Regeling door een frequentieregelaar maakt het mogelijk om met behulp van een speciale omvormer de bedrijfsmodi van de elektromotor flexibel te wijzigen: starten, stoppen, versnellen, vertragen, de rotatiesnelheid wijzigen.

Het veranderen van de frequentie van de voedingsspanning leidt tot een verandering in de hoeksnelheid van het magnetische statorveld. Wanneer de frequentie afneemt, neemt de motor af en neemt de slip toe.

Het werkingsprincipe van de frequentieomvormer van de omvormer:

Het grootste nadeel van inductiemotoren is de complexiteit van de snelheidsregeling. traditionele manieren: wijziging van de voedingsspanning en introductie van extra weerstanden in het wikkelingscircuit. Perfecter is frequentie aandrijving elektrische motor. Tot voor kort waren converters duur, maar door de komst van IGBT-transistoren en konden buitenlandse fabrikanten betaalbare apparaten maken. De meest perfecte zijn nu statisch

De hoeksnelheid van het statormagneetveld ω 0 varieert evenredig met de frequentie ƒ 1 volgens de formule:

ω 0 = 2π × ƒ 1 / p,

waarbij p het aantal poolparen is.

De methode zorgt voor een soepele snelheidsregeling. In dit geval neemt de glijsnelheid van de motor niet toe.

Om hoge energie-indicatoren van de motor te verkrijgen - efficiëntie, arbeidsfactor en overbelastingscapaciteit, samen met de frequentie, wordt de voedingsspanning gewijzigd volgens bepaalde afhankelijkheden:

• constant belastingskoppel - U 1 / ƒ 1 = const;
• ventilatorkarakter van het lastkoppel - U 1 / ƒ 1 2 = const;
• belastingsmoment, omgekeerd evenredig met de snelheid - U 1 / √ ƒ 1 = const.

Deze functies worden gerealiseerd met een omvormer die gelijktijdig de frequentie en spanning over de motorstator verandert. Elektriciteit wordt bespaard door regeling met behulp van de vereiste technologische parameter: pompdruk, ventilatorprestaties, machinetoevoersnelheid, enz. In dit geval veranderen de parameters soepel.

Methoden voor frequentieregeling van asynchrone en synchrone elektromotoren

In een frequentieregelaar op basis van asynchrone motoren met een kooirotor worden twee besturingsmethoden gebruikt: scalair en vector. In het eerste geval veranderen de amplitude en frequentie van de voedingsspanning gelijktijdig.

Dit is nodig om de prestaties van de motor te behouden, meestal een constante verhouding van het maximale koppel tot het moment van weerstand op de as. Hierdoor blijven efficiëntie en arbeidsfactor over het gehele toerentalbereik onveranderd.

Vectorcontrole bestaat uit de gelijktijdige verandering in de amplitude en fase van de stroom op de stator.

De frequentieomvormer van het type werkt alleen bij lage belastingen, waarvan de groei hoger is toegestane waarden synchroniciteit kan worden verbroken.

De voordelen van een frequentieomvormer

Frequentieregeling heeft een hele reeks voordelen ten opzichte van andere methoden.

1. Automatisering van motor- en productieprocessen.
2. Vlotte start elimineren typische fouten ontstaan ​​tijdens het accelereren van de motor. Verhogen van de betrouwbaarheid van de frequentieomvormer en apparatuur door overbelasting te verminderen.
3. Verbetering van de bedrijfseconomie en de productiviteit van de aandrijving als geheel.
4. Creëren van een constante rotatiesnelheid van de elektromotor, ongeacht de aard van de belasting, wat belangrijk is in voorbijgaande processen. Het gebruik van feedback maakt het mogelijk om een ​​constant motortoerental te handhaven onder verschillende storende invloeden, in het bijzonder bij variabele belastingen.
5. Converters kunnen eenvoudig worden geïntegreerd in bestaande technische systemen zonder grote herbewerking en stop technologische processen... Het aanbod aan capaciteiten is groot, maar de prijzen stijgen aanzienlijk met hun stijging.
6. Mogelijkheid om variatoren, versnellingsbakken, smoorspoelen en andere regelapparatuur te verlaten of het bereik van hun toepassing uit te breiden. Dit levert een aanzienlijke energiebesparing op.
7. Eliminatie van het schadelijke effect van voorbijgaande processen op technologische apparatuur, zoals waterslag of hoge bloeddruk vloeistof in pijpleidingen terwijl het verbruik 's nachts wordt verminderd.

nadelen

Net als alle omvormers zijn frequentieomvormers storingsbronnen. Er moeten filters in worden geïnstalleerd.

De kosten van merken zijn hoog. Het neemt aanzienlijk toe met een toename van het vermogen van het apparaat.

Frequentieregeling bij het transporteren van vloeistoffen

Bij faciliteiten waar water en andere vloeistoffen worden gepompt, wordt de stroomregeling meestal gedaan met behulp van schuifafsluiters en kleppen. Momenteel is een veelbelovende richting het gebruik van een frequentieregelaar van een pomp of ventilator, die hun schoepen aandrijft.

Het gebruik van een frequentieomvormer als alternatief voor de smoorklep geeft een energiebesparend effect tot 75%. De schuifafsluiter, die de vloeistofstroom tegenhoudt, presteert niet nuttig werk... Tegelijkertijd nemen de verliezen aan energie en materie voor het transport toe.

De frequentieomvormer maakt het mogelijk om een ​​constante druk bij de verbruiker te handhaven wanneer het vloeistofdebiet verandert. Er wordt een signaal verzonden van de druksensor naar de aandrijving, die het motortoerental verandert en daardoor het toerental regelt, waarbij het ingestelde debiet wordt gehandhaafd.

Pompeenheden worden bestuurd door hun prestaties te veranderen. Het stroomverbruik van de pomp is kubisch afhankelijk van de capaciteit of het toerental van het wiel. Als de snelheid 2 keer wordt verlaagd, is de productiviteit de pomp zal vallen 8 keer. De aanwezigheid van een dagelijks schema van het waterverbruik stelt u in staat om de energiebesparing voor deze periode te bepalen, als u een frequentieomvormer bestuurt. Hierdoor is het mogelijk om het pompstation te automatiseren en zo de waterdruk in de netten te optimaliseren.

Ventilatie- en airconditioningsystemen

Maximale luchtstroom in ventilatiesystemen niet altijd nodig. Bedrijfsomstandigheden kunnen verminderde prestaties vereisen. Traditioneel wordt hiervoor throttling toegepast wanneer de wielsnelheid constant blijft. Het is handiger om de luchtstroomsnelheid te wijzigen vanwege de variabele frequentieaandrijving wanneer seizoensgebonden en klimaat omstandigheden, het vrijkomen van warmte, vocht, dampen en schadelijke gassen.

Energiebesparing in ventilatie- en airconditioningsystemen wordt niet lager bereikt dan die van pompstations, aangezien het energieverbruik van de asrotatie kubisch is, afhankelijk van het toerental.

Frequentieomvormer apparaat:

De moderne frequentieomvormer is ontworpen volgens het dubbele omvormercircuit. Het bestaat uit een gelijkrichter en een pulsomvormer met een besturingssysteem.

Na het gelijkrichten van de netspanning wordt het signaal afgevlakt door een filter en toegevoerd aan een omvormer met zes transistorschakelaars, die elk zijn aangesloten op de statorwikkelingen van een inductiemotor. Het blok zet het gelijkgerichte signaal om in een driefasig signaal met de gewenste frequentie en amplitude. De power IGBT's in de eindtrappen hebben een hoge schakelfrequentie en zorgen voor een helder blokgolfsignaal zonder vervorming. Door de filtereigenschappen van de motorwikkelingen blijft de stroomgolfvorm aan hun uitgang sinusvormig.

Methoden voor signaalamplituderegeling:

De uitgangsspanning wordt op twee manieren aangepast:

1. Amplitude - een verandering in de grootte van de spanning.
2. Pulsbreedtemodulatie is een methode om een ​​pulssignaal om te zetten, waarbij de duur verandert, maar de frequentie ongewijzigd blijft. Hier is het vermogen afhankelijk van de pulsbreedte.

De tweede methode wordt het vaakst gebruikt in verband met de ontwikkeling van microprocessortechnologie. Moderne omvormers worden gemaakt op basis van vergrendelbare GTO-thyristors of IGBT-transistoren.

Mogelijkheden en toepassingen van converters

Een frequentieregelaar heeft veel mogelijkheden.

1. Frequentieregeling van driefasige voedingsspanning van nul tot 400 Hz.
2. Versnelling of vertraging van de elektromotor vanaf 0,01 sec. tot 50min. volgens een bepaalde wet van tijd (meestal lineair). Tijdens het accelereren is het niet alleen mogelijk om de dynamische en startkoppels te verlagen, maar ook te verhogen tot 150%.
3. Omkeren van de motor met vooraf ingestelde vertragings- en versnellingsmodi naar de gewenste snelheid in de andere richting.
4. De omvormers zijn uitgerust met een configureerbare elektronische beveiliging tegen kortsluiting, overbelasting, aardlekken en onderbrekingen in de motortoevoerleidingen.
5. De digitale displays van de omvormers tonen gegevens over hun parameters: frequentie, voedingsspanning, snelheid, stroom, enz.
6. In omvormers worden de volt-frequentiekarakteristieken aangepast afhankelijk van het soort belastingen dat op de motoren vereist is. De functies van daarop gebaseerde besturingssystemen worden geleverd door ingebouwde controllers.
7. Voor lage frequenties het is belangrijk om vectorbesturing te gebruiken waarmee u met het volledige koppel van de motor kunt werken, een constante snelheid kunt behouden bij het wisselen van belastingen en het koppel op de as kunt regelen. De frequentieregelaar werkt goed met de juiste invoer van de gegevens op het motortypeplaatje en na succesvolle tests. Bekende producten van bedrijven HYUNDAI, Sanyu, etc.

De toepassingsgebieden van de omvormers zijn als volgt:

• pompen in warm- en koudwater- en warmtetoevoersystemen;
• drijfmest, zand en drijfmestpompen van concentratie-installaties;
• transportsystemen: transportbanden, rollentafels en andere middelen;
• mixers, molens, brekers, extruders, batchers, feeders;
• Centrifuge;
• liften;
• metallurgische apparatuur;
• boorapparatuur;
• elektrische aandrijvingen van werktuigmachines;
• graafmachine- en kraanuitrusting, manipulatormechanismen.

Fabrikanten van frequentieomvormers, beoordelingen

De binnenlandse fabrikant is al begonnen met het produceren van producten die qua kwaliteit en prijs geschikt zijn voor gebruikers. Het voordeel is de mogelijkheid om snel vereist apparaat, evenals gedetailleerd advies over het opzetten.

Bedrijf " Effectieve systemen"produceert serieproducten en experimentele partijen apparatuur. Producten worden gebruikt voor: huishoudelijk gebruik, in kleine bedrijven en in de industrie. Vesper produceert zeven series converters, waaronder multifunctionele, die geschikt zijn voor de meeste industriële mechanismen.

Het Deense bedrijf Danfoss is de leider in de productie van frequentieomvormers. De producten worden gebruikt in ventilatie-, airconditioning-, watervoorzienings- en verwarmingssystemen. Het Finse bedrijf Vacon, onderdeel van het Deense, produceert modulaire constructies waaruit je de benodigde apparaten kunt assembleren zonder onnodige onderdelen, wat componenten bespaart. Ook bekend zijn omvormers van het internationale concern ABB, gebruikt in de industrie en in het dagelijks leven.

Afgaande op de beoordelingen kunnen goedkope binnenlandse converters worden gebruikt om eenvoudige typische taken op te lossen, terwijl complexe taken een merk met veel meer instellingen vereisen.

Conclusie

De frequentieomvormer bestuurt de elektromotor door de frequentie en amplitude van de voedingsspanning te wijzigen en deze te beschermen tegen storingen: overbelasting, kortsluiting, onderbrekingen in het voedingsnetwerk. Deze hebben drie hoofdfuncties met betrekking tot versnelling, vertraging en snelheid van motoren. Dit verbetert de efficiëntie van apparatuur op vele technologische gebieden.

Variabele elektrische aandrijving is ontworpen om de motor te regelen door parameters te bewaken. Snelheid is recht evenredig met frequentie. Door de frequentie te variëren, is het daarom mogelijk om de rotatiesnelheid van de motoras te handhaven, ingesteld volgens de technologie. Stap voor stap beschrijving De workflow voor een variabele frequentieomvormer (VFD) ziet er ongeveer zo uit.

1. Stap een. Omzetting door diodevermogensgelijkrichter van een- of driefasige ingangsstroom naar gelijkstroom.
2. Stap twee. De frequentieomvormer regelt het koppel en de rotatiesnelheid van de motoras.
3. Stap drie. Uitgangsspanningsregeling, met behoud van een constante U / f-verhouding.

Een apparaat dat de inverse functie van generatie uitvoert aan de uitgang van het systeem Gelijkstroom in een variabele, een omvormer genoemd. Eliminatie van de busrimpel wordt bereikt door een smoorspoel en filtercondensator toe te voegen.

Een aandrijving met variabele frequentie kiezen?

De meeste frequentieomvormers zijn vervaardigd met een ingebouwd elektromagnetisch compatibiliteitsfilter (EMC).

Er zijn soorten besturing als sensorless en sensor vector control, etc. Volgens de gestelde prioriteiten bij het maken managementbeslissingen, stations worden geselecteerd door:

• soort lading;
• motorspanning en classificatie;
• besturingsmodus;
• aanpassing;
• EMC enz.

Als de VFD is ontworpen voor: asynchrone motor bij een lange levensduur is het aan te raden om een ​​frequentieomvormer te kiezen met een overschatte uitgangsstroom.Met behulp van moderne frequentieomvormers is het mogelijk om vanaf de afstandsbediening, via de interface of door een gecombineerde methode te bedienen.

Technische kenmerken van het gebruik van een frequentie-elektrische aandrijving

1. Om hoge prestaties te garanderen, kunt u vrij overschakelen naar elke modus in de instellingen.
2. Bijna alle apparaten hebben diagnostische functies, waarmee u het probleem snel kunt oplossen. Het is echter aan te raden om eerst de instellingen te controleren, om onvrijwillige handelingen van medewerkers uit te sluiten.
3. Variabele aandrijving kan transportprocessen synchroniseren of een bepaalde verhouding van onderling afhankelijke waarden instellen. Het verminderen van apparatuur leidt tot technologie-optimalisatie.
4. In de autotuning-status worden de motorparameters automatisch opgeslagen in het geheugen van de frequentieomvormer. Dit verbetert de nauwkeurigheid van de koppelberekening en verbetert de slipcompensatie.

Toepassingsgebied

Fabrikanten worden aangeboden: breed scala aan aandrijvingen die worden gebruikt in gebieden waar elektromotoren zijn betrokken. De perfecte oplossing voor alle soorten belastingen en ventilatoren. Mid-range systemen worden gebruikt op kolencentrales, in de mijnbouw, in fabrieken, in de woningbouw en gemeentelijke diensten, enz. Het bereik van de vermogens ziet er als volgt uit: 3 kV, 3,3 kV, 4,16 kV, 6 kV, 6,6 kV, 10 kV en 11 kV.

Met de komst van een regelbare elektrische aandrijving levert de waterdrukregeling voor de eindgebruiker geen problemen op. Goed doordachte scriptinterface is geweldig voor beheer pompapparatuur... Dankzij het compacte ontwerp kan de omvormer in verschillende kastontwerpen worden geïnstalleerd. Producten van de nieuwe generatie hebben de eigenschappen van geavanceerde technologie:

• hoge snelheid en precisiecontrole in vectormodus;
• aanzienlijke energiebesparingen;
• snelle dynamische kenmerken;
• groot koppel met lage frequentie;
• dubbel remmen, enz.

Doel en technische indicatoren

Complete VFD's met een spanning tot en boven 1 kV (ontworpen voor het ontvangen en omzetten van energie, het beschermen van elektrische apparatuur tegen kortsluitstromen, overbelastingen) maken:

• de motor soepel starten en bijgevolg de slijtage verminderen;
• stop, houd het toerental van de motoras aan.

Complete kast-type VFD's tot 1kV voeren dezelfde taken uit met betrekking tot motoren met een vermogen van 0,55 - 800 kW. De omvormer werkt normaal wanneer de netspanning tussen -15% en + 10% ligt. In non-stop bedrijf treedt vermogensvermindering op wanneer de spanning 85% -65% is. Algemene coëfficiënt vermogen cosj = 0,99. De uitgangsspanning wordt automatisch geregeld door middel van een automatische omschakelaar (ATS).

Voordelen van het gebruik:

In termen van optimalisatie en potentiële voordelen biedt de mogelijkheid om:

• regel het proces met hoge precisie;
• de schijf op afstand diagnosticeren;
• houd rekening met motoruren;
• monitor de storing en veroudering van mechanismen;
• de middelen van machines vergroten;
• het akoestische geluid van de elektromotor aanzienlijk verminderen.

Conclusie

Wat is een VFD? Dit is een motorcontroller die de elektromotor bestuurt door de frequentie van het ingangsnetwerk aan te passen en tegelijkertijd de unit beschermt tegen verschillende fouten (stroomoverbelasting, kortsluitstromen).

Elektrische aandrijvingen (die drie functies vervullen met betrekking tot snelheid, controle en remmen) zijn een onmisbaar apparaat voor de werking van elektromotoren en andere roterende machines. Systemen worden actief gebruikt in veel productiegebieden: in de olie- en gasindustrie, kernenergie, houtbewerking, enz.

Variabele frequentieregelaar (variabele frequentieregelaar, VFD) is een systeem voor het regelen van het rotortoerental van een asynchrone (synchrone) elektromotor. Bestaat uit de eigenlijke motor en frequentieomvormer.

Een frequentieomvormer (frequentieomvormer) is een apparaat dat bestaat uit een gelijkrichter (gelijkstroombrug) die de wisselstroomfrequentie omzet in gelijkstroom en een omvormer (omzetter) (soms met PWM) die gelijkstroom omzet in wisselstroom met de vereiste frequentie en amplitude . Uitgangsthyristors (GTO) of IGBT's leveren de benodigde stroom om de motor van stroom te voorzien. Om overbelasting van de converter bij een lange feederlengte te voorkomen, zijn er smoorspoelen geplaatst tussen de converter en de feeder en om elektromagnetische interferentie te verminderen - een EMC-filter. Met scalaire besturing worden harmonische stromen van de motorfasen gegenereerd. Vectorbesturing is een methode voor het besturen van synchrone en asynchrone motoren, die niet alleen harmonische stromen (spanningen) van fasen genereert, maar ook de magnetische flux van de rotor (koppel op de motoras) regelt.

Toepassing voor frequentieaandrijving:

Frequentieomvormers worden gebruikt in:

• maritieme elektrische aandrijving met hoog vermogen
• walserijen (staat gesynchroniseerd)
• snelle aandrijving van vacuüm turbomoleculaire pompen (tot 100.000 tpm)
• transportsystemen
• snijmachines
• CNC-machines - synchronisatie van de beweging van meerdere assen tegelijk (tot 32 - bijvoorbeeld in druk- of verpakkingsapparatuur) (servo-aandrijvingen)
• automatisch openende deuren
• mixers, pompen, ventilatoren, compressoren
• huishoudelijke airconditioners
• wasmachines
• elektrisch stadsvervoer, vooral in trolleybussen.

Het grootste economische effect wordt bereikt door het gebruik van VFD in ventilatie-, airconditioning- en watervoorzieningssystemen, waar het gebruik van VFD feitelijk een standaard is geworden.

Voordelen van het gebruik van een VFD

• Hoge regelnauwkeurigheid
• Energiebesparing bij variabele belasting (d.w.z. het draaien van de elektromotor op deellast).
• Gelijk aan het maximale startkoppel.
• Mogelijkheid tot diagnose op afstand van de aandrijving door: industrieel netwerk
  • fase-uitvaldetectie voor ingangs- en uitgangscircuits
  • boekhouding van motoruren
  • veroudering van de condensatoren van het hoofdcircuit
  • ventilator defect
• Verhoogde uitrustingsbron
• Vermindering van de hydraulische weerstand van de pijpleiding door het ontbreken van een regelklep
• Soepele motorstart, wat de motorslijtage aanzienlijk vermindert
• Een VFD bevat meestal een PID-regelaar en kan direct worden aangesloten op een regelbare variabele (bijv. druk) transmitter.
• Gecontroleerd remmen en automatische herstart bij stroomuitval
• Een draaiende elektromotor opvangen
• Stabilisatie van de rotatiesnelheid wanneer de belasting verandert
• Aanzienlijke vermindering van het akoestische geluid van de elektromotor (bij gebruik van de functie "Soft PWM")
• Extra energiebesparing door optimalisatie van de bekrachtiging van el. motor
• Hiermee kunt u een stroomonderbreker vervangen

Nadelen van het gebruik van een frequentieomvormer

• De meeste VFD-modellen zijn een storingsbron (RFI-filters vereist)
• Naar verhouding hoge prijs voor krachtige VFD's (terugverdientijd minimaal 1-2 jaar)

Het gebruik van frequentieomvormers bij gemalen

Klassieke voercontrolemethode pompeenheden omvat het smoren van drukleidingen en het regelen van het aantal bedieningseenheden voor elke technische parameter(bijv. leidingdruk). In dit geval worden pompaggregaten geselecteerd op basis van bepaalde ontwerpkenmerken (in de regel met een capaciteitsmarge) en werken ze constant met een constante snelheid, zonder rekening te houden met de veranderende kosten veroorzaakt door variabel waterverbruik. Bij minimaal verbruik de pompen blijven met een constant toerental draaien, waardoor er overdruk in het netwerk ontstaat (oorzaak van ongevallen) en er wordt veel elektriciteit verspild. Dit gebeurt bijvoorbeeld 's nachts, wanneer het waterverbruik sterk daalt. Het belangrijkste effect wordt niet bereikt door energiebesparingen, maar door een aanzienlijke verlaging van de kosten voor het repareren van watervoorzieningsnetwerken.

De komst van een regelbare elektrische aandrijving maakte het mogelijk direct bij de consument een constante druk te handhaven. Brede toepassing: in de wereldpraktijk ontving hij een frequentiegeregelde elektrische aandrijving met een asynchrone elektromotor voor algemene industriële doeleinden. Als gevolg van de aanpassing van algemene industriële asynchrone motoren aan hun bedrijfsomstandigheden in gecontroleerde elektrische aandrijvingen, worden speciale instelbare asynchrone motoren gecreëerd met een hoger energie-, gewicht en afmetingen in vergelijking met niet-aangepaste. Frequentieregeling van de rotatiesnelheid van de as van een asynchrone motor wordt uitgevoerd met behulp van: elektronisch apparaat, die gewoonlijk een frequentieomvormer wordt genoemd. Het bovenstaande effect wordt bereikt door de frequentie en amplitude van de driefasige spanning die aan de elektromotor wordt geleverd, te wijzigen. Dus, het wijzigen van de parameters van de voedingsspanning ( frequentieregeling:), kunt u de rotatiesnelheid van de motor zowel lager als hoger maken dan de nominale. In de tweede zone (frequentie hoger dan nominaal) is het maximale askoppel omgekeerd evenredig met de rotatiesnelheid.

De frequentieconversiemethode is gebaseerd op het volgende principe. Typisch is de frequentie van het industriële netwerk 50 Hz. Neem als voorbeeld een pomp met een tweepolige elektromotor. Rekening houdend met slip, is de rotatiesnelheid van de motor ongeveer 2800 (afhankelijk van het vermogen) omwentelingen per minuut en geeft de nominale opvoerhoogte en prestaties aan de uitgang van de pompeenheid (aangezien dit zijn nominale parameters volgens het paspoort). Als met behulp van een frequentieomvormer de frequentie en amplitude van de eraan toegevoerde wisselspanning worden verminderd, zal het toerental van de motor dienovereenkomstig afnemen en bijgevolg de prestaties van de pompeenheid veranderen. Informatie over de druk in het netwerk komt naar de frequentieomvormereenheid van een speciale druksensor die bij de consument is geïnstalleerd, op basis van deze gegevens wijzigt de omvormer de frequentie die aan de motor wordt geleverd dienovereenkomstig.

De moderne frequentieomvormer heeft een compact ontwerp, stof- en waterdichte behuizing, een gebruiksvriendelijke interface, waardoor hij gebruikt kan worden in de meest moeilijke omstandigheden en problematische omgevingen. Het vermogensbereik is zeer breed en loopt van 0,18 tot 630 kW en meer met een standaard voeding van 220/380 V en 50-60 Hz. De praktijk leert dat het gebruik van frequentieomvormers op gemalen staat toe:

• elektriciteit besparen (met significante veranderingen in verbruik) door het vermogen van de elektrische aandrijving aan te passen aan het werkelijke waterverbruik (besparingseffect 20-50%).
• het waterverbruik verminderen door lekken te verminderen wanneer de druk in de leiding wordt overschreden, wanneer het waterverbruik eigenlijk klein is (gemiddeld met 5%);
• kosten verlagen (het belangrijkste economische effect) voor noodreparaties van apparatuur (de gehele watervoorzieningsinfrastructuur door een sterke daling van het aantal noodsituaties veroorzaakt in het bijzonder hydraulische schok, wat vaak gebeurt bij gebruik van een ongereguleerde elektrische aandrijving (het is bewezen dat de levensduur van de apparatuur met minstens 1,5 keer toeneemt);
• een zekere besparing van warmte in warmwatervoorzieningssystemen bereiken door het verlies van water dat warmte transporteert te verminderen;
• verhoog indien nodig het hoofd boven normaal;
• het watervoorzieningssysteem volledig automatiseren, waardoor het fonds wordt verminderd loon service- en dienstpersoneel, en om de invloed van de "menselijke factor" op de werking van het systeem uit te sluiten, wat ook belangrijk is.

Volgens de beschikbare gegevens is de terugverdientijd van het project voor de introductie van frequentieomvormers 3 maanden tot 2 jaar.

Vermogensverlies bij het remmen van de elektromotor

In veel installaties is een variabele elektrische aandrijving niet alleen belast met de taken van een soepele regeling van het koppel en de rotatiesnelheid van de elektromotor, maar ook met de taken van het vertragen en afremmen van de elementen van de installatie. De klassieke oplossing voor dit probleem is een aandrijfsysteem met een asynchrone motor met een frequentieomvormer, uitgerust met een remschakelaar met remweerstand.

In dit geval werkt de elektromotor in de vertragings- / vertragingsmodus als een generator, die mechanische energie omzet in elektrische energie, die uiteindelijk wordt gedissipeerd in de remweerstand. Typische installaties waarin versnellingscycli en vertragingscycli worden afgewisseld, zijn tractie-aandrijvingen, takels, liften, centrifuges, wikkelaars, enz. van elektrische voertuigen. De elektrische remfunctie verscheen voor het eerst op een DC-aandrijving (bijvoorbeeld een trolleybus). Aan het einde van de twintigste eeuw verschenen frequentieomvormers met een geïntegreerde recuperator, die het mogelijk maken om de energie die wordt ontvangen van de motor die in remmodus werkt, terug te sturen naar het netwerk. In dit geval begint de installatie vrijwel direct na inbedrijfstelling "geld te verdienen".

Het werkingsprincipe van de frequentieomvormer

Frequentieregeling van de hoeksnelheid van rotatie van een elektrische aandrijving met een asynchrone motor wordt momenteel veel gebruikt, omdat het in een breed bereik de rotatiesnelheid van de rotor zowel boven als onder de nominale waarde soepel kan veranderen.

Frequentieomvormers zijn moderne, hightech apparaten met een breed regelbereik, die een uitgebreide set functies hebben voor het aansturen van asynchrone motoren. Hoogste kwaliteit en betrouwbaarheid maken het mogelijk om ze te gebruiken in verschillende industrieën voor het aansturen van aandrijvingen van pompen, ventilatoren, transportbanden, etc.

Frequentieomvormers voor voedingsspanning zijn onderverdeeld in enkelfasig en driefasig, maar ontwerp voor elektrische machine roterend en statisch. In elektrische machineomvormers wordt variabele frequentie verkregen door het gebruik van conventionele of speciale elektrische auto's... De verandering in de frequentie van de voedingsstroom wordt bereikt door het gebruik van elektrische elementen die geen beweging hebben.

Frequentieomvormers voor eenfasig netwerk een elektrische aandrijving mogelijk maken productieapparatuur vermogen tot 7,5 kW. Een ontwerpkenmerk van moderne enkelfasige omvormers is dat er aan de ingang één fase is met een spanning van 220V en aan de uitgang drie fasen met dezelfde spanningswaarde, waardoor driefasige elektromotoren kunnen worden aangesloten op de apparaat zonder het gebruik van condensatoren.

Frequentieomvormers aangedreven door een 380V driefasig netwerk zijn verkrijgbaar in het vermogensbereik van 0,75 tot 630 kW. Afhankelijk van de vermogenswaarde worden de apparaten vervaardigd in een combinatie van polymeer en metalen behuizingen.

De meest populaire managementstrategie asynchrone motoren is vectorbestrijding. Momenteel implementeren de meeste frequentieomvormers vectorbesturing of zelfs sensorloze vectorbesturing (deze trend is te vinden bij frequentieomvormers die aanvankelijk scalaire besturing implementeren en geen klemmen hebben voor het aansluiten van een snelheidssensor).

Op basis van het type belasting aan de uitgang worden frequentieomvormers onderverdeeld volgens het type uitvoering:

voor pomp- en ventilatoraandrijvingen;

voor een algemene industriële elektrische aandrijving;

gebruikt als onderdeel van elektromotoren die werken met overbelasting.

Moderne frequentieomvormers hebben een breed scala aan functionele kenmerken hebben bijvoorbeeld een handleiding en automatische controle snelheid en draairichting van de motor, evenals op het bedieningspaneel. Begiftigd met de mogelijkheid om het uitgangsfrequentiebereik aan te passen van 0 tot 800 Hz.

Converters kunnen een inductiemotor automatisch aansturen op basis van signalen van perifere sensoren en een elektrische aandrijving aandrijven volgens een bepaald tijdalgoritme. Ondersteun de functies van automatisch herstel van de bedrijfsmodus in geval van kortstondige stroomonderbreking. Voer tijdelijke besturing uit vanaf een console op afstand en bescherm elektromotoren tegen overbelasting.

De relatie tussen de hoeksnelheid van rotatie en de frequentie van de voedingsstroom volgt uit de vergelijking

ω ongeveer = 2πf 1 / p

Met een constante spanning van de voeding U1 en een verandering in frequentie, verandert de magnetische flux van de inductiemotor. Bovendien, voor beter gebruiken van het magnetische systeem, met een afname van de voedingsfrequentie, is het noodzakelijk om de spanning proportioneel te verminderen, anders zullen de magnetiserende stroom en verliezen in staal aanzienlijk toenemen.

Evenzo moet bij een toename van de vermogensfrequentie de spanning proportioneel worden verhoogd om de magnetische flux constant te houden, omdat dit anders (met een constant koppel op de as) zal leiden tot een toename van de rotorstroom, een overbelasting van de wikkelingen door stroom en een afname van het maximale koppel.

De rationele wet van spanningsregeling was afhankelijk van de aard van het weerstandsmoment.

Bij een constant moment van statische belasting (Mc = const), moet de spanning worden geregeld in verhouding tot de frequentie U1 / f1 = const. Voor het ventilatorkarakter van de belasting heeft de verhouding de vorm U1 / f 2 1 = const.

Bij een lastkoppel omgekeerd evenredig met het toerental U1 / f1= const.

De onderstaande afbeeldingen tonen een vereenvoudigd aansluitschema en Mechanische eigenschappen asynchrone motor met frequentieregeling van de hoeksnelheid.

Een asynchrone motor van de hoofdleiding wordt praktisch tot nul uitgevoerd.

Wanneer de frequentie van het voedingsnetwerk verandert, hangt de bovengrens van de rotatiesnelheid van een asynchrone motor af van zijn mechanische eigenschappen, vooral omdat bij frequenties boven de nominale asynchrone motor met de beste energie-indicatoren dan bij lagere frequenties. Daarom, als een tandwielkast wordt gebruikt in het aandrijfsysteem, moet deze frequentieregeling van de motor niet alleen naar beneden, maar ook naar boven worden uitgevoerd vanaf het nominale punt, tot de maximale snelheid die is toegestaan ​​onder de omstandigheden mechanische kracht rotor.

Wanneer het motortoerental boven de in het paspoort aangegeven waarde komt, mag de voedingsfrequentie de nominale waarde niet meer dan 1,5 - 2 keer overschrijden.

De frequentiemethode is de meest veelbelovende voor de regeling van een inductiemotor met een kooiankerrotor. De vermogensverliezen in een dergelijke regeling zijn klein, omdat ze niet gepaard gaan met een toename. De resulterende mechanische eigenschappen zijn zeer stijf.

Gemaakt aan het einde van de 19e eeuw, is de driefasige asynchrone motor een onmisbaar onderdeel geworden van de moderne industriële productie.

Voor een soepele start en stop van dergelijke apparatuur is een speciaal apparaat vereist - een frequentieomvormer. De aanwezigheid van een omvormer voor grote motoren met hoog vermogen... Met behulp hiervan extra apparaat het is mogelijk om inschakelstromen te regelen, dat wil zeggen om hun waarde te regelen en te beperken.

Als de startstroom exclusief wordt geregeld mechanisch, zal het niet mogelijk zijn om energieverliezen te vermijden en de levensduur van de apparatuur te verkorten. De indicatoren van deze stroom zijn vijf tot zeven keer hoger dan de nominale spanning, wat onaanvaardbaar is voor de normale werking van de apparatuur.

Het werkingsprincipe van een moderne frequentieomvormer impliceert het gebruik van elektronische besturing. Ze zorgen niet alleen voor een zachte start, maar regelen ook soepel de werking van de omvormer, waarbij de verhouding tussen spanning en frequentie strikt volgens een bepaalde formule wordt nageleefd.

Het belangrijkste voordeel van het apparaat is de besparing op het elektriciteitsverbruik van gemiddeld 50%. En ook het vermogen om aan te passen aan de behoeften van een bepaalde productie.

Het apparaat werkt volgens het principe van dubbele spanningsconversie.

1. gerectificeerd en gefilterd door een condensatorsysteem.
2. Dan treedt de elektronische besturing in werking - er wordt een stroom opgewekt met een gespecificeerde (geprogrammeerde) frequentie.

Aan de uitgang worden rechthoekige pulsen afgegeven, die onder invloed van de statorwikkeling van de motor (zijn inductantie) in de buurt komen van een sinusoïde.

Waar moet je op letten bij het kiezen?

Fabrikanten richten zich op de kosten van de converter. Daarom zijn veel opties alleen beschikbaar op dure modellen. Bij het kiezen van een apparaat moet u de basisvereisten voor een specifiek gebruik bepalen.

• Controle kan vector of scalair zijn. De eerste maakt fijnafstelling mogelijk. De tweede handhaaft er slechts één, een bepaalde verhouding tussen de frequentie en de uitgangsspanning en is alleen geschikt voor eenvoudige apparaten, zoals een ventilator.
• Hoe hoger het gespecificeerde vermogen, hoe veelzijdiger het apparaat zal zijn - uitwisselbaarheid zal worden geboden en het onderhoud van de apparatuur zal worden vereenvoudigd.
• Het spanningsbereik van het netwerk moet zo breed mogelijk zijn, wat zal beschermen tegen dalingen in zijn normen. Een downgrade is niet zo gevaarlijk voor het toestel als een stijging. Bij dat laatste kunnen netwerkcondensatoren wel eens exploderen.
• De frequentie moet volledig in overeenstemming zijn met de productiebehoeften. De ondergrens geeft het snelheidsregelbereik van de omvormer aan. Als een bredere nodig is, is vectorbestrijding vereist. In de praktijk worden frequenties van 10 tot 60 Hz gebruikt, minder vaak tot 100 Hz.
• De besturing vindt plaats via verschillende in- en uitgangen. Hoe meer hoe beter. Maar grote hoeveelheid connectoren verhogen de kosten van het apparaat aanzienlijk en bemoeilijken de configuratie ervan.

Discrete ingangen (uitgangen) worden gebruikt om stuurcommando's in te voeren en berichten uit te voeren over gebeurtenissen (bijvoorbeeld oververhitting), digitaal - om digitale (hoogfrequente) signalen in te voeren, analoog - om feedbacksignalen in te voeren.

• De stuurbus van de aangesloten apparatuur moet qua aantal in- en uitgangen overeenkomen met de mogelijkheden van het circuit van de frequentieomvormer. Het is beter om een ​​kleine hoofdruimte te hebben voor upgrades.
• Overbelastingscapaciteit. De optimale keuze voor een apparaat met een vermogen van 15% meer dan het vermogen van de gebruikte motor. Je moet in ieder geval de documentatie lezen. Fabrikanten geven alle hoofdparameters van de motor aan. Als piekbelastingen belangrijk zijn, kies dan een omvormer met 10% meer piekstroom.

Zelfbouw van een frequentieomvormer voor een asynchrone motor

U kunt de omvormer of omvormer zelf samenstellen. Momenteel zijn er veel instructies en diagrammen voor een dergelijke assemblage op het netwerk.

De belangrijkste taak is om een ​​"populair" model te krijgen. Goedkoop, betrouwbaar en ontworpen voor huishoudelijk gebruik... Voor gebruik van apparatuur in industriële schaal natuurlijk is het beter om de voorkeur te geven aan apparaten die door winkels worden verkocht.
De procedure voor het samenstellen van een frequentieomvormercircuit voor een elektromotor

Werken met huis bedrading, met een spanning van 220V en één fase. Geschat motorvermogen tot 1 kW.

Op een notitie. Lange draden moeten voorzien zijn van anti-interferentieringen.

Aanpassing van de rotatie van de motorrotor past in het frequentiebereik 1:40. Voor lage frequenties is een vaste spanning (IR-compensatie) vereist.

Een frequentieomvormer aansluiten op een elektromotor

Voor enkelfasige bedrading voor 220V (thuisgebruik) wordt de aansluiting uitgevoerd volgens het "driehoeksschema". De uitgangsstroom mag niet hoger zijn dan 50% van de nominale waarde!

Voor 380V driefasige bedrading (industrieel gebruik), sluit de motor aan op: frequentie omzetter wordt uitgevoerd volgens het "ster" -schema.

De zender (of) heeft corresponderende klemmen gemarkeerd met letters.

• R, S, T - netwerkdraden zijn hier aangesloten, de volgorde doet er niet toe;
• U, V, W - om een ​​asynchrone motor in te schakelen (als de motor naar binnen draait) achterkant, moet u een van de twee draden op deze aansluitingen verwisselen).
• Een aardingsklem wordt apart meegeleverd.

Om de levensduur van de omvormer te verlengen, moeten de volgende regels in acht worden genomen:

1. Reinig de binnenkant van het apparaat regelmatig van stof (het is beter om het uit te blazen met een kleine compressor, omdat een stofzuiger niet altijd vervuiling aankan - het stof wordt verdicht).
2. Vervang assemblages op tijd. Elektrolytische condensatoren hebben een nominale levensduur van vijf jaar, zekeringen tien jaar. En koelventilatoren voor twee tot drie jaar gebruik. Interne lussen moeten om de zes jaar worden vervangen.
3. Bewaak de interne temperatuur en DC-busspanning.

Stijgende temperaturen leiden tot uitdroging van de warmtegeleidende pasta en vernietiging van condensatoren. De vermogenscomponenten van de omvormer moeten minstens eens in de drie jaar worden vervangen.

4. Houd u aan de bedrijfsvoorwaarden. Temperatuur de omgeving mag niet hoger zijn dan +40 graden. onaanvaardbaar hoge luchtvochtigheid en stoffigheid van de lucht.

Het aansturen van bijvoorbeeld een asynchrone motor is een nogal ingewikkeld proces. Ambachtelijke converters zijn goedkoper dan industriële analogen en zijn redelijk geschikt voor huishoudelijk gebruik. Voor industriële toepassingen verdient het echter de voorkeur om in de fabriek geassembleerde omvormers te installeren. Onderhoud van dergelijke dure modellen kan alleen worden gedaan door goed opgeleide monteurs.