner, som giver dig mulighed for hurtigt at eliminere det resulterende problem. Det anbefales dog primært at kontrollere indstillingerne, eliminere sandsynligheden for ufrivillige handlinger af arbejdstagere.
3. Justerbart indhold kan monteres eller indstille et bestemt forhold mellem indbyrdes afhængige værdier. Reduceret udstyr fører til teknologioptimering.
4. I auto-tuning tilstand indtastes motorparametrene automatisk i frekvensomformeren. Dette øger nøjagtigheden af \u200b\u200bberegningen af \u200b\u200bøjeblikket, og glidekompensationen forbedres.

Anvendelsesområde

Fabrikanter tilbydes et stort udvalg af Drev, der anvendes i områder, hvor elmotorer er involveret. Perfekt løsning For alle typer last og fans. Middelklassesystemer bruges på kulkraftværker, i minedriften, på møller, i bolig- og kommunale tjenester mv. Sortsområdet ser ud til dette: 3 kV, 3,3 kV, 4,16 kV, 6 kV, 6,6 kV, 10 kV og 11 kV.

Med fremkomsten af \u200b\u200bet justerbart elektrisk drev forårsager vandtrykkontrol i slutbrugeren ikke problemer. Grænsefladen med en tankevækkende scenario struktur er fantastisk til styring pumpeudstyr. Takket være det kompakte design kan drevet installeres i et skab af forskellige udførelser. Nye generationsprodukter har egenskaberne for avanceret teknik:

• høj hastighed og kontrol nøjagtighed i vektor tilstand;
• væsentlige elbesparelser;
• hurtige dynamiske egenskaber;
• stort lavfrekvent drejningsmoment;
• dobbeltbremsning osv.

Udnævnelse og tekniske indikatorer

Komplette tider med spænding op til og over 1 kV (beregnet til modtagelse og omdannelse af energi, beskyttelse af elektrisk udstyr fra CW, overbelastningstrømme) tillader:

• start jævnt motoren og reducer derfor slid;
• stop, opretholde motorens rotationshastighed.

Komplet LDG-kabinet udfører til 1KV udføre de samme opgaver i forhold til motoren med en effekt på 0,55 - 800 kW. Drevet fungerer normalt, når spændingen i strømnettet er i området fra -15% til + 10%. I tilfælde af non-stop-drift opstår reduktionen i strøm, hvis spændingen er 85% -65%. Generel koefficient. Power cosj \u003d 0,99. Udgangsspænding Automatisk reguleret af automatisk tænd for reserve (AVR).

Fordele ved brug

Ud fra optimeringssynspunktet og potentielle fordele er det muligt:

• juster processen med høj nøjagtighed;
• fjern diagnosticering af drevet;
• tage hensyn til motorcykler;
• overvåg fejlfunktion og aldringsmekanismer;
• hæv ressourcen af \u200b\u200bmaskiner;
• væsentligt reducere den akustiske støj fra elmotoren.

Konklusion.

Hvad er chrp? Dette er en motorcontroller, der styrer elmotoren ved at justere hyppigheden af \u200b\u200bindgangsnetværket, og samtidig beskytter enheden mod forskellige fejl (aktuelle overbelastning, CW-strømme).

Elektriske drev (udførelse af tre funktioner i forbindelse med hastighed, kontrol og bremsning) er en uundværlig enhed til drift af elmotorer og andre roterende maskiner. Systemer anvendes aktivt på mange produktionsområder: I olie- og gasindustrien, atomkraft, træbearbejdning osv.

Betjeningsmetoden for centrifugalpumper er energi til at være energisk mest effektivt ved at ændre rotationshastigheden for deres arbejdshjul. Rotationshastigheden af \u200b\u200barbejdshjulene kan ændres, hvis et justerbart elektrisk drev bruges som drivmotor.
Enhed og egenskaber. gAS TURRIN og motorer forbrænding Sådanne er, at de kan ændre rotationshastigheden i det krævede område.

Processen med at regulere hyppigheden af \u200b\u200brotation af en hvilken som helst mekanisme analyseres hensigtsmæssigt under anvendelse af enhedens mekaniske egenskaber.

Overvej de mekaniske egenskaber ved pumpenheden bestående af en pumpe og en elektrisk motor. I fig. 1 viser de mekaniske egenskaber ved en centrifugalpumpe udstyret med en omvendt lukker (kurve 1) og en elektrisk motor med short-Circuited Rotor (Kurve 2).

Fig. 1. Mekaniske egenskaber ved pumpenheden

Forskellen i værdierne af drejningsmomentet af elmotoren og momentet af pumpen kaldes et dynamisk øjeblik. Hvis motorens drejningsmoment er større end pumpemodstanden, betragtes det dynamiske øjeblik som positivt, hvis mindre er negativt.

Under påvirkning af et positivt dynamisk øjeblik begynder pumpenheden at arbejde med acceleration, dvs. accelererer. Hvis det dynamiske øjeblik er negativt, fungerer pumpenheden med en afmatning, dvs. Bremser.

I ligheden af \u200b\u200bdisse øjeblikke finder den etablerede driftstilstand sted, dvs. Pumpenheden arbejder med en konstant rotationsfrekvens. Denne rotationsfrekvens og det tilsvarende øjeblik bestemmes ved skæringspunktet mellem de mekaniske egenskaber ved den elektriske motor og pumpen (punkt A i figur 1).

Hvis i processen med at regulere på en eller anden måde for at ændre den mekaniske egenskab, for eksempel at gøre det blødere ved at indføre en yderligere modstand i den elektriske motors rotationskredsløb (Curve 3 i figur 1), rotationsmomentet af elmotoren bliver mindre end modstandens øjeblikkeligt.

Under påvirkning af et negativt dynamisk øjeblik begynder pumpenheden at arbejde med en afmatning, dvs. Det hæmmes, indtil drejningsmomentet og modstandens modstand igen svarer til (punkt B i figur 1). Dette punkt svarer til rotationshyppigheden og dets værdi af punktet.

Processen med at regulere hyppigheden af \u200b\u200brotation af pumpeenheden ledsages således kontinuerligt af ændringer i drejningsmomentet af den elektriske motor og momentet af pumpens modstand.

Pumpehastighedskontrollen kan udføres af enten en ændring i elmotorens hastighed, stift, der er forbundet til pumpen, eller ved at ændre transmissionsforholdet, der forbinder pumpen med en elektrisk motor, der virker med en konstant hastighed.

Justering af frekvensen af \u200b\u200brotation af elektriske motorer

I pumpestederne anvendes primært vekselstrømsmotorer. Rotationshastigheden af \u200b\u200bAC-motoren afhænger af hyppigheden af \u200b\u200bforsyningsstrømmen F, antallet af par af poler P og glidende s. Ved at ændre en eller flere af disse parametre kan du ændre frekvensen af \u200b\u200brotation af elmotoren og pumpen, der er artikuleret med den.

Hovedelementet. frekvens elektrisk drev. er en . I konverteren omdannes den konstante frekvens af F1-forsyningsnetværket til variablen F 2. I forhold til frekvensen F2 ændres hyppigheden af \u200b\u200bden elektriske motor, der er forbundet med konverterudgangen.

Ved hjælp af frekvensomformeren, næsten uændrede netværksparametre, omdannes spændingen U1 og F1-frekvensen til de variable parametre U2 og F2, der kræves til styresystemet. For at sikre den konstante drift af elmotoren, bør begrænsningerne på den nuværende overbelastning og magnetisk strøm opretholde høje energiparametre i frekvensomformeren opretholdes et bestemt forhold mellem dets input- og outputparametre afhængigt af typen mekaniske egenskaber pumpe. Disse relationer er fremstillet af ligningen af \u200b\u200blov om frekvensregulering.

For pumper skal respekteres af forholdet:

U1 / F1 \u003d U2 / F2 \u003d Const

I fig. 2 viser de mekaniske egenskaber ved en asynkron elektrisk motor ved frekvensregulering. Når frekvensen falder F2, ændrer den mekaniske karakteristik ikke kun sin position i koordinaterne for N - M, men ændrer noget formularen. Især reduceres det maksimale øjeblik af elmotoren. Dette skyldes det faktum, at når overholdelse af forholdet U1 / F1 \u003d U2 / F2 \u003d CONST og ændringen i F1-frekvensen er effekten af \u200b\u200bstatorens aktive modstand ikke taget i betragtning ved størrelsen af \u200b\u200bmotorens drejningsmoment.

Fig. 2. Mekaniske egenskaber ved frekvensen elektrisk drev ved maksimum (1) og reduceret (2) frekvenser

Med frekvensregulering, under hensyntagen til denne effekt, forbliver det maksimale tidspunkt uændret, form af mekaniske egenskaber bevares, kun dens position ændres.

Frekvensomformere med har høje energikarakteristika på grund af det faktum, at udgangen af \u200b\u200bkonverteren giver en form for strøm- og spændingskurver, der nærmer sig sinusformet. I på det sidste Frekvenstransducere på IGBT-moduler (bipolære transistorer med en isoleret lukker) blev mest udbredte.

IGBT-modulet er et yderst effektivt nøgleelement. Det har en lille spændingsfald, høj hastighed og lav omskiftning. Frekvensomformeren på IGBT-modulerne med PWM og Vector Control-algoritmen Asynkron elektrisk motor har fordele i forhold til andre typer omformere. Det er kendetegnet ved en høj værdi af effektfaktoren i hele spektret af ændringer i udgangsfrekvensen.

Konceptet om konverteren er repræsenteret i fig. 3.

Fig. 3. Frekvensomformersordning på IGBT-moduler: 1 - FAN-enhed; 2 - Strømforsyning; 3 - ensretter ukontrollabel; 4 - Kontrolpanel; 5 - Kontrolpanelkort; 6 - PWM; 7 - Spændingskonverteringsenhed; 8 - Control System Board; 9 - Drivere; 10 - Sikringer af omformerblokken; 11 - Nuværende sensorer; 12 - Asynkron kortslutningsmotor; Q1, Q2, Q3 - Power Circuit Switches, Control Circuit og blæserblok; K1, K2 - kondensator og strømkædekontaktorer; C-blok af kondensatorer; RL, R2, R3 - modstande af begrænsningen af \u200b\u200bstrømmen af \u200b\u200bkondensatorernes ansvar, udledning af kondensatorer og blommeaggregatet; VT - Power Keys Inverter (IGBT moduler)

Ved udgangen af \u200b\u200bfrekvensomformeren dannes en spændingskurve (strøm), noget forskellig fra sinusformet, der indeholder højere harmoniske komponenter. Deres tilstedeværelse indebærer en stigning i tabene i elmotoren. Af denne grund, når elektrisk drev betjenes på rotationsfrekvenserne tæt på den nominelle, forekommer den elektriske motoroverbelastning.

Når du arbejder med reducerede rotationsfrekvenser, er kølingsbetingelser for selvforsinkede elektriske motorer, der anvendes i pumpedrevet, værre. I det sædvanlige reguleringsområde pumpe aggregater (1: 2 eller 1: 3) Denne forringelse af ventilationsbetingelserne kompenseres af en signifikant reduktion i belastningen ved at reducere pumpens tilførsel og tryk.

Når man arbejder med frekvenser tæt på den nominelle værdi (50 Hz), kræver forringelse af kølebetingelser i kombination med fremkomsten af \u200b\u200bhøjere ordreharmonikere et fald i tilladt mekanisk kraft med 8-15%. På grund af dette reduceres det maksimale øjeblik af elmotoren med 1-2%, dets effektivitet - med 1-4%, cosφ - med 5 - 7%.

For at undgå overbelastning af elmotoren er det nødvendigt eller begrænset den øvre værdi af sin rotationshastighed eller udstyre drevet mere kraftfuld elmotor. Den sidste foranstaltning er obligatorisk, når pumpenhedens funktion med en frekvens F 2\u003e 50 Hz er påtænkt. Begrænsning af den øvre motorhastighedsværdi udføres ved at begrænse frekvensen F 2 til 48 Hz. En stigning i den nominelle effekt af drivmotoren udføres med afrunding til nærmeste standardværdi.

Gruppe kontrol af justerbare elektrisk apparater af aggregater

Mange pumpeindstillinger består af flere aggregater. Som regel er ikke alle aggregater udstyret med justerbar elektrisk drev. Af de to eller tre installerede enheder er det justerbare elektriske drev nok til at udstyre en. Hvis en konverter konstant er forbundet med et af aggregaterne, er der ujævn forbrug af deres motorprøvning, da enheden udstyret med et justerbart drev anvendes på en væsentligt større tid.

For en ensartet belastningsfordeling mellem alle enheder, der er installeret på stationen, udvikles gruppekontrolstationer, med hvilke aggregaterne kan tilsluttes skiftevis til konverteren. Kontrolstationer fremstilles normalt til lavspænding (380 V) enheder.

Typisk er lavspændingsstyringsstationer designet til at styre de to tre enheder. Sammensætningen af \u200b\u200blavspændingsstyringsstationer indbefatter afbrydere, der tilvejebringer beskyttelse mod grænsefladekortkredsløb og malet shorts, termiske relæer for at beskytte aggregaterne mod overbelastning såvel som kontrolinstrument (nøgler osv.).

Kontrolstationskoblingsskemaet indeholder i sin sammensætning de nødvendige låse, der giver dig mulighed for at forbinde frekvensomformeren til en hvilken som helst valgt enhed og udskifte arbejdsenhederne uden at forstyrre den teknologiske driftstilstand af pumpen eller blæseren.

Ledelsesstationer, som regel sammen med kraftelementerne ( automatiske kontakter, kontaktorer osv.) Indeholder i dets sammensætningskontrol og regulatoriske indretninger (mikroprocessorcontrollere osv.).

På anmodning fra stationens kunde er udstyret med automatisk strøm på backup-effekten (AVR), kommerciel måling af elforbrug, kontrolinstrumentstyring.

Om nødvendigt introduceres yderligere enheder i kontrolstationen, hvilket sikrer brug sammen med frekvensomformeren af \u200b\u200benheden af \u200b\u200ben jævn begyndelse af aggregater.

Automatiserede kontrolstationer giver:

opretholdelse af en given værdi af procesparameteren (tryk, niveau, temperatur osv.);

kontrol af driftsformer af elektriske motorer af justerbare og uregulerede aggregater (kontrol af strømforbrug, strøm) og deres beskyttelse

automatisk inklusion til backupenhedens arbejde under hovedulykket;

skifte aggregater direkte til netværket, når frekvensomformeren fejler;

automatisk afbrydelse af backup (ABR) elektrisk indgang;

automatisk geninddragelse (APV) station efter forsvinden og dybspændingsplantning i forsyningsselskabet;

automatisk ændring i driftsmåden til stationen med stop og startenheder til arbejde på et bestemt tidspunkt;

automatisk inklusion i driften af \u200b\u200ben yderligere ureguleret enhed, hvis den justerbare enhed, der kommer til den nominelle frekvens af rotation, ikke gav den nødvendige vandforsyning;

automatisk veksling af arbejdsenheder på bestemte perioder for at sikre ensartede udgifter til motoren

operationel forvaltning Betjeningsfremgangsmåde af pumpe (blæser) installation fra kontrolpanelet eller fra forsendelseskonsollen.

Fig. 4. Station af gruppekontrol af frekvensjusterbare elektriske drev af pumper

Effektiviteten af \u200b\u200bbrugen af \u200b\u200bdet frekvensjusterbare elektriske drev i pumpningsinstallationer

Brugen af \u200b\u200bet frekvensjusterbart drev kan betydeligt gemme elektricitet, da det gør det muligt at bruge store pumpenheder i små innings. På grund af dette er det muligt at øge aggregatets enhedsevne, reducere dem samlet nummer., og derfor reducere dimensioner. Bygninger, forenkle hydraulisk skema. Stationer, reducere antallet af rørfittings.

Brugen af \u200b\u200bet justerbart elektrisk drev i pumpeanlæg giver dig mulighed for at reducere antallet af pumpenheder, forenkle stationens hydraulikdiagram for at reducere konstruktionsvolumenerne på pumpestationsbygningen. I den henseende opstår der sekundære økonomiske virkninger: Omkostningerne ved opvarmning, belysning og reparation af bygningen falder, omkostningerne afhængigt af formålet med stationer og andre specifikke forhold kan reduceres med 20-50%.

I teknisk dokumentation Frekvensomformere tyder på, at brugen af \u200b\u200bet justerbart elektrisk drev i pumpeanlæg gør det muligt at spare op til 50% af den energi, der forbruges til pumpe rent og spildevand, Og tilbagebetalingsperioder udgør tre - ni måneder.

Samtidig angiver beregningerne og analysen af \u200b\u200beffektiviteten af \u200b\u200bdet justerbare elektriske drev i de aktive pumpestallationer, at i små pumpeanlæg med aggregater med en kapacitet på op til 75 kW, især når de arbejder med en stor statisk komponent i Tryk, det er uhensigtsmæssigt at bruge justerbare elektriske drev. I disse tilfælde kan du bruge enklere regulatoriske systemer med brug af spjældning, ændringer i antallet af arbejdspumpeenheder.

Anvendelsen af \u200b\u200bet justerbart elektrisk drev i automatiseringssystemerne for pumpeinstallationer på den ene side reducerer energiforbruget på den anden side kræver yderligere kapitalkostnader, derfor bestemmes hensigtsmæssigheden af \u200b\u200bat bruge et justerbart elektrisk drev i pumpningsindstillinger ved at sammenligne Omkostninger ved to muligheder: Grundlæggende og nye. Om ny option En pumpeenhed accepteres, udstyret med et justerbart elektrisk drev, og til basisinstallationen, hvis enheder drives med en konstant rotationsfrekvens.

Vi producerer og sælger frekvensomformere:
Priser for frekvensomformere (21.01.16):
Plader en fase i tre:
Model Power Pris.
CFM110 0.25kW 2300 UAH
CFM110 0.37kW 2400 UAH
CFM110 0.55kW 2500 UAH
CFM210 1,0 kW 3200 UAH
CFM210 1,5 kW 3400 UAH
CFM210 2.2 kW 4000 UAH
CFM210 3,3 kW 4300 UAH
AFM210 7.5 kW 9900 UAH (kun på markedet af frekvens 220 i 380 Power 7,5kw)

Peppers 380V tre faser i tre:
CFM310 4.0 kW 6800 UAH
CFM310 5,5 kW 7500 UAH
CFM310 7.5 kW 8500 UAH
Kontakter til frekvensomformer ordrer:
+38 050 4571330
[E-mail beskyttet]internet side

Moderne frekvensjusterbart elektrisk drev består af en asynkron eller synkron elektrisk motor og frekvensomformer (se fig. 1.).

Elektrisk motor konverterer elektrisk energi i

mekanisk energi og fører den teknologiske mekanismees udøvende organ.

Frekvensomformeren styrer den elektriske motor og er en elektronisk statisk enhed. Ved udgangen af \u200b\u200bkonverteren dannes en elektrisk spænding med variable amplituder og frekvens.

Navnet "Frekvensjusterbart elektrisk drev" skyldes, at justeringen af \u200b\u200bmotorens rotationshastighed udføres ved at ændre hyppigheden af \u200b\u200bforsyningsspændingen, der leveres til motoren fra frekvensomformeren.

I løbet af de sidste 10-15 år har verden en bred og vellykket introduktion af et frekvensjusterbart elektrisk drev til at løse forskellige teknologiske problemer i mange sektorer i økonomien. Dette skyldes primært udvikling og oprettelse af frekvensomformere på et fundamentalt nyt elementbase, hovedsagelig på bipolære transistorer med en isoleret IGBT-lukker.

Denne artikel beskriver kort de typer frekvensomformere, der anvendes i det frekvensjusterbare elektriske drev, implementeret i dem ledelsesmetoderne, deres egenskaber og egenskaber.

Med yderligere begrundelse vil vi tale om et trefaset frekvensjusterbart elektrisk drev, da den har den største industrielle anvendelse.

Om ledelsesmetoder

I synkronisk. elektrisk motor. Rotorhastighed i

trappet tilstand er lig med hyppigheden af \u200b\u200brotation af statorens magnetfelt.

I asynkron elektrisk motor rotorhastighed

den stabile tilstand adskiller sig fra rotationshastigheden ved størrelsen af \u200b\u200bslipningen.

Frekvensen af \u200b\u200brotation af magnetfeltet afhænger af hyppigheden af \u200b\u200bforsyningsspændingen.

Ved fodring af statorens vikling af en elektrisk motor med trefasespænding med en frekvens oprettes et roterende magnetfelt. Rotationshastigheden for dette felt bestemmes af den kendte formel

hvor er antallet af par af statorpoler.

Overgangen fra rotationshastigheden af \u200b\u200bfeltet målt i radianer til rotationshastigheden, udtrykt i omdrejninger pr. Minut, udføres ifølge den følgende formel

hvor 60 er koefficienten for genkalkning af dimension.

Erstatte området for feltrotation i denne ligning, vi får det

Således afhænger rotorens rotationshastighed af rotorens synkroniske og asynkronmotorer af hyppigheden af \u200b\u200bforsyningsspænding.

På denne afhængighed er frekvensreguleringsmetoden baseret.

Ved at ændre frekvensen ved motorindgangen ved hjælp af konverteren justerer vi rotorhastigheden.

I det mest almindelige frekvensjusterbare drev baseret på asynkronmotorer med en kortsluttet rotor, skal scalar og vektorfrekvensstyring anvendes.

Med en skalarkontrol på en bestemt lov ændres amplituden og frekvensen af \u200b\u200bden påførte spænding. Ændringen i frekvensen af \u200b\u200bforsyningsspændingen fører til afvigelse fra de beregnede værdier af motorens maksimale og startmomenter til. PD, effektfaktor. For at opretholde den nødvendige motorydelse er det derfor nødvendigt at ændre frekvensen samtidigt for at ændre spændingsamplituden.

I eksisterende frekvensomformere med skalarstyring understøttes forholdet mellem det maksimale motorstykke oftest af tidspunktet for resistens over for akslen. Det vil sige, når spændings amplitudefrekvensen ændres, ændres den på en sådan måde, at forholdet mellem det maksimale motormoment til den nuværende belastning af belastningen forbliver uændret. Dette forhold kaldes motor genindlæsningskapacitet.

Med konstanten af \u200b\u200boverbelastningsevnen, den nominelle effektfaktor og til. PD Motoren på hele reguleringsområdet af rotationshastigheden er praktisk taget ikke ændret.

Det maksimale øjeblik udviklet af motoren bestemmes af følgende afhængighed

hvor er en permanent koefficient.

Derfor bestemmes afhængigheden af \u200b\u200bforsyningsspænding på frekvensen af \u200b\u200blastens art på den elektriske motoraksel.

Til permanent indlæsning af belastningen sikres forholdet U / F \u003d CONST, og faktisk sikres af motorens maksimale øjeblik. Arten af \u200b\u200bbrændstofforsyningsspændingsafhængigheden på sagen med konstant belastningspunkt er vist i fig. 2. Hældningsvinklen fremad på diagrammet afhænger af størrelsen af \u200b\u200bmodstanden og den maksimale motormoment.

På samme tid, ved lave frekvenser, der starter med en vis frekvensværdi, begynder motorens maksimale øjeblik at falde. For at kompensere for dette og for at øge startmomentet, bruges det til at øge forsyningsspændingsniveauet.

I tilfælde af en blæserbelastning implementeres afhængigheden U / F2 \u003d Const. Arten af \u200b\u200bafhængigheden af \u200b\u200bforsyningsspændingen på frekvensen for dette tilfælde er vist i fig. 3. Når du justerer inden for små frekvenser, reduceres det maksimale øjeblik også, men for denne type Belastninger er ikke-kritiske.

Ved hjælp af afhængigheden af \u200b\u200bdet maksimale drejningsmoment fra spænding og frekvens kan du konstruere en graf U fra F for enhver form for belastning.

En vigtig fordel ved den skalære metode er evnen til samtidig at styre en gruppe elektriske motorer.

Skalarkontrol er tilstrækkelig til de fleste praktiske tilfælde af brugen af \u200b\u200bet frekvensstyret drev med en række motorhastighedskontrolområde op til 1:40.

Vector Control Giver dig mulighed for at øge kontrolområdet betydeligt, justeringsnøjagtigheden, øge hastigheden på det elektriske drev. Denne metode tilvejebringer direkte kontrol af det roterende drejningsmoment.

Drejningsmomentet bestemmes af statorens tilstand, hvilket skaber et spændende magnetfelt. Med direkte kontrolmoment

det er nødvendigt at ændre amplitude og fase af statorstrømmen, det vil sige den aktuelle vektor. Dette skyldes udtrykket "Vector Control".

For at styre den aktuelle vektor, og følgelig skal positionen af \u200b\u200bstatorens magnetiske strøm i forhold til den roterende rotor, du skal kende den nøjagtige position af rotoren til enhver tid. Opgaven løses enten ved hjælp af rotorpositionens fjernsensor eller ved bestemmelse af rotorens position ved beregninger ved hjælp af andre motorparametre. Som disse parametre anvendes der aktuelle viklinger og stresspændinger.

Mindre dyrt er det frekvensjusterbare elektriske drev med en vektorstyring uden en hastigheds feedback sensor, men vektorstyringen kræver et stort volumen og høj hastighed Beregninger fra frekvensomformer.

Desuden er driften af \u200b\u200bdet frekvensstyrede elektriske drev uden feedback i direkte kontrol af øjeblikket i små, tæt på nulhastigheden af \u200b\u200brotation.

Vektorstyring med en hastigheds feedback sensor giver en række justering op til 1: 1000 og derover, hastighedskontrol nøjagtighed - hundrededele af interesse, nøjagtighed på tidspunktet for procentdelen.

I det synkroniske frekvensjusterbare drev anvendes de samme kontrolmetoder som i asynkron.

Men B. ren form Frekvensstyringen af \u200b\u200bsynkronmotorens rotationshastighed anvendes kun ved lav effekt, når belastningsmomentet er små, og drivmekanismens inerti. Ved høj kapacitet er disse betingelser fuldt ansvarlige for aktuatoren med en ventilatorbelastning. I tilfælde med andre typer belastningstype kan motoren falde tør for synkronisering.

For synkroniske høje elektriske drev anvendes en frekvensstyringsmetode med selvkrynisering, hvilket eliminerer motortabet fra synkronisering. Fremgangsmåden ifølge fremgangsmåden er, at kontrollen af \u200b\u200bfrekvensomformeren udføres i nøje overensstemmelse med motorens rotorens position.

Frekvensomformeren er en enhed beregnet til omdannelse af AC (spænding) af en frekvens til AC (spænding) af en anden frekvens.

Udgangsfrekvensen i moderne omformere kan variere i et bredt udvalg og være både højere og under hyppigheden af \u200b\u200bforsyningsnetværket.

Kredsløbet i en hvilken som helst frekvensomformer består af strøm- og kontroldele. Kraftdelen af \u200b\u200bomformere er normalt lavet på tyristorer eller transistorer, der opererer i elektronisk nøgler-tilstand. Kontroldelen udføres på digitale mikroprocessorer og giver strømstyring.
elektroniske nøgler, samt løsning af et stort antal hjælpebetegnelser (kontrol, diagnostik, beskyttelse).

Frekvensomformere

anvendt i justerbar

den elektriske drev, afhængigt af strukturen og driftsprincippet, er kraften opdelt i to klasser:

1. Frekvensomformere med et udtalt mellemliggende link af DC.

2. Frekvensomformere med direkte forbindelse (uden mellemliggende DC-link).

Hver af de eksisterende kasser af omformere har sine fordele og ulemper, der bestemmer området for rationel brug af hver af dem.

Historisk den første til at se omformere med direkte forbindelse

(Fig. 4.), I hvilken kraftdelen er en administreret ensretter og udføres på ikke-låste tyristorer. Kontrolsystemet skifter skiftevis de thyristotgrupper og forbinder statormotoren vikling til forsyningsnetværket.

Således dannes udgangsspændingen på konverteren ud fra de "skære" sektioner af indgangsspændings sinusoidet. Fig. 5. Et eksempel på dannelsen af \u200b\u200budgangsspændingen for en af \u200b\u200bbelastningsfaserne er vist. Ved indgangen til omformeren er der en trefaset sinusformet spænding af IA, IV, IP. Udgangsspændingen på Yves1x har en ikke-sinusformet "savformet" form, som kan konventionelt tilnærmes af en sinusoid (fortykket linje). Fra figuren ses det, at frekvensen af \u200b\u200budgangsspændingen ikke kan være lig med eller over hyppigheden af \u200b\u200bforsyningsnetværket. Det ligger i området fra 0 til 30 Hz. Som følge heraf, et lille motorhastighedskontrolområde (ikke mere end 1: 10). Denne begrænsning tillader ikke at anvende sådanne omformere i moderne frekvensstyrede drev med en bred vifte af processtyringsparametre.

Anvendelsen af \u200b\u200bikke-låste tyristorer kræver relativt komplekse systemer Kontroller, der øger omkostningerne ved konverteren.

Den "skære" sinusoid ved udgangen af \u200b\u200bkonverteren er kilden til højere harmonikere, som forårsager yderligere tab i elmotoren, overophedning af den elektriske maskine, nedgangen i øjeblikket, meget stærk interferens i forsyningsnetværket. Brugen af \u200b\u200bkompenserende enheder fører til en stigning i omkostninger, masse, dimensioner, sænkning til. PD Systemer generelt.

Sammen med de listede mangler af omformere med direkte obligation har de visse fordele. Disse omfatter:

Stort set den højeste effektivitet i forhold til andre omformere (98,5% og højere),

Evnen til at arbejde med store stress og strømme, hvilket gør det muligt at bruge dem i kraftige højspændingsdrev,

Relativ lave omkostninger, på trods af stigningen absolut værdi. På grund af kontrolkredsløbene og ekstraudstyr.

Sådanne konverteringsordninger anvendes i gamle drev, og nye designs er praktisk taget ikke udviklet.

Mest bred anvendelse I moderne frekvensstyrede drev findes omformere med et udtalt DC-link (figur 6.).

Dobbelt transformation bruges i denne klasse omformere elektrisk energi: Input sinusformet spænding med permanent amplitude og frekvens er rettet i ensretteren (b), filtreres af filteret (F), glatter og derefter genanvendes af omformeren (S) i vekslingsspændingen af \u200b\u200bvariabelfrekvensen og amplituden. Dobbelt energi transformation fører til et fald i k. P.D. og til nogle forværring af masseindikatorer i forhold til omformere med direkte forbindelse.

For at danne en sinusformet vekslende spænding anvendes autonome spændingsomformere og autonome nuværende invertere.

Invertorerne bruges som elektroniske nøgler i omformningen, og deres avancerede GCT, IGCT, SGCT-modifikationer og bipolære transistorer med en IGBT-gate påføres.

Den største fordel ved thyristorfrekvensomformere, som i en direkte forbindelsesskema, er evnen til at operere med høje strømme og belastninger, med lang belastning og impulseffekter.

De har en højere effektivitet (op til 98%) i forhold til sendere på IGBT-transistorer (95-98%).

Frekvensomformere på tyristorer er i øjeblikket optaget af den dominerende stilling i højspændingsdrev i kapacitetsområdet fra hundredvis af kilowatt og op til snesevis af megawatt med en udgangsspænding på 3-10 kV og højere. Men deres pris for en KW af udgangseffekten er den største i klassen af \u200b\u200bhøjspændingsomformer.

Indtil den seneste fortid udgjorde frekvensomformere på GTO hoveddelen og i lavspændingsfrekvensjusterbar drev. Men med fremkomsten af \u200b\u200bIGBT-transistorer opstod "naturligt valg", og i dag er omformere på deres base generelt anerkendte ledere inden for lavspændingsfrekvensstyret drev.

Thyristor er semi-konstant enheder: For at tænde den, er det nok at indsende en kort puls til kontroludgangen, men det er nødvendigt at lukke eller fastgøre omvendt spænding til den eller reducere omskifterstrømmen til nul. Til
dette i en thyristorfrekvensomformer kræver et komplekst og omfangsrigtigt styresystem.

Bipolære transistorer med en isoleret IGBT-lukker adskiller sig fra tyristorer fuld håndtering, simpelt ikke-energikontrolsystem, højeste driftsfrekvens

Som følge heraf giver frekvensomformere på IGBT dig mulighed for at udvide motorhastighedskontrolområdet, øge aktuatorens hastighed som helhed.

For asynkron elektrisk kørsel med vektorstyring giver IGBT transducere dig mulighed for at fungere ved lave hastigheder uden feedback sensor.

Anvendelsen af \u200b\u200bIGBT med en højere omskifterfrekvens i kombination med et mikroprocessorstyringssystem i frekvensomformere reducerer niveauet af højere harmoniske karakteristiske for thyristoromformere. Som følge heraf, mindre yderligere tab i viklingen og magnetiske kredsløbsavl af elmotoren, et fald i opvarmning af den elektriske maskine, et fald i øjeblikket pulseringer og udelukkelse af de såkaldte "vaner" af rotoren i rotoren i den lille frekvensregion. Tab i transformatorer, kondensatorbatterier falder, deres levetid og isolering af ledninger øges, antallet af falske reaktioner af beskyttelsesanordninger og fejlen af \u200b\u200binduktionsinstrumenter falder.

Omformere på IGBT-transistorer sammenlignet med thyristoromformere ved samme udgangseffekt er kendetegnet ved mindre dimensioner, en masse, øget pålidelighed på grund af den modulære elektroniske nøgleudførelse, en bedre kølelegeme fra modulets overflade og et mindre antal strukturelle elementer.

De tillader at gennemføre mere fuld beskyttelse Fra aktuelle ruller og overspænding, hvilket væsentligt reducerer sandsynligheden for fejl og elektrisk skade.

I øjeblikket har lavspændingsomformere på IGBT en højere pris pr. Enhed af udgangseffekt på grund af den relative kompleksitet af produktionen af \u200b\u200btransistormoduler. Men hvad angår pris / kvalitetsforhold, baseret på de angivne fordele, nyder de tydeligt af thyristoromformere, desuden i hele seneste år Der er et stabilt fald i priserne på IGBT-moduler.

Den største hindring for deres anvendelse i højspændingsdrev med direkte frekvensomdannelse og med kapacitet over 1 - 2 MW er i øjeblikket teknologiske begrænsninger. En stigning i den skiftede spænding og driftsstrøm fører til en stigning i størrelsen af \u200b\u200btransistormodulet og kræver også en mere effektiv varmefjernelse fra siliciumkrystal.

Nye teknologier til produktion af bipolære transistorer har til formål at overvinde disse begrænsninger, og udsigterne til at bruge IGBT er meget højt så højt som højspændingsdrev. I øjeblikket anvendes IGBT-transistorer i højspændingsomformer som sekventielt forbundet flere

Struktur og princip om lavspændingsfrekvensomformeren på GBT-transistorer

Typediagrammet af lavspændingsfrekvensomformeren er vist i fig. 7. I bunden af \u200b\u200bfiguren er spændingsgraferne og strømmen ved udgangen af \u200b\u200bhvert element af konverteren afbildet.

En variabel spænding på forsyningsnetværket (IVH) med en permanent amplitude og frekvens (UEX \u003d Const, F ^ \u003d Const) går ind i den kontrollerede eller ubestridte ensretter (1).

For at glatte krusningerne af den rettede spænding (tegn, anvendes filteret (2). Ensretter og kapacitive filter (2) danner et DC-link.

Fra filterudgangen konstant tryk UD går ind i indløbet for den autonome impuls inverter (3).

Den autonome inverter af moderne lavspændingsomformere, som nævnt, udføres på baggrund af kraftbipolære transistorer med en isoleret IGBT-lukker. Figuren i figuren viser frekvensomformeringsordningen med en selvstændig spændingsomformer som den største fordeling.

Zve mo ps ht<)A\U IQTOTOKAj

Omformeren omdannes til en konstant spænding af UD i trefaset (eller enfaset) pulspænding af variabel amplitude og frekvensen. Ifølge kontrolsystemets signaler er hver elektrisk motorvikling forbundet via de tilsvarende strømtransistorer af omformeren til de positive og negative poler af DC-linket.

Varigheden af \u200b\u200bforbindelsen af \u200b\u200bhver vikling inden for pulsperioden følger er moduleret i overensstemmelse med den sinusformede lov. Den største bredde af impulserne er tilvejebragt i midten af \u200b\u200bhalvperioden, og til begyndelsen og slutningen af \u200b\u200bhalvperioden falder. Kontrolsystemet tilvejebringer således en pulsmodulation (PWM) af spændingen påført motorviklingen. Amplituden og frekvensen af \u200b\u200bspændingen bestemmes af parametrene for den modulerende sinusformede funktion.

Med en høj bærefrekvens af PWM (2 ... 15 kHz) motor vikling på grund af deres høje induktans arbejde som et filter. Derfor fortsætter næsten sinusformede strømme i dem.

I scenerne af omformere med en kontrolleret ensretter (1) kan ændringen i AMPhitude af UH-spændingen opnås ved at regulere gyldigheden af \u200b\u200bkonstant spænding UD, og \u200b\u200bfrekvensen ændres - inverterens driftstilstand.

Hvis det er nødvendigt, ved udgangen af \u200b\u200bden autonome inverter, er et filter (4) installeret til udjævning af strømpulsationer. (I ordninger af omformere på IGBT, på grund af lave niveauer af højere harmonikere, er behovet for spænding praktisk taget fraværende.)

Således dannes en trefaset (eller enfaset) variabel spænding af variabelfrekvensen og amplitudevariabel spænding ved udgangen af \u200b\u200bfrekvensomformeren (bundet \u003d VaR).

I de senere år har mange virksomheder meget opmærksomhed, der dikteres af markedets behov, betale udvikling og oprettelse af højspændingsfrekvensomformere. Den krævede værdi af frekvensomformerens udgangsspænding til højspændings elektrisk drev når 10 kV og højere ved strøm op til flere dusin megawatt.

For sådanne spændinger og kapaciteter med direkte frekvensomdannelse anvendes meget dyre thyristor Power Electronic Keys med komplekse kontrolkredsløb. Tilslutning af konverteren til netværket udføres enten gennem den indgangsstrømbegrænsende reaktor eller via konverteringstransformatoren.

Grænsespændingen og strømmen af \u200b\u200ben enkelt elektronisk nøgle er begrænset, derfor bruger de specielle kredsløbsløsninger til at øge udgangsspændingen på konverteren. Derudover giver det dig mulighed for at reducere de samlede omkostninger ved højspændingsfrekvensomformere ved brug af lavspændings elektroniske nøgler.

I frekvensomformere bruger forskellige fabrikanters virksomheder følgende kredsløbsløsninger.

I konverteringsskemaet (fig. 8.) udføres en dobbeltspændingstransformation under anvendelse af en sænkning (T1) og en stigning i (T2) højspændingstransformatorer.

Dobbelt transformation giver dig mulighed for at bruge til frekvensstyring Figur 9. Relativt billig

lavspændingsfrekvensomformeren, hvis struktur er præsenteret i fig. 7.

Omformere skelnes af den relative billighed og enkelhed af praktisk implementering. Som følge heraf bruges de oftest til at styre højspændingsmotorer i kapacitetsintervallet på op til 1 - 1,5 MW. For større kraft i det elektriske drev gør T2-transformatoren betydelig forvrængning i processen med at styre elmotoren. De vigtigste ulemper ved to-transformeromformere er højmasse-kanalegenskaber, der er mindre i forhold til andre CPD-ordninger (93-96%) og pålidelighed.

Omformere lavet i henhold til denne ordning har et begrænset udvalg af motorhastighedskontrol både ovenfra og nedenfra fra den nominelle frekvens.

Når frekvensen ved udgangen af \u200b\u200bkonverteren øger kernens mætning, og den beregnede driftsmåde af driftstransformatoren T2 forstyrres. Derfor, som praksis viser, er reguleringsområdet begrænset inden for pogin\u003e p\u003e 0,5pn. For at udvide kontrolområdet anvendes transformatorer med øget tværsnit af magnetisk rørledning, men det øger omkostningerne, massen og dimensionerne.

Med en stigning i udgangsfrekvensen vokser tabene i kernen i T2-transformeren på magnetiserings- og vortexstrømmene.

I drev med en kapacitet på mere end 1 MW og lavspændingsspændingen på 0,4 - 0,6 kV, bør kabelstværket mellem frekvensomformeren og lavspændingsviklingen af \u200b\u200btransformatorer beregnes for strømme til kiloameren, hvilket stiger massen af \u200b\u200bkonverteren.

For at forbedre driftsspændingen på frekvensomformeren er de elektroniske nøgler forbundet i serie (se fig. 9).

Antallet af elementer i hver skulder bestemmes af størrelsen af \u200b\u200bdriftsspændingen og elementtypen.

Hovedproblemet for denne ordning er i streng koordinering af driften af \u200b\u200belektroniske nøgler.

Halvlederelementer foretaget selv i en batch har en variation af parametre, så det er meget akut opgaven med at matche deres tid arbejde. Hvis et af elementerne åbner med en forsinkelse eller tæt før resten, vil den komplette skulderspænding blive anvendt på den, og den fejler.

For at reducere niveauet af højere harmoniske og forbedre elektromagnetisk kompatibilitet anvendes multipult kredsløb af konvertere. Koordineringen af \u200b\u200btransduceren med forsyningsnettet udføres ved hjælp af en flere matchende transformatorer T.

Figur 9. Afbildet 6 pulsdiagram med en to-vikling matchende transformer. I praksis er der 12, 18, 24 pulsordninger

konvertere. Antallet af sekundære viklinger af transformatorer i disse skemaer er henholdsvis 2, 3, 4.

Ordningen er den mest almindelige for højspændingstransducere. Omformerne har nogle af de bedste specifikke massekanalindikatorer, omfanget af ændringer i udgangsfrekvensen fra 0 til 250-300 Hz, effektiviteten af \u200b\u200btransducerne når 97,5%.

3. Converter Scheme med en multiple transformer

Konverterens kraftskema (figur 10.) består af en multikapacitetstransformator og elektroniske inverterceller. Antallet af sekundære viklinger af transformatorer i kendte ordninger når 18. Sekundære viklinger forskydes elektrisk i forhold til hinanden.

Dette giver dig mulighed for at bruge lavspændingsomformerceller. Cellen udføres i overensstemmelse med skemaet: en uhåndteret trefaset ensretter, kapacitiv filter, enkeltfaset inverter på IGBT transistorer.

Celleudgange er forbundet sekventielt. I eksemplet ovenfor indeholder hver fase af elmotor tre celler.

Med hensyn til dets egenskaber er omformere tættere på kredsløbet med den sekventielle drejning på elektroniske nøgler.