Reguliavimas dažnio pavara leidžia, naudojant specialų keitiklį, lanksčiai keisti elektros variklio darbo režimus: paleisti, sustabdyti, pagreitinti, sulėtinti greitį, pakeisti sukimosi greitį.

Pakeitus maitinimo įtampos dažnį, pasikeičia statoriaus magnetinio lauko kampinis greitis. Kai dažnis mažėja, variklis mažėja, o slydimas didėja.

Pavaros dažnio keitiklio veikimo principas

Pagrindinis asinchroninių variklių trūkumas yra greičio reguliavimo sudėtingumas. tradiciniais būdais: maitinimo įtampos keitimas ir papildomų varžų įvedimas į apvijos grandinę. Tobulesnė yra dažnio pavara elektrinis variklis. Dar neseniai keitikliai buvo brangūs, tačiau atsiradę IGBT tranzistoriai ir mikroprocesorių valdymo sistemos leido užsienio gamintojams sukurti įperkamus įrenginius. Tobuliausi dabar yra statiniai

Statoriaus magnetinio lauko ω 0 kampinis greitis kinta proporcingai dažniui ƒ 1 pagal formulę:

ω 0 = 2π × ƒ 1 / p,

kur p yra polių porų skaičius.

Šis metodas užtikrina sklandų greičio valdymą. Tokiu atveju variklio slydimo greitis nedidėja.

Norint pasiekti aukštą variklio energinį efektyvumą - efektyvumą, galios koeficientą ir perkrovos galią, kartu su dažniu, maitinimo įtampa keičiama atsižvelgiant į tam tikras priklausomybes:

• pastovus apkrovos sukimo momentas - U 1 / ƒ 1 = const;
• ventiliatoriaus apkrovos momento pobūdis - U 1 / ƒ 1 2 = const;
• apkrovos momentas, atvirkščiai proporcingas greičiui - U 1 / √ ƒ 1 = const.

Šios funkcijos realizuojamos keitikliu, kuris vienu metu keičia variklio statoriaus dažnį ir įtampą. Elektros energija taupoma dėl reguliavimo naudojant reikiamą technologinį parametrą: siurblio slėgį, ventiliatoriaus veikimą, mašinos padavimo greitį ir kt. Šiuo atveju parametrai keičiasi sklandžiai.

Asinchroninių ir sinchroninių elektrinių variklių dažnio valdymo metodai

Kintamo dažnio pavaroje, pagrįstoje asinchroniniais varikliais su voverės narvelio rotoriumi, naudojami du valdymo metodai - skaliarinis ir vektorinis. Pirmuoju atveju maitinimo įtampos amplitudė ir dažnis keičiasi vienu metu.

Tai būtina norint išlaikyti variklio veikimą, dažniausiai pastovų jo didžiausio sukimo momento ir pasipriešinimo velenui momento santykį. Dėl to efektyvumas ir galios koeficientas nesikeičia visame sukimosi diapazone.

Vektorių valdymas susideda iš tuo pačiu metu pasikeitusios statoriaus srovės amplitudės ir fazės.

Šio tipo dažnio pavara veikia tik esant mažoms apkrovoms, kurių augimas yra didesnis leistinos vertės sinchroniškumas gali būti sulaužytas.

Dažnio pavaros privalumai

Dažnio valdymas turi daugybę pranašumų, palyginti su kitais metodais.

1. Variklio ir gamybos procesų automatizavimas.
2. Sklandi pradžiašalinant tipiškos klaidos kylantis variklio pagreičio metu. Gerinti dažnio pavaros ir įrangos patikimumą mažinant perkrovas.
3. Veiklos ekonomijos ir visos pavaros našumo gerinimas.
4. Pastovaus elektros variklio sukimosi greičio sukūrimas, neatsižvelgiant į apkrovos pobūdį, kuris yra svarbus pereinamuosiuose procesuose. Naudojant grįžtamąjį ryšį galima išlaikyti pastovų variklio greitį esant įvairiems nerimą keliantiems poveikiams, ypač esant kintamai apkrovai.
5. Keitikliai gali būti lengvai integruoti į esamus techninės sistemos be didesnio perdirbimo ir sustok technologinius procesus... Pajėgumų asortimentas yra didelis, tačiau kainos didėja gerokai padidėjus.
6. Galimybė atsisakyti variatorių, pavarų dėžių, droselių ir kitos valdymo įrangos arba išplėsti jų taikymo sritį. Tai žymiai sutaupo energijos.
7. Pereinamųjų procesų kenksmingo poveikio šalinimas technologinė įranga, pavyzdžiui, vandens plaktukas arba aukštas kraujo spaudimas skysčio vamzdynuose, tuo pačiu sumažinant jo vartojimą naktį.

trūkumų

Kaip ir visi keitikliai, dažnio keitikliai yra trukdžių šaltiniai. Jose turi būti sumontuoti filtrai.

Prekės ženklų kaina yra didelė. Jis žymiai padidėja, padidėjus aparato galiai.

Dažnio reguliavimas transportuojant skysčius

Įrenginiuose, kuriuose pumpuojamas vanduo ir kiti skysčiai, srauto valdymas dažniausiai atliekamas naudojant vartų vožtuvus ir vožtuvus. Šiuo metu perspektyvi kryptis yra siurblio ar ventiliatoriaus dažnio pavaros, kuria varomi jų peiliai, naudojimas.

Dažnio keitiklio naudojimas kaip droselio vožtuvo alternatyva suteikia energijos taupymo efektą iki 75%. Neveikia vartų vožtuvas, sulaikantis skysčio srautą naudingas darbas... Tuo pat metu padidėja energijos ir medžiagos nuostoliai ją transportuojant.

Dažnio pavara leidžia palaikyti pastovų slėgį vartotojui, kai keičiasi skysčio srautas. Iš slėgio jutiklio į pavarą siunčiamas signalas, kuris keičia variklio sūkius ir taip reguliuoja jo greitį, išlaikydamas nustatytą srautą.

Siurbimo agregatai valdomi keičiant jų našumą. Siurblio energijos suvartojimas yra kubinis, priklausomai nuo rato galios ar sukimosi greičio. Jei greitis sumažinamas 2 kartus, produktyvumas siurblys kris 8 kartus. Kasdienio vandens suvartojimo grafiko buvimas leidžia jums nustatyti šio laikotarpio energijos taupymą, jei valdote dažnio pavarą. Dėl to galima automatizuoti siurblinę ir taip optimizuoti vandens slėgį tinkluose.

Vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemos

Didžiausias oro srautas vėdinimo sistemos ne visada reikia. Eksploatavimo sąlygoms gali tekti pablogėti veikimas. Tradiciškai tam naudojamas droselis, kai rato greitis išlieka pastovus. Oro srauto greitį patogiau keisti dėl kintamo dažnio pavaros, kai sezoninis ir klimato sąlygos, šilumos, drėgmės, garų ir kenksmingų dujų išsiskyrimas.

Energijos taupymas vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemose pasiekiamas ne mažesnis nei siurblinių, nes veleno sukimosi energijos suvartojimas yra kubinis, priklausomai nuo apsisukimų.

Dažnio keitiklio įtaisas

Šiuolaikinė dažnio pavara suprojektuota pagal dvigubo keitiklio grandinę. Jį sudaro lygintuvas ir impulsinis keitiklis su valdymo sistema.

Ištaisius tinklo įtampą, signalas filtru išlyginamas ir tiekiamas į keitiklį su šešiais tranzistorių jungikliais, kur kiekvienas iš jų yra prijungtas prie asinchroninio variklio statoriaus apvijų. Blokas ištaisytą signalą paverčia norimo dažnio ir amplitudės trifaziu signalu. Galios IGBT išėjimo pakopose turi aukštą perjungimo dažnį ir teikia trapų kvadratinių bangų signalą. Dėl variklio apvijų filtravimo savybių srovės bangos forma jų išėjime išlieka sinusinė.

Signalo amplitudės valdymo metodai

Išėjimo įtampa reguliuojama dviem būdais:

1. Amplitudė - įtampos dydžio pokytis.
2. Impulso pločio moduliacija yra impulso signalo konversijos metodas, kurio metu jo trukmė keičiasi, tačiau dažnis lieka nepakitęs. Čia galia priklauso nuo impulso pločio.

Antrasis metodas dažniausiai naudojamas ryšium su mikroprocesorių technologijos kūrimu. Šiuolaikiniai keitikliai gaminami užrakinamų GTO tiristorių arba IGBT tranzistorių pagrindu.

Keitiklių galimybės ir pritaikymas

Dažnio pavara turi daug galimybių.

1. Trifazio maitinimo įtampos dažnio reguliavimas nuo nulio iki 400 Hz.
2. Elektros variklio pagreitis arba lėtėjimas nuo 0,01 sek. iki 50 min. pagal tam tikrą laiko dėsnį (paprastai tiesinį). Įsibėgėjimo metu galima ne tik sumažinti, bet ir padidinti iki 150% dinaminių ir paleidimo momentų.
3. Variklio atbulinė eiga su nustatytais lėtėjimo ir pagreičio režimais į norimą greitį kita kryptimi.
4. Keitikliuose yra konfigūruojama elektroninė apsauga nuo trumpojo jungimo, perkrovos, įžeminimo nuotėkio ir variklio maitinimo linijų pertraukimų.
5. Skaitmeniniuose keitiklių ekranuose rodomi duomenys apie jų parametrus: dažnį, maitinimo įtampą, greitį, srovę ir kt.
6. Keitikliuose įtampos ir dažnio charakteristikos koreguojamos priklausomai nuo to, kokios apkrovos reikalingos varikliams. Jomis pagrįstų valdymo sistemų funkcijas teikia įmontuoti valdikliai.
7. Dėl žemų dažnių svarbu naudoti vektorinį valdymą, kuris leidžia dirbti su visu variklio sukimo momentu, išlaikyti pastovų greitį keičiant apkrovas ir valdyti veleno sukimo momentą. Kintamo dažnio pavara gerai veikia teisingai įvedus variklio vardinės plokštelės duomenis ir po sėkmingo bandymo. Žinomi HYUNDAI, Sanyu ir kt.

Keitiklių programos yra šios:

• siurbliai karšto ir šalto vandens bei šilumos tiekimo sistemose;
• koncentracijos įrenginių srutos, smėlis ir srutų siurbliai;
• transportavimo sistemos: konvejeriai, ritininiai stalai ir kitos priemonės;
• maišytuvai, malūnai, smulkintuvai, ekstruderiai, maišytuvai, tiektuvai;
• centrifugos;
• liftai;
• metalurgijos įranga;
• gręžimo įranga;
• elektrinės staklių pavaros;
• ekskavatorių ir kranų įranga, manipuliatorių mechanizmai.

Dažnio keitiklių gamintojai, apžvalgos

Vietinis gamintojas jau pradėjo gaminti produktus, tinkamus vartotojams pagal kokybę ir kainą. Privalumas yra galimybė greitai gauti reikalingas aparatas, taip pat išsamūs patarimai dėl įrengimo.

Bendrovė " Veiksmingos sistemos"gamina serijinius produktus ir eksperimentines įrangos partijas. Produktai naudojami buitiniam naudojimui, smulkiajame versle ir pramonėje. „Vesper“ gamina septynis keitiklių serijas, įskaitant daugiafunkcinius, tinkamus daugumai pramoninių mechanizmų.

Danijos kompanija „Danfoss“ yra dažnių pavarų gamybos lyderė. Jo gaminiai naudojami vėdinimo, oro kondicionavimo, vandens tiekimo ir šildymo sistemose. Suomijos įmonė „Vacon“, priklausanti Danijos kompanijai, gamina modulines konstrukcijas, iš kurių be nereikalingų dalių galite surinkti reikiamus įtaisus, o tai taupo komponentus. Taip pat žinomi tarptautinio koncerno ABB keitikliai, naudojami pramonėje ir kasdieniame gyvenime.

Sprendžiant iš apžvalgų, pigūs vidaus keitikliai gali būti naudojami paprastoms tipinėms užduotims išspręsti, o sudėtingoms - daug daugiau nustatymų turintis prekės ženklas.

Išvada

Dažnio pavara valdo elektros variklį keisdama maitinimo įtampos dažnį ir amplitudę, tuo pačiu apsaugodama jį nuo sutrikimų: perkrovos, trumpojo jungimo, nutrūkimo tiekimo tinkle. Jie turi tris pagrindines funkcijas, susijusias su variklių pagreičiu, lėtėjimu ir greičiu. Tai pagerina įrangos efektyvumą daugelyje technologijų sričių.

Kintama elektrinė pavara skirta valdyti variklį stebint parametrus. Greitis yra tiesiogiai proporcingas dažniui. Todėl keičiant dažnį galima išlaikyti variklio veleno sukimosi greitį, nustatytą pagal technologiją. Žingsnis po žingsnio aprašymas Kintamo dažnio pavaros (VFD) darbo eiga atrodo maždaug taip.

1. Pirmas žingsnis. Diodo galios lygintuvu paverčiama vienfazė arba trifazė įėjimo srovė į nuolatinę.
2. Antras žingsnis. Dažnio keitiklis valdo variklio veleno sukimo momentą ir sukimosi greitį.
3. Trečias žingsnis. Išėjimo įtampos valdymas, išlaikant pastovų U / f santykį.

Įtaisas, atliekantis atvirkštinę generavimo funkciją sistemos išvestyje nuolatinė srovėį kintamąjį, vadinamą inverteriu. Magistralės bangavimas pašalinamas pridedant droselį ir filtro kondensatorių.

Kaip pasirinkti kintamo dažnio pavarą

Dauguma dažnio keitiklių gaminami su įmontuotu elektromagnetinio suderinamumo (EMS) filtru.

Yra tokie valdymo tipai kaip jutiklio be jutiklio ir jutiklio vektoriaus valdymas ir kt. Pagal nustatytus prioritetus valdymo sprendimai, diskus pasirenka:

• krovinio tipas;
• variklio įtampa ir įvertinimas;
• valdymo režimas;
• derinimas;
• EMS ir kt.

Jei VFD yra skirtas asinchroninis variklis turint ilgą tarnavimo laiką, rekomenduojama pasirinkti dažnio keitiklį su pervertinta išėjimo srove.Šiuolaikinių dažnio keitiklių pagalba galima valdyti per nuotolinio valdymo pultą, per sąsają ar kombinuotą metodą.

Techninės dažnio elektrinės pavaros naudojimo ypatybės

1. Norėdami užtikrinti aukštą našumą, nustatymuose galite laisvai pereiti į bet kurį režimą.
2. Beveik visi įrenginiai turi diagnostikos funkcijas, kurios leidžia greitai išspręsti problemą. Tačiau pirmiausia rekomenduojama patikrinti nustatymus, kad būtų išvengta darbuotojų priverstinių veiksmų galimybės.
3. Kintama pavara gali sinchronizuoti konvejerio procesus arba nustatyti tam tikrą tarpusavyje susijusių verčių santykį. Sumažinus įrangą, optimizuojama technologija.
4. Esant automatinio derinimo būsenai, variklio parametrai automatiškai įrašomi į dažnio keitiklio atmintį. Tai pagerina sukimo momento apskaičiavimo tikslumą ir pagerina slydimo kompensavimą.

Taikymo sritis

Siūlomi gamintojai Platus pasirinkimas pavaros, naudojamos vietovėse, kuriose yra elektriniai varikliai. Puikus sprendimas visų tipų kroviniams ir ventiliatoriams. Naudojamos vidutinio lygio sistemos anglimi kūrenamos elektrinės, kalnakasybos pramonėje, malūnuose, būsto ir komunalinėse paslaugose ir kt. Įvertinimų diapazonas atrodo taip: 3 kV, 3,3 kV, 4,16 kV, 6 kV, 6,6 kV, 10 kV ir 11 kV.

Atsiradus reguliuojamai elektrinei pavarai, vandens slėgio valdymas galutiniam vartotojui nesukelia problemų. Gerai apgalvota scenarijų sąsaja puikiai tinka valdyti siurbimo įranga... Dėl savo kompaktiškos pavaros pavarą galima montuoti įvairių spintelių konstrukcijose. Naujos kartos produktai turi pažangių technologijų savybių:

• didelio greičio ir tikslus valdymas vektoriniu režimu;
• reikšmingas energijos taupymas;
• greitos dinaminės charakteristikos;
• didelis žemo dažnio sukimo momentas;
• dvigubas stabdymas ir kt.

Tikslas ir techniniai rodikliai

Visiški VFD, kurių įtampa yra ne didesnė kaip 1 kV (suprojektuoti energijai priimti ir konvertuoti, apsaugantys elektros įrangą nuo trumpojo jungimo srovių, perkrovų):

• sklandžiai užvesti variklį ir dėl to sumažinti jo nusidėvėjimą;
• sustabdyti, palaikyti variklio veleno apsisukimus.

Kompleksiniai iki 1 kV spintelės tipo VFD atlieka tas pačias užduotis, susijusias su varikliais, kurių galia yra 0,55 - 800 kW. Pavaros pavara veikia normaliai, kai tinklo įtampa yra nuo -15% iki + 10%. Veikiant be perstojo, galia sumažėja, kai įtampa yra 85–65%. Bendras koeficientas galia cosj = 0,99. Išėjimo įtampa automatiškai reguliuojama automatinio perdavimo jungikliu (ATS).

Naudojimo pranašumai

Kalbant apie optimizavimą ir galimą naudą, galima:

• labai tiksliai reguliuoti procesą;
• nuotoliniu būdu diagnozuoti diską;
• atsižvelgti į variklio darbo valandas;
• stebėti netinkamą mechanizmų veikimą ir senėjimą;
• padidinti mašinų išteklius;
• žymiai sumažinti elektros variklio akustinį triukšmą.

Išvada

Kas yra VFD? Tai yra variklio valdiklis, valdantis elektros variklį, reguliuojant įvesties tinklo dažnį, ir tuo pačiu apsaugo įrenginį nuo įvairių gedimų (srovės perkrovos, trumpojo jungimo srovių).

Elektrinės pavaros (atliekančios tris funkcijas, susijusias su greičiu, valdymu ir stabdymu) yra nepakeičiamas prietaisas, veikiantis elektros varikliams ir kitoms besisukančioms mašinoms. Sistemos aktyviai naudojamos daugelyje gamybos sričių: naftos ir dujų pramonėje, atominė energija, medžio apdirbimas ir kt.

Kintamo dažnio pavara (kintamo dažnio pavara, VFD, „Variable Requency Drive“, VFD) - tai sistema asinchroninio (sinchroninio) elektros variklio rotoriaus greičio kontrolei. Susideda iš tikrojo variklio ir dažnio keitiklio.

Dažnio keitiklis (dažnio keitiklis) yra įtaisas, susidedantis iš lygintuvo (nuolatinės srovės tiltelio), kuris kintamosios srovės maitinimo dažnį paverčia nuolatine srove, ir keitiklį (keitiklį) (kartais su PWM), nuolatinę srovę paverčiančią reikiamo dažnio ir amplitudės kintamąja srove. . Išvesties tiristoriai (GTO) arba IGBT teikia reikiamą srovę varikliui maitinti. Norėdami pašalinti keitiklio perkrovą, esant ilgam tiektuvo ilgiui, tarp keitiklio ir tiekimo įrengiami droseliai, o elektromagnetiniams trukdžiams sumažinti yra sumontuotas EMC filtras. Naudojant skaliarinį valdymą, generuojamos variklio fazių harmoninės srovės. Vektorinis valdymas yra sinchroninių ir asinchroninių variklių valdymo metodas, generuojantis ne tik harmonines fazių sroves (įtampas), bet ir valdantis rotoriaus magnetinį srautą (variklio ašies sukimo momentą).

Dažnio pavaros taikymas

Dažnio keitikliai naudojami:

• jūrinė didelės galios elektrinė pavara
• valcavimo staklynai (stovai sinchronizuoti)
• greitųjų vakuuminių turbomolekulinių siurblių pavara (iki 100 000 aps / min)
• konvejerių sistemos
• pjovimo staklės
• CNC mašinos - kelių ašių judėjimo vienu metu sinchronizavimas (iki 32 - pavyzdžiui, spausdinimo ar pakavimo įrangoje) (servo pavaros)
• automatiškai atidaromos durys
• maišytuvai, siurbliai, ventiliatoriai, kompresoriai
• buitiniai oro kondicionieriai
• Skalbimo mašinos
• miesto elektrinis transportas, ypač troleibusuose.

Didžiausią ekonominį efektą teikia VFD naudojimas vėdinimo, oro kondicionavimo ir vandens tiekimo sistemose, kur VFD naudojimas iš tikrųjų tapo standartu.

VFD naudojimo pranašumai

• Didelis valdymo tikslumas
• Energijos taupymas esant kintančioms apkrovoms (t. Y. Veikiant elektriniam varikliui esant dalinei apkrovai).
• Lygus didžiausiam pradiniam sukimo momentui.
• Nuotolinė disko diagnostika pagal pramoninis tinklas
  • fazės gedimo aptikimas įvesties ir išvesties grandinėms
  • variklio valandų apskaita
  • pagrindinių grandinių kondensatorių senėjimas
  • ventiliatoriaus gedimas
• Padidėjęs įrangos resursas
• Dujotiekio hidraulinio pasipriešinimo sumažinimas dėl valdymo vožtuvo trūkumo
• Sklandus variklio užvedimas, kuris žymiai sumažina variklio nusidėvėjimą
• VFD paprastai yra PID valdiklis ir jį galima tiesiogiai prijungti prie valdomo kintamo (pvz., Slėgio) siųstuvo.
• Valdomas stabdymas ir automatinis paleidimas išjungus energiją
• Besisukančio elektros variklio gaudymas
• Sukimosi greičio stabilizavimas, kai keičiasi apkrova
• Ženklus elektros variklio akustinio triukšmo sumažinimas (naudojant funkciją „Soft PWM“)
• Papildomai sutaupoma energijos optimizuojant sužadinimo el. variklis
• Leidžia pakeisti automatinį jungiklį

Dažnio pavaros naudojimo trūkumai

• Daugelis VFD modelių yra trukdžių šaltinis (reikalingi RFI filtrai)
• Palyginti auksta kaina didelės galios VFD (atsipirkimo laikotarpis mažiausiai 1-2 metai)

Dažnio keitiklių naudojimas siurblinėse

Klasikinis pašarų valdymo metodas siurbimo agregatai apima slėgio linijų slopinimą ir bet kurio veikiančio įrenginio skaičiaus reguliavimą techninis parametras(pvz., linijos slėgis). Šiuo atveju siurbliniai agregatai parenkami atsižvelgiant į tam tikras konstrukcines charakteristikas (kaip taisyklė, su galios atsarga) ir nuolat veikia pastoviu greičiu, neatsižvelgiant į kintančias išlaidas, kurias sukelia kintamas vandens suvartojimas. Kada minimalus suvartojimas siurbliai ir toliau dirba pastoviu greičiu, todėl tinkle sukuriamas viršslėgis (avarijų priežastis), be to, eikvojamas didelis elektros energijos kiekis. Pavyzdžiui, tai atsitinka naktį, kai vandens suvartojimas smarkiai sumažėja. Pagrindinis efektas pasiekiamas ne taupant energiją, o gerokai sumažinus vandens tiekimo tinklų remonto išlaidas.

Pasirodžius reguliuojamai elektrinei pavarai, buvo galima palaikyti pastovų slėgį tiesiai vartotojui. Platus pritaikymas pasaulinėje praktikoje jis gavo dažnio valdomą elektrinę pavarą su asinchroniniu elektros varikliu bendroms pramonės reikmėms. Dėl bendrųjų pramoninių asinchroninių variklių pritaikymo jų eksploatavimo sąlygoms valdomose elektrinėse pavarose sukuriami specialūs reguliuojami asinchroniniai varikliai, kurių energija, svoris ir matmenys yra didesni, palyginti su nepritaikytais. Asinchroninio variklio veleno sukimosi greičio dažnio reguliavimas atliekamas naudojant Elektroninis prietaisas, kuris paprastai vadinamas dažnio keitikliu. Minėtas efektas pasiekiamas keičiant į elektros variklį tiekiamos trifazės įtampos dažnį ir amplitudę. Taigi, keičiant maitinimo įtampos parametrus ( dažnio valdymas), variklio sukimosi greitį galite padaryti tiek mažesnį, tiek didesnį už vardinį. Antroje zonoje (dažnis didesnis nei nominalus) didžiausias veleno sukimo momentas yra atvirkščiai proporcingas sukimosi greičiui.

Dažnio keitimo metodas pagrįstas tokiu principu. Paprastai pramoninio tinklo dažnis yra 50 Hz. Kaip pavyzdį paimkite siurblį su dviejų polių elektriniu varikliu. Atsižvelgiant į slydimą, variklio sukimosi greitis yra apie 2800 (priklausomai nuo galios) apsisukimų per minutę ir nurodo nominalią galvą bei našumą siurblio agregato išėjime (nes tai yra jo vardiniai parametrai, pagal pasą). Jei dažnio keitiklio pagalba sumažėja į jį tiekiamos kintamosios įtampos dažnis ir amplitudė, atitinkamai sumažės variklio sukimosi greitis ir dėl to pasikeis siurbimo agregato veikimas. Informacija apie slėgį tinkle gaunama iš dažnio keitiklio bloko iš specialaus slėgio jutiklio, įmontuoto pas vartotoją, remdamasis šiais duomenimis, keitiklis atitinkamai keičia varikliui tiekiamą dažnį.

Šiuolaikinis dažnio keitiklis yra kompaktiško dizaino, dulkėms ir vandeniui nepralaidus korpusas, patogi sąsaja, leidžianti jį naudoti sunkiausiomis sąlygomis ir problemiškoje aplinkoje. Galios diapazonas yra labai platus ir svyruoja nuo 0,18 iki 630 kW ir daugiau, kai standartinis maitinimo šaltinis yra 220/380 V ir 50-60 Hz. Praktika rodo, kad dažnio keitiklių naudojimas įjungtas siurblinės leidžia:

• taupyti elektrą (reikšmingai pasikeitus vartojimui), reguliuojant elektrinės pavaros galią atsižvelgiant į faktinį vandens suvartojimą (taupymo efektas 20-50%);
• sumažinti vandens suvartojimą sumažinant nuotėkius, kai viršijamas slėgis pagrindinėje linijoje, kai vandens sunaudojama iš tikrųjų mažai (vidutiniškai 5%);
• sumažinti išlaidas (pagrindinį ekonominį efektą) avariniam įrangos (visos vandens tiekimo infrastruktūros) remontui dėl staigaus įrenginių skaičiaus sumažėjimo avarinės situacijos sukeltas ypač hidraulinis smūgis, kas dažnai atsitinka tuo atveju, kai naudojama nereguliuojama elektrinė pavara (įrodyta, kad įrangos tarnavimo laikas padidėja mažiausiai 1,5 karto);
• pasiekti tam tikrą šilumos taupymą karšto vandens tiekimo sistemose, sumažinant vandens, perduodančio šilumą, nuostolius;
• jei reikia, padidinkite galvą virš normos;
• visapusiškai automatizuoti vandens tiekimo sistemą, taip sumažinant fondą darbo užmokestis aptarnaujančio ir budinčio personalo, ir atmesti „žmogiškojo faktoriaus“ įtaką sistemos veikimui, kuris taip pat yra svarbus.

Remiantis turimais duomenimis, dažnio keitiklių įdiegimo projekto atsipirkimo laikotarpis yra nuo 3 mėnesių iki 2 metų.

Galios praradimas stabdant elektros variklį

Daugelyje įrenginių kintama elektrine pavara yra patikėtos ne tik sklandžiai valdyti elektros variklio sukimo momentą ir sukimosi greitį, bet ir sulėtinti bei stabdyti įrenginio elementus. Klasikinis šios problemos sprendimas yra pavaros sistema su asinchroniniu varikliu su dažnio keitikliu, įrengta stabdžių jungiklis su stabdymo rezistoriumi.

Tokiu atveju lėtėjimo / lėtėjimo režimu elektros variklis veikia kaip generatorius, paverčiantis mechaninę energiją į elektros energiją, kuri galiausiai išsisklaido stabdžių rezistore. Tipiški įrenginiai, kuriuose pagreičio ciklai keičiasi su lėtėjimo ciklais, yra elektrinių transporto priemonių traukos pavaros, keltuvai, liftai, centrifugos, vyniotuvai ir kt. Elektrinio stabdymo funkcija pirmą kartą atsirado nuolatinės srovės pavaros (pvz., Troleibuso). XX amžiaus pabaigoje atsirado dažnio keitikliai su įmontuotu rekuperatoriumi, kurie leidžia energiją, gautą iš variklio, veikiančio stabdymo režimu, grąžinti atgal į tinklą. Tokiu atveju diegimas pradeda „užsidirbti“ praktiškai iškart po paleidimo.

Dažnio keitiklio veikimo principas

Šiuo metu plačiai naudojamas elektrinės pavaros su asinchroniniu varikliu kampinio sukimosi greičio valdymas, nes tai leidžia plačiu diapazonu sklandžiai keisti rotoriaus sukimosi greitį tiek virš, tiek žemiau vardinės vertės.

Dažnio keitikliai yra modernūs, aukštųjų technologijų prietaisai, turintys platų reguliavimo spektrą, turintys platų funkcijų rinkinį asinchroniniams varikliams valdyti. Aukščiausios kokybės ir patikimumas leidžia juos naudoti įvairių pramonės šakų valdyti siurblių, ventiliatorių, konvejerių ir kt. pavaras

Maitinimo įtampos dažnio keitikliai skirstomi į vienfazius ir trifazius, bet dizainas elektrinėms mašinoms sukti ir statinėms. Elektros mašinų keitikliuose kintamas dažnis gaunamas naudojant įprastus arba specialius elektromobiliai... Maitinimo srovės dažnio pokytis pasiekiamas naudojant elektrinius elementus, kurie neturi judėjimo.

Dažnio keitikliai vienfazis tinklas leisti suteikti elektrinę pavarą gamybos įranga galia iki 7,5 kW. Šiuolaikinių vienfazių keitiklių konstrukcinis bruožas yra tas, kad įėjime yra viena fazė, kurios įtampa yra 220 V, o išvestyje yra trys fazės su ta pačia įtampos verte, kuri leidžia sujungti trifazius elektros variklius su kondensatorių nenaudojant.

Dažnio keitikliai, maitinami iš 380V trifazio tinklo, galios diapazone yra nuo 0,75 iki 630 kW. Priklausomai nuo galios vertės, prietaisai gaminami iš kombinuotų polimerinių ir metalinių dėklų.

Populiariausia valdymo strategija asinchroniniai varikliai yra vektoriaus valdymas. Šiuo metu dauguma dažnio keitiklių įgyvendina vektorinį valdymą arba net be jutiklių vektorinį valdymą (ši tendencija pastebima dažnio keitikliuose, kurie iš pradžių įgyvendina skaliarinį valdymą ir neturi gnybtų greičio jutikliui prijungti).

Atsižvelgiant į apkrovos tipą išėjime, dažnio keitikliai skirstomi pagal vykdymo tipą:

siurblių ir ventiliatorių pavaroms;

bendrai pramoninei elektrinei pavarai;

veikia kaip elektros variklių, veikiančių su perkrova, dalis.

Šiuolaikinių dažnio keitiklių diapazonas yra įvairus funkcinės savybės, pavyzdžiui, turėti vadovą ir automatinis valdymas greitis ir variklio sukimosi kryptis, taip pat valdymo pulte. Apdovanotas galimybe reguliuoti išėjimo dažnių diapazoną nuo 0 iki 800 Hz.

Keitikliai gali automatiškai valdyti asinchroninį variklį pagal periferinių jutiklių signalus ir valdyti elektrinę pavarą pagal nurodytą laiko algoritmą. Palaikykite automatinio darbo režimo atkūrimo funkcijas trumpalaikio maitinimo pertraukimo atveju. Atlikite laikiną valdymą iš nuotolinio pulto ir apsaugokite elektrinius variklius nuo perkrovos.

Santykis tarp kampinio sukimosi greičio ir maitinimo srovės dažnio išplaukia iš lygties

ω apie = 2πf 1 / p

Kai pastovi maitinimo šaltinio įtampa U1 ir pasikeitus dažniui, asinchroninio variklio magnetinis srautas keičiasi. Be to, už geriau naudoti magnetinės sistemos, sumažėjus maitinimo dažniui, būtina proporcingai sumažinti įtampą, kitaip įmagnetinanti srovė ir plieno nuostoliai žymiai padidės.

Panašiai, padidėjus galios dažniui, įtampa turėtų būti proporcingai padidinta, kad magnetinis srautas būtų pastovus, nes priešingu atveju (esant pastoviam veleno sukimo momentui) tai padidins rotoriaus srovę, jo perkrovą. apvijos pagal srovę ir didžiausio sukimo momento sumažėjimas.

Racionalus įtampos reguliavimo dėsnis priklausė nuo pasipriešinimo momento pobūdžio.

Esant pastoviam statinės apkrovos momentui (Mc = const), įtampa turėtų būti reguliuojama proporcingai jos dažniui U1 / f1 = const. Pagal apkrovos ventiliatoriaus pobūdį santykis yra U1 / f 2 1 = const.

Kai apkrovos sukimo momentas yra atvirkščiai proporcingas greičiui U1 / √ f1= konst.

Žemiau pateiktuose paveiksluose parodyta supaprastinta jungties schema ir mechaninės charakteristikos asinchroninis variklis su kampinio greičio dažnio valdymu.

Asinchroninis variklis žemyn nuo pagrindinio atliekamas praktiškai iki nulio.

Keičiantis maitinimo tinklo dažniui, asinchroninio variklio sukimosi greičio viršutinė riba priklauso nuo jo mechaninių savybių, ypač todėl, kad dažniais, viršijančiais vardinį asinchroninį variklį, veikia geriausi energijos rodikliai nei žemesniais dažniais. Todėl, jei pavaros sistemoje naudojama pavarų dėžė, šis variklio dažnio valdymas turėtų būti atliekamas ne tik žemyn, bet ir aukštyn nuo vardinio taško, iki didžiausio leistino greičio, esant tam tikroms sąlygoms. mechaninis stiprumas rotorius.

Kai variklio sūkiai padidėja virš jo pase nurodytos vertės, maitinimo šaltinio dažnis neturi viršyti vardinio ne daugiau kaip 1,5 - 2 kartus.

Dažniausias metodas yra perspektyviausias reguliuojant asinchroninį variklį su voverės narvelio rotoriumi. Tokio reguliavimo galios nuostoliai yra nedideli, nes jų nepadidina. Gautos mechaninės charakteristikos yra labai standžios.

Sukurtas XIX amžiaus pabaigoje, trifazis asinchroninis variklis tapo nepakeičiamu šiuolaikinės pramonės gamybos komponentu.

Norint sklandžiai paleisti ir sustabdyti tokią įrangą, reikalingas specialus įtaisas - dažnio keitiklis. Didelių variklių su keitikliu buvimas Aukšta įtampa... To pagalba papildomas prietaisas galima reguliuoti įsiurbimo sroves, tai yra kontroliuoti ir apriboti jų vertę.

Jei pradinė srovė yra reguliuojama išimtinai mechaniškai, nebus įmanoma išvengti energijos nuostolių ir sutrumpinti įrangos tarnavimo laiką. Šios srovės rodikliai yra penkis ar septynis kartus didesni už vardinę įtampą, o tai nepriimtina normaliam įrangos veikimui.

Šiuolaikinio dažnio keitiklio veikimo principas reiškia elektroninio valdymo naudojimą. Jie ne tik užtikrina minkštą paleidimą, bet ir sklandžiai reguliuoja pavaros veikimą, griežtai laikydamiesi įtampos ir dažnio santykio pagal nurodytą formulę.

Pagrindinis prietaiso privalumas yra sutaupyta elektros energija, vidutiniškai 50%. Taip pat galimybė prisitaikyti pagal konkrečios produkcijos poreikius.

Prietaisas veikia dvigubos įtampos keitimo principu.

1. ištaisyti ir filtruoti kondensatorių sistema.
2. Tada pradeda veikti elektroninis valdymas - srovė generuojama nurodytu (užprogramuotu) dažniu.

Išėjime skleidžiami stačiakampiai impulsai, kurie, veikiant variklio statoriaus apvijai (jo induktyvumui), tampa artimi sinusoidui.

Į ką atkreipti dėmesį renkantis?

Gamintojai sutelkia dėmesį į keitiklio kainą. Todėl daugybė variantų yra tik brangiuose modeliuose. Renkantis prietaisą, turėtumėte nustatyti pagrindinius reikalavimus konkrečiam naudojimui.

• Kontrolė gali būti vektorinė arba skaliarinė. Pirmasis leidžia tiksliai sureguliuoti. Antrasis palaiko tik vieną, nurodytą dažnio ir įtampos santykį išėjime, ir tinka tik paprastiems prietaisams, pavyzdžiui, ventiliatoriui.
• Kuo didesnis nurodytas galingumas, tuo įrenginys bus universalesnis - bus užtikrinamas keitimasis ir supaprastinta įrangos priežiūra.
• Tinklo įtampos diapazonas turėtų būti kuo platesnis, kuris apsaugos nuo jo normų kritimo. Pažeminimas nėra toks pavojingas įrenginiui kaip pakilimas. Naudojant pastarąjį, tinklo kondensatoriai gali sprogti.
• Dažnis turėtų visiškai atitikti gamybos poreikius. Apatinė riba nurodo pavaros greičio reguliavimo diapazoną. Jei reikia platesnio, reikia valdyti vektorius. Praktiškai naudojami dažniai nuo 10 iki 60 Hz, rečiau - iki 100 Hz.
• Valdymas atliekamas per įvairius įėjimus ir išėjimus. Kuo daugiau tuo geriau. Bet didelis kiekis jungtys žymiai padidina įrenginio kainą ir apsunkina jo konfigūraciją.

Diskretūs įėjimai (išėjimai) naudojami įvesti valdymo komandas ir išvesties pranešimus apie įvykius (pvz., Perkaitimą), skaitmeninius - norint įvesti skaitmeninius (aukšto dažnio) signalus, analoginius - grįžtamojo ryšio signalus.

• Prijungtos įrangos valdymo magistralė turi atitikti dažnio keitiklio grandinės galimybes atsižvelgiant į įėjimų ir išėjimų skaičių. Geriau turėti mažą erdvę atnaujinimams.
• Perkrovos pajėgumai. Optimalus prietaiso, kurio galia yra 15% didesnė nei naudojamo variklio galia, pasirinkimas. Bet kokiu atveju turite perskaityti dokumentus. Gamintojai nurodo visus pagrindinius variklio parametrus. Jei didžiausios apkrovos yra svarbios, pasirinkite keitiklį, kurio maksimali srovė yra 10% didesnė.

Asinchroninio variklio dažnio keitiklio rinkinys „pasidaryk pats“

Inverterį arba keitiklį galite surinkti patys. Šiuo metu tinkle yra daugybė tokio surinkimo instrukcijų ir schemų.

Pagrindinė užduotis yra gauti „populiarų“ modelį. Pigūs, patikimi ir skirti buitiniam naudojimui... Įrangos eksploatavimui pramoniniu mastužinoma, geriau teikti pirmenybę parduotuvių parduodamiems įrenginiams.
Elektros variklio dažnio keitiklio grandinės surinkimo procedūra

Dirbti su namų laidai, kurio įtampa yra 220 V ir viena fazė. Apytikslė variklio galia iki 1 kW.

Ant natos. Ilgi laidai turi būti su apsauginiais nuo trukdžių žiedais.

Variklio rotoriaus sukimosi reguliavimas atitinka dažnių diapazoną 1:40. Žemų dažnių atveju reikalinga fiksuota įtampa (IR kompensacija).

Dažnio keitiklio prijungimas prie elektros variklio

Vienfaziams laidams, skirtiems 220 V (naudoti namuose), jungtis atliekama pagal "trikampio" schemą. Išėjimo srovė neturi viršyti 50% vardinės!

380V trifaziams laidams (pramoniniam naudojimui) prijunkite variklį dažnio keitiklis yra atliekamas pagal „žvaigždžių“ schemą.

Siųstuvas (arba) turi atitinkamas gnybtus, pažymėtus raidėmis.

• R, S, T - čia prijungti tinklo laidai, tvarka neturi reikšmės;
• U, V, W - įjungti asinchroninį variklį (jei variklis sukasi išvirkščia pusė, jums reikia sukeisti bet kurį iš dviejų laidų ant šių gnybtų).
• Įžeminimo terminalas yra atskirai.

Norint pailginti keitiklio tarnavimo laiką, reikia laikytis šių taisyklių:

1. Reguliariai valykite prietaiso vidų nuo dulkių (geriau jį išpūsti mažu kompresoriumi, nes dulkių siurblys ne visada susidoros su tarša - dulkės sutankės).
2. Laiku pakeiskite mazgus. Elektrolitiniai kondensatoriai vertinami penkerius metus, saugikliai - dešimt metų. Ir aušinimo ventiliatoriai nuo dvejų iki trejų metų naudojimo. Vidinės kilpos turėtų būti keičiamos kas šešerius metus.
3. Stebėkite vidinę temperatūrą ir nuolatinės srovės magistralės įtampą.

Dėl kylančios temperatūros šilumą laidžios pastos džiūsta ir kondensatoriai sunaikinami. Pavaros maitinimo komponentuose jis turėtų būti keičiamas bent kartą per trejus metus.

4. Laikykitės eksploatavimo sąlygų. Temperatūra aplinka neturėtų viršyti +40 laipsnių. Nepriimtina didelė drėgmė ir oro dulkėtumas.

Asinchroninio variklio valdymas (pavyzdžiui) yra gana sudėtingas procesas. Rankdarbių keitikliai yra pigesni nei pramoniniai analogai ir yra gana tinkami naudoti buityje. Tačiau pramoninėms reikmėms pageidautina montuoti gamykloje sumontuotus keitiklius. Tokių brangių modelių priežiūrą gali atlikti tik gerai apmokyti technikai.