Frekvensomformere er konstruert for jevn kontroll av hastigheten til en asynkron motor ved å lage en trefaset spenningsomformer ved utgangen av frekvensvariabelspenningen. I de enkleste tilfellene oppstår frekvens- og spenningskontroll i samsvar med gitt karakteristikk v / f, de mest avanserte omformere er implementert såkalt vektorkontroll .
Prinsippet om drift av frekvensomformeren eller som det ofte kalles - omformer: Alternativ spenning industrielt nettverk rettet av en blokk med likeretterdioder og filtrert av kondensatorene stor tank For å minimere pulseringer av den mottatte spenningen. Denne spenningen blir matet til brokretsen, inkludert seks IGBT- eller MOSFET-transistorer med dioder som følger med frostet for å beskytte transistorene fra sammenbrudd ved den inverse polaritetsspenningen som følge av å operere med motorviklinger. I tillegg inneholder diagrammet noen ganger en "plomme" -kjede - en transistor med en motstand stor kraft spredning. Denne ordningen brukes i bremsemodus for å slukke motorens genererte spenning og sikre kondensatorer fra oppladning og feil.
Inverter Flowchart er vist nedenfor.
Frekvensomformeren i et sett med en asynkron elektrisk motor lar deg erstatte den elektriske stasjonen likestrøm. DC-motorhastighetsstyringssystemer er ganske enkle, men svak sted En slik elektrisk motor er en elektrisk motor. Han er dyr og upålitelig. Når du arbeider, er børstene gnist, en samler er vev under påvirkning av elektrisk OSS. En slik elektrisk motor kan ikke brukes i støvete og eksplosivt miljø.
Asynkron elektriske motorer er overlegen DC-motorer på mange parametere: de er enkle på enheten og pålitelig, siden de ikke har mobile kontakter. De har mindre dimensjoner, masse og kostnad i samme kraft i forhold til DC-motorer. Asynkron motorer er enkle i produksjon og drift.
Den største ulempen med asynkron elektriske motorer er kompleksiteten til å regulere sin fart tradisjonelle metoder (ved å endre forsyningsspenningen, og introdusere ytterligere motstand mot viklingene).
Den asynkrone elektriske motorkontrollen i frekvensmodusen til nylig var et stort problem, selv om teorien om frekvensregulering ble utviklet i trettiårene. Utvikling av frekvens justerbar elektrisk stasjon hindret høy kostnad Frekvensomformere. Fremveksten av kraftordninger med IGBT-transistorer, utviklingen av mikroprosessorstyring av høy ytelse tillatt ulike firmaer i Europa, USA og Japan for å skape moderne frekvensomformere av tilgjengelige kostnader.
Justering av rotasjonsfrekvensen av aktuatorene kan utføres ved hjelp av ulike enheter: Mekaniske variatorer, hydrauliske koblinger, i tillegg blitt introdusert i en stator eller rotor motstander, elektromekaniske frekvensomformere, statiske frekvensomformere.
Søknad av de fire første enhetene gir ikke høy kvalitet Hastighetskontroll, ikke økonomisk, krever høye kostnader når du installerer og fungerer. Statiske frekvensomformere er de mest perfekte asynkrone drivkontrollenhetene for tiden.
Prinsipp frekvensmetode Hastighetskontrollen til den asynkrone motoren er at endring av frekvensen av F1 i forsyningsspenningen, kan være i samsvar med uttrykket

Et konstant antall par polen p endrer vinkelhastigheten til statorens magnetfelt.
Denne metoden gir jevn regulering av hastighet i et bredt spekter, og mekaniske egenskaper har høy stivhet.
Hastighetskontrollen er ikke ledsaget av en økning i glidet av en asynkron motor, slik at strømtap når justering er liten.
For å oppnå høye energiindikatorer for en asynkron motor - strømkoeffisienter, effektivitet, overbelastningskapasitet - er det nødvendig å endre spenningen samtidig med frekvensen samtidig.
Loven om spenningsendringer avhenger av arten av MC-belastningen. På et konstant punkt av MC \u003d Const, bør statoren justeres i forhold til frekvensen:

For en vifte natur av lasten, har denne tilstanden skjemaet:

I øyeblikket av belastning, omvendt proporsjonal hastighet:

Således, for en jevn trinnløs kontroll av frekvensen av rotasjon av den asynkrone motorakselen, bør frekvensomformeren gi samtidig frekvensstyring og spenning på statorviklingen av den asynkronmotoren.
Fordeler med å bruke en justerbar elektrisk stasjon i teknologiske prosesser
Bruken av en justerbar elektrisk stasjon gir energibesparelse og lar deg motta nye kvalitetssystemer og objekter. Vesentlige elektrisitetsbesparelser sikres ved å regulere noen teknologisk parameter. Hvis dette er en transportør eller transportør, kan du justere hastigheten på bevegelsen. Hvis det er en pumpe eller en fan - kan du opprettholde trykk eller justere ytelsen. Hvis det er en maskin, kan du jevnt justere fôrhastigheten eller hovedbevegelsen.
Den spesielle økonomiske effekten av bruk av frekvensomformere gir bruk av frekvenskontroll på objekter som gir transport av væsker. Hittil er den vanligste måten å regulere ytelsen til slike objekter, bruken av ventiler eller regulerende ventiler, men i dag blir frekvensstyringen til en asynkronmotor tilgjengelig, for eksempel et arbeidshjul på pumpeenheten eller viften. Ved hjelp av frekvensregulatorer En jevn justering av rotasjonshastigheten gir i de fleste tilfeller å forlate bruken av girkasser, variatorer, chokes og annet regulatorisk utstyr.
Når du kobler seg gjennom frekvensomformeren, starter motoren jevnt, uten å starte strømmer og beats, noe som reduserer belastningen på motoren og mekanismene, og dermed øker levetiden.
Frekvensregulering raskt synlig fra tegning


Således, når han slår på strømmen av stoffet som er inneholdt av ventilen eller ventilen, utfører ikke nyttig arbeid. Bruken av en justerbar elektrisk stasjon eller vifte lar deg stille det nødvendige presset eller forbruket, noe som vil sikre ikke bare energibesparelser, men også redusere tapet av det transporterte stoffet.
Struktur av frekvensomformeren
De fleste moderne frekvensomformere er bygget i henhold til dobbeltkonverteringsordningen. De består av følgende hoveddeler: DC-kobling (uhåndterlig likeretter), Power Pulse inverter og kontrollsystem.
DC-lenken består av en ustyrt likeretter og filter. En variabel strømforsyningsspenning konverteres til DC spenning.
Power Three-Phas Pulse Inverter består av seks transistornøkler. Hver motorvikling kobles gjennom den aktuelle nøkkelen til de positive og negative konklusjonene i liknikeren. Omformeren forvandler den rettede spenningen i trefaset variabel spenning av den ønskede frekvens og amplitude, som påføres viklingene til den elektriske motorstatoren.
I omformerens utgangskaskader brukes strøm IGBT-transistorer som nøkler. Sammenlignet med tyristorer, har de en høyere byttefrekvens, som lar deg produsere utgangssignalet til sinusformet form med minimal forvrengninger.
Prinsippet om drift av frekvensomformeren
Frekvensomformeren består av en ustyrt diode-kraftutbyggere i den autonome omformeren, PWM-kontrollsystemet, automatisk styringssystem, LV Choke og Con Filter Condenser. Regulering av utgangsfrekvensen FV. Og spenningen til uralene utføres i omformeren på grunn av høyfrekvent pulsstyring.
Pulskontroll er preget av en modulasjonsperiode inne i hvilken vikling av den elektriske motorstatoren er tilkoblet vekselvis til de positive og negative polene i liknikeren.
Varigheten av disse statene inne i PWM-perioden moduleres i henhold til sinusformet loven. Høyt (vanligvis 2 ... 15 kHz), PWM klokkefrekvenser, i viklinger av elektrisk motor, på grunn av deres filtreringsegenskaper, strømmer sinusformede strømmer.


Således er formen på utgangsspenningskurven en høyfrekvent to-polarsekvens av rektangulære pulser (fig. 3).
Pulsfrekvensen bestemmes av PWM-frekvensen, varigheten (bredden) av pulser i perioden av utgangsfrekvensen til AIIN fremmes av den sinusformede loven. Formen av utgangsstrømskurven (strøm i viklingene til en asynkron elektrisk motor) er praktisk talt sinusformet.
Justering av utgangsspenningen til omformeren kan utføres på to måter: amplitude (AR) ved å endre inngangsspenningen Ur og breddegraden og pulsen (PWM) ved å endre V1-V6-ventilbryterprogrammet ved UV \u003d Const.
Den andre metoden ble distribuert i moderne frekvensomformere på grunn av utviklingen av et moderne elementbase (mikroprosessorer, IBGT-transistorer). Med en pulserende modulasjon blir formen av strømmer i viklingene til den asynkronmotorstatoren nært med sinusformet takket være de filtreringsegenskapene til viklingene selv.

Slik kontroll gjør det mulig å oppnå en høy konverter effektivitet og tilsvarende analog kontroll ved hjelp av frekvens og spenning amplitude.
Moderne omformere utføres på grunnlag av fullt kontrollerte kraftige halvleder-enheter - låste GTO-tyristorer, eller bipolar IGBT-transistorer med en isolert lukker. I fig. 2,45 viser 3-faset fortauskjemaet til den autonome omformeren på IGBT-transistorer.
Den består av et inngangs kapasitivt filter i CF og seks IGBT-transistorene V1-V6 på mot-parallell D1-D6 omvendt strømdioder.
På grunn av den alternative veksten av V1-V6-ventiler ved algoritmen som er spesifisert av kontrollsystemet, konverteres den konstante inngangsspenningen til uren til en variabel rektangulær pulsutgangsspenning. Gjennom de kontrollerte tastene strømmer V1-V6 den aktive komponenten i den nåværende asynkron elektriske motoren, gjennom dioder D1-D6 er den reaktive komponenten i strømmen.


Og - trefasebro omformer;
I trefaset Bridge likeretter;
SF - Filter kondensator;

Omron Frequency Converter-tilkoblingsskjema alternativet.

Koble til frekvensomformere i samsvar med EMCs krav

Installasjon og tilkobling med samsvar med EMC-kravene er beskrevet i detalj i de aktuelle håndbøkene på enheten.

Teknisk informasjon Transdusere

For tiden har en asynkron elektrisk motor blitt den viktigste enheten i de fleste elektriske stasjoner. I økende grad er det brukt - omformer med PWM-regulering. Slike ledelsen gir mange fordeler, men skaper også noen problemer med å velge visse tekniske løsninger. La oss prøve å finne ut dem mer detaljert.

Frekvensomformerenheten

Utvikling og produksjon bred nomenklatur Kraftige høyspente transistor IGBT-moduler har gitt muligheten til å implementere flerfasekraftbrytere styrt direkte ved hjelp av digitale signaler. Programmerbar databehandling gjør det mulig å danne på inngangene til brytere numeriske sekvensergir signaler. Utvikling og masseproduksjon av enkelt-chip mikrokontroller med store databehandlingsressurser førte til muligheten for overgang til sporing av elektriske stasjoner med digitale regulatorer.

Strømfrekvensomformere implementeres vanligvis i henhold til et diagram som inneholder en likeretter på kraftige strømdioder eller transistorer og en omformer (kontrollert bryter) på IGBT-transistorer, shuntdioder (figur 1).

Fig. 1. Frekvensomformersystem

Inngangskaskaden retter den sinusformede spenningen til nettverket, som etter utjevning ved bruk av et induktivt kapasitivt filter, fungerer som en strømforsyning av en kontrollert inverter som genererer et signal med et signal C som genererer en sinusformet form i statorviklingene med parametere som sikrer den nødvendige driftsmodusen til den elektriske motoren.

Digital kontroll over strømtransduseren utføres ved hjelp av mikroprosessorens maskinvare og de riktige programvarene. Datamaskinen i sanntid produserer styresignaler 52 moduler, og produserer også signaler behandling måleanleggkontrollere driften av stasjonen.

Strøminnretninger og kontrolleringsmidler kombineres som en del av et strukturelt dekorert industriprodukt, kalt frekvensomformeren.

I industriellt utstyr To hovedtyper av frekvensomformere brukes:

branded omformere for bestemte typer utstyr.

universal frekvensomformere er ment for flerbrukskontroll av arbeidet i annonsen i de brukerdefinerte modusene.

Installasjon og kontroll av operasjonsmodusene til frekvensomformeren kan utføres ved hjelp av kontrollpanelet utstyrt med en skjerm for å indikere den angitte informasjonen. I enkel versjon Skalarfrekvenskontrollen kan brukes av et sett med enkle logiske funksjoner som er tilgjengelige i fabrikkregulatorinstallasjonene og den innebygde PID-kontrolleren.

For å utføre mer komplekse kontrollmoduser ved hjelp av signaler fra tilbakemeldingssensorer, er det nødvendig å utvikle en SAU og algoritmestruktur, som skal programmeres ved hjelp av en tilkoblet ekstern datamaskin.

De fleste produsenter produserer en rekke frekvensomformere som varierer i inngangs- og utgang elektriske egenskaper, strøm, konstruktiv utførelse og andre parametere. Ytterligere eksterne elementer kan brukes til å koble til eksternt utstyr (elektrisk strømnettet): magnetiske forretter, transformatorer, chokes.

Typer av kontrollsignaler

Det er nødvendig å gjøre forskjeller mellom signalene til forskjellige typer, og for hver av dem bruker en separat kabel. forskjellige typer Signaler kan påvirke hverandre. I praksis oppstår denne separasjonen ofte, for eksempel kan en kabel fra kan kobles direkte til frekvensomformeren.

Fig. 2. Et eksempel på tilkobling av strømkretser og frekvensomformerkontrollkretser

Du kan velge følgende typer signaler:

analog - spenning eller nåværende signaler (0 ... 10 V, 0/4 ... 20 mA), hvorav verdien varierer sakte eller sjelden, er vanligvis kontrollsignaler eller måling;

diskret spenning eller nåværende signaler (0 ... 10 V, 0/4 ... 20 mA), som bare kan ta to skiftende verdier (høy eller lav);

digitale (data) - Spenningssignaler (0 ... 5 V, 0 ... 10 V), som endres raskt og med høy frekvens, vanligvis er disse porter i porter RS232, RS485, etc.;

relé - Relay Kontakter (0 ... 220 V AC) kan inneholde induktive strømmer, avhengig av den tilkoblede belastningen (eksterne reléer, lamper, ventiler, bremseinnretninger, etc.).

Frekvensomformer Power Selection

Når du velger kraften i frekvensomformeren, er det nødvendig å være basert bare bare på kraften i den elektriske motoren, men også på de nominelle strømmen og spenningen til omformeren og motoren. Faktum er at den angitte kraften til frekvensomformeren bare gjelder drift med en standard 4-polet asynkron elektrisk motor som standard.

Ekte stasjoner har mange aspekter som kan føre til en økning i gjeldende drivbelastning, for eksempel når du starter. Generelt, søknad frekvensstasjon Tillater å redusere nåværende og mekaniske belastninger på grunn av glatt start. For eksempel reduseres startstrømmen fra 600% til 100-150% av den nominelle.

Kjøreoperasjon med lav hastighet

Det må huskes at selv om frekvensomformeren enkelt gir en hastighetskontroll på 10: 1, men når motoren kjører på lavt strømforsyning, kan det ikke være nok. Det er nødvendig å overvåke motortemperaturen og sikre tvungen ventilasjon.

Elektromagnetisk kompabilitet

Siden frekvensomformeren er en kraftig kilde til høyfrekvent harmonisk, så å koble motorene du må bruke en skjermet kabel med minimumslengde. Pakningen av en slik kabel må utføres i en avstand på minst 100 mm fra andre kabler. Dette minimerer spissen. Hvis du trenger å krysse kablene, er skjæringspunktet laget i en vinkel på 90 grader.

Nødgenerator drevet

Jevn start, som gir frekvensomformer reduserer frekvensomformeren nødvendig kraft Generator. Siden, med en slik start, reduseres strømmen 4-6 ganger, så kan generatorens strøm reduseres til et lignende antall ganger. Men fortsatt, mellom generatoren og stasjonen må installeres kontaktoren kontrollert fra reléutgangen til frekvensstasjonen. Det beskytter frekvensomformeren mot farlige overspenninger.

Strømforsyning av en trefasekonverter fra et enkeltfasetettverk

Trefasetfrekvensomformere kan gises fra et enkeltfasetettverk, men deres utgangsstrøm bør ikke overstige 50% av den nominelle.

Elektrisitet og pengerbesparelser

Besparelser skjer av flere grunner. Først på grunn av veksten før verdiene på 0,98, dvs. Maksimal effekt brukes til å gjøre nyttig arbeid, minimumet går i tap. For det andre er koeffisienten nær dette oppnådd på alle moduser for motoroperasjon.

Uten frekvensomformer har asynkron motorer på små belastninger cosinine fi 0,3-0,4. For det tredje er det ikke behov for ytterligere mekaniske justeringer (spjeld, chokes, ventiler, bremser, etc.), alt er gjort elektronisk. Med en slik regulatorisk enhet kan besparelser nå 50%.

Synkronisering av flere enheter

På grunn av de ekstra inngangene til frekvensstasjonskontrollen, kan du synkronisere prosessene på transportøren eller sette forholdene til endringen i noen verdier, avhengig av den andre. For eksempel, tilsett hastigheten på rotasjonshastigheten til maskinspindelen fra fôrhastigheten til kutteren. Prosessen vil bli optimalisert, fordi Med en økning i belastningen på kutteren, vil fôret bli redusert og omvendt.

Nettverksbeskyttelse mot høyere harmoniske

For ytterligere beskyttelse, unntatt korte skjermet kabler, brukes nettverkskoks og shunt kondensatorer. I tillegg begrenser strømmen når du slår på.

Riktig sikkerhetsklasse

For den problemfrie driften av frekvensstasjonen er det nødvendig med en pålitelig kjøleribbe. Hvis du bruker høye sikkerhetsklasser, for eksempel IP 54 og høyere, er det vanskelig eller dyrt å oppnå en slik kjøleribbe. Derfor kan du bruke et eget skap med høy klasse Beskyttelsen der du skal sette moduler med en mindre klasse og trene total ventilasjon og kjøling.

Parallell tilkobling av elektriske motorer til en frekvensomformer

For å redusere kostnadene kan du bruke en frekvensomformer for å kontrollere flere elektriske motorer. Dens kraft må velges med en reserve på 10-15% av den totale kraften til alle elektriske motorer. Samtidig er det nødvendig å minimere lengden på motorkablene, og det er svært ønskelig å sette en motorkjule.

De fleste frekvensomformere tillater deg ikke å deaktivere eller koble motorene med kontaktorene under driften av frekvensstasjonen. Dette gjøres bare gjennom kommandoen Drive Stop.

Stille inn regulatorisk funksjon

For å få det maksimale indikatorer Operasjonen av den elektriske stasjonen, for eksempel: Kraftkoeffisient, effektivitet, overbelastningskapasitet, jevn kontroll, holdbarhet, må du ordentlig velge forholdet mellom endringen i driftsfrekvensen og spenningen ved utgangen av frekvensomformeren.

Spenningsendringsfunksjonen avhenger av arten av lasten. Ved et konstant tidspunkt må spenningen på statoren til den elektriske motoren justeres i forhold til frekvensen (skalarregulering U / F \u003d CONST). For en vifte, for eksempel et annet forhold - u / f * f \u003d const. Hvis vi øker frekvensen 2 ganger, må spenningen økes i 4 (vektorregulering). Det finnes stasjoner og med mer komplekse kontrollfunksjoner.

Fordeler med å bruke en justerbar elektrisk stasjon med frekvensomformer

I tillegg til økt effektivitet og energibesparelse, kan en slik elektrisk stasjon få deg ny kvalitetsstyring. Dette uttrykkes i nektet av ytterligere mekaniske enheter som skaper tap og reduserer påliteligheten til systemer: bremser, spjeld, chokes, ventiler, justeringsventiler, etc. Bremsing, for eksempel, kan utføres på grunn av omvendt rotasjon elektromagnetisk felt I statoren av elektrisk motor. Ved å endre bare den funksjonelle avhengigheten mellom frekvensen og spenningen, får vi en annen stasjon uten å endre noe i mekanikken.

Leser dokumentasjon

Det bør bemerkes at selv om frekvensomformere ligner hverandre og etter å ha mestret en, er det lett å håndtere den andre, men det er nødvendig å nøye lese dokumentasjonen. Noen produsenter pålegger restriksjoner på bruken av sine produkter, og når de blir forstyrret, fjernes produkter fra garantien.

Justerbar elektrisk stasjon er utformet for å kontrollere motoren ved å kontrollere parametrene. Hastigheten er direkte proporsjonal med frekvensen. Derfor, ved å variere frekvensen, kan du opprettholde rotasjonshastigheten til motorakselen som er angitt i henhold til teknologien. Trinn for trinn Beskrivelse Arbeidsflyten for den frekvensjusterbare stasjonen (LDG) ser slik ut.

1. Steg en. Konvertere en diode kraft likeretter av en- eller trefaset inngangsstrøm til en permanent.
2. Trinn andre. Kontroll av frekvensomformeren for dreiemomentet og rotasjonshastigheten til den elektriske motorakselen.
3. Trinn tre. Utgangsspenningskontroll, opprettholde det konstante U / F-forholdet.

En enhet som utfører på systemutgangen omvendt funksjonen for å generere en DC i variabel, kalles en omformer. Flytting fra krusninger på dekket oppnås ved å legge til choke og filterkondensator.

Hvordan velge en frekvensjusterbar elektrisk stasjon

Det overordnede antall frekvensomformere er laget med et integrert elektromagnetisk kompatibilitetsfilter (EMC).

Det er slike typer ledelse som dumbfounded og sensor vektor, etc. I henhold til spesifiserte prioriteringer i å gjøre ledelsesbeslutninger, er stasjonene valgt av:

• last type;
• spenning og motor raid;
• kontrollmodus;
• justering;
• EMC, etc.

Hvis LDP er designet for en asynkron motor med lang levetid, anbefales det å velge en frekvensomformer med en overordnet strøm på utgangen. Ved bruk av moderne frekvensomformere er det mulig å kontrollere fjernkontrollen, over grensesnitt eller kombinert metode.

Tekniske trekk ved bruk av frekvens elektrisk stasjon

1. For å sikre høy ytelse, kan du fritt bytte til en hvilken som helst modus i innstillingene.
2. Nesten alle enheter har diagnostiske funksjoner, som lar deg raskt eliminere det resulterende problemet. Det anbefales imidlertid primært for å sjekke innstillingene, eliminere sannsynligheten for ufrivillige handlinger av arbeidstakere.
3. Justerbart innhold kan monteres, eller angi et bestemt forhold til gjensidige verdier. Redusert utstyr fører til teknologioptimalisering.
4. I Auto-Tuning State blir motorparametrene automatisk lagt inn i frekvensomformeren. Dette øker nøyaktigheten av beregningen av øyeblikket, og glidekompensasjonen er forbedret.

Applikasjonsområde

Produsenter tilbys et vidt utvalg av Kjører som brukes i områder der elektriske motorer er involvert. Perfekt løsning For alle typer belastninger og fans. Middelklassesystemene brukes på kullkraftverki gruveindustrien, på møller, i boliger og kommunale tjenester, etc. Utvalget ser ut som dette: 3 kV, 3,3 kV, 4,16 kV, 6 kV, 6,6 kV, 10 kV og 11 kV.

Med fremkomsten av en justerbar elektrisk kjøring forårsaker vanntrykkskontroll på sluttbrukeren ikke problemer. Grensesnittet med en gjennomtenkt scenarisk struktur er flott for å administrere pumping utstyr. Takket være den kompakte designen, kan stasjonen installeres i et skap av ulike utførelser. Nye generasjons produkter har egenskapene til avansert teknikk:

• høy hastighet og kontroll nøyaktighet i vektor modus;
• betydelig elektrisitetsbesparelser;
• raske dynamiske egenskaper;
• stort lavfrekvent dreiemoment;
• dobbelt bremsing, etc.

Avtale og tekniske indikatorer

Komplette tider med spenning opp til og over 1 kV (beregnet for mottak og konvertering av energi, beskyttelse av elektrisk utstyr fra CW, overbelastningsstrømmer) Tillat:

• glatt starter motoren, og reduserer derfor slitasje;
• stopp, opprettholde motorens rotasjonshastighet.

Komplett LDG-skap utfører til 1KV utfører de samme oppgavene med hensyn til motoren med en kraft på 0,55 - 800 kW. Stasjonen fungerer normalt når spenningen i strømnettet er i området fra -15% til + 10%. I tilfelle av non-stop-drift oppstår reduksjonen i strøm hvis spenningen er 85% -65%. Generell koeffisient Power Cosj \u003d 0.99. Utgangsspenning Automatisk regulert av automatisk slå på reserven (AVR).

Fordeler med bruk

Fra optimalisering og potensielle fordeler er det mulig:

• juster prosessen med høy nøyaktighet;
• eksternt diagnostisere stasjonen;
• ta hensyn til motorsykler;
• overvåke funksjonsfeil og aldringsmekanismer;
• øke ressursen til maskiner;
• redusere den akustiske støyen betydelig.

Konklusjon

Hva er CHRP? Dette er en motorstyring som styrer elektrisk motor ved å justere frekvensen til inngangsnettverket, og beskytter samtidig enheten mot forskjellige feil (nåværende overbelastning, CW-strømmer).

Elektriske stasjoner (utfører tre funksjoner forbundet med hastighet, kontroll og bremsing) er en uunnværlig enhet for drift av elektriske motorer og andre roterende maskiner. Systemer brukes aktivt på mange produksjonsområder: i olje- og gassindustrien, atomkraft, trebearbeiding, etc.

Modene for drift av sentrifugalpumper er energi som blir energisk mest effektivt ved å endre rotasjonshastigheten til deres arbeidsdehjul. Rotasjonshastigheten til arbeidshjulene kan endres hvis en justerbar elektrisk stasjon brukes som drivmotor.
Enhet og egenskaper gass turbin og motorer intern forbrenning Slik er at de kan endre rotasjonshastigheten i det nødvendige området.

Fremgangsmåten med å regulere rotasjonsfrekvensen av en hvilken som helst mekanisme analyseres hensiktsmessig ved bruk av enhetens mekaniske egenskaper.

Vurder de mekaniske egenskapene til pumpeenheten som består av en pumpe og en elektrisk motor. I fig. 1 viser de mekaniske egenskapene til en sentrifugalpumpe utstyrt med en omvendt lukker (kurve 1) og en elektrisk motor med kortslutet rotor (Kurve 2).

Fig. 1. Mekaniske egenskaper av pumpeenheten

Forskjellen i verdiene til dreiemomentet til elektrisk motor og motstandsmomentet kalles et dynamisk øyeblikk. Hvis motormomentet er større enn pumpemotstanden, anses det dynamiske øyeblikket som positivt, hvis mindre er negativt.

Under påvirkning av et positivt dynamisk øyeblikk begynner pumpeenheten å jobbe med akselerasjon, dvs. akselererer. Hvis det dynamiske øyeblikket er negativt, fungerer pumpeenheten med en nedgang, dvs. Bremser.

I likestilling av disse øyeblikkene finner den etablerte driftsmodusen, dvs. Pumpeenheten fungerer med en konstant rotasjonsfrekvens. Denne rotasjonsfrekvensen og det tilsvarende øyeblikk bestemmes av krysset mellom de mekaniske egenskapene til den elektriske motoren og pumpen (punkt A i fig. 1).

Hvis i prosessen med å regulere på en eller annen måte å forandre den mekaniske egenskapen, for eksempel for å gjøre det mykere ved å innføre en ekstra motstand i rotasjonskretsen til den elektriske motoren (kurve 3 i fig. 1), rotasjonsmomentet av den elektriske motoren blir mindre enn motstandsmomentet.

Under påvirkning av et negativt dynamisk øyeblikk begynner pumpeenheten å jobbe med en nedgang, dvs. Den er hemmet til dreiemomentet og motstandsmomentet igjen lik (punkt B i figur 1). Dette punktet tilsvarer sin rotasjonsfrekvens og dens verdi av punktet.

Således blir prosessen med å regulere rotasjonsfrekvensen av pumpeenheten kontinuerlig ledsaget av endringer i dreiemomentet av den elektriske motoren og motstandens motstand.

Pumpehastighetskontrollen kan utføres ved enten en endring i hastigheten til den elektriske motoren, stivt forbundet med pumpen, eller ved å endre overføringsforholdet som forbinder pumpen med en elektrisk motor som fungerer med konstant hastighet.

Justere hyppigheten av rotasjon av elektriske motorer

I pumpestedene brukes primært vekselstrømsmotorer. Rotasjonshastigheten til AC-motoren avhenger av frekvensen av tilførselsstrømmen F, antall par poler P og glidende s. Ved å endre en eller flere av disse parametrene, kan du endre rotasjonsfrekvensen og pumpen formulert med den.

Hovedelementet frekvens elektrisk stasjon er en . I omformeren konverteres den konstante frekvensen av F1-forsyningsnettverket til variabelen F 2. I forhold til frekvensen f 2, blir frekvensen av rotasjon av den elektriske motoren som er koblet til omformerens utgangsendringer.

Ved hjelp av frekvensomformeren, nesten uendrede nettverksparametere, konverteres spenningen U1 og F1-frekvensen til de variable parametrene U2 og F 2 som kreves for kontrollsystemet. For å sikre den stabile driften av elektrisk motor, bør begrensningene på den nåværende overbelastningen og magnetiske strømmen opprettholde høye energiparametere i frekvensomformeren opprettholdes et visst forhold mellom inngangs- og utgangsparametere, avhengig av typen mekaniske egenskaper pumpe. Disse relasjonene oppnås fra loven om frekvensregulering.

For pumper bør respekteres av forholdet:

U1 / F1 \u003d U2 / F2 \u003d CONT

I fig. 2 viser de mekaniske egenskapene til en asynkron elektrisk motor ved frekvensregulering. Når frekvensen minker F2, endrer den mekaniske egenskapen ikke bare sin posisjon i koordinatene til N - M, men endrer noe form. Spesielt reduseres det maksimale øyeblikk av elektrisk motor. Dette skyldes at når overholdelse av forholdet U1 / F1 \u003d U2 / F2 \u003d CONT og endringen i F1-frekvens, blir effekten av statorens aktive motstand ikke tatt i betraktning av størrelsen på motorens dreiemoment.

Fig. 2. Mekaniske egenskaper av frekvens elektrisk stasjon ved maksimal (1) og redusert (2) frekvenser

Med frekvensregulering, med tanke på denne effekten, forblir det maksimale øyeblikket uendret, form for mekaniske egenskaper blir bevart, bare dens posisjon endres.

Frekvensomformere med høye energikarakteristikker på grunn av at produksjonen fra konverteren gir en form for strøm og spenningskurver, nærmer seg sinusformet. I i det siste Frekvensomformer på IGBT-moduler (bipolare transistorer med en isolert lukker) ble mest forplantet.

IGBT-modulen er et svært effektivt nøkkelelement. Den har en liten spenningsfall, høyhastighets og lav bryterkraft. Frekvensomformeren på IGBT-modulene med PWM og vektorkontrollalgoritmen asynkron elektrisk motor har fordeler over andre typer omformere. Det er preget av en høy verdi på kraftfaktoren i hele spekteret av endringer i utdatafrekvensen.

Konseptet av omformeren er representert i fig. 3.

Fig. 3. Frekvensomformer Skjema på IGBT-moduler: 1 - Vifteenhet; 2 - Strømforsyning; 3 - likeretter ukontrollabel; 4 - Kontrollpanel; 5 - Kontrollpanelkort; 6 - PWM; 7 - Spenningskonverteringsenhet; 8 - Kontroll systemkort; 9 - drivere; 10 - Sikringer i omformeren; 11 - nåværende sensorer; 12 - Asynkron kortkretsmotor; Q1, Q2, Q3 - Strømbrytere, styrekrets og vifteblokk; K1, K2 - kondensator og kraftkjede ladekontaktorer; C - blokk med kondensatorer; RL, R2, R3-motstander av begrensningen av strømmen av kondensatorens ansvar, utslipp av kondensatorer og plommeanordningen; VT - Strømnøkler Inverter (IGBT-moduler)

Ved utgangen av frekvensomformeren dannes en spenningskurve (strøm), noe forskjellig fra sinusoidet, som inneholder høyere harmoniske komponenter. Deres tilstedeværelse innebærer en økning i tapene i den elektriske motoren. Av denne grunn, når den elektriske drivkraften drives på rotasjonsfrekvensene i nærheten av den nominelle, oppstår den elektriske motoroverbelastningen.

Når du arbeider med reduserte rotasjonsfrekvenser, er kjøleforholdene for selvforsinkede elektriske motorer som brukes i pumpestasjonen verre. I det vanlige reguleringsområdet pumpe aggregater (1: 2 eller 1: 3) Denne forverringen av ventilasjonsbetingelsene kompenseres med en signifikant reduksjon i belastningen ved å redusere pumpens forsyning og trykk.

Når man arbeider ved frekvenser nær den nominelle verdien (50 Hz), krever forverring av kjøleforholdene i kombinasjon med fremkomsten av høyere ordens harmonier en reduksjon i tillatt mekanisk kraft med 8 - 15%. På grunn av dette reduseres det maksimale øyeblikket av den elektriske motoren med 1-2%, dens effektivitet - med 1-4%, cosφ - med 5-7%.

For å unngå en overbelastning av elektrisk motor, er det nødvendig eller begrenset den øvre verdien av rotasjonshastigheten, eller utstyre stasjonen kraftigere elektrisk motor. Det siste tiltaket er obligatorisk når driften av pumpeenheten med en frekvens F 2\u003e 50 Hz er planlagt. Begrensning av den øvre motorhastighetsverdien utføres ved å begrense frekvensen F 2 til 48 Hz. En økning i den nominelle kraften til drivmotoren utføres med avrunding til nærmeste standardverdi.

Konsernkontroll av justerbare elektrisk apparater av aggregater

Mange pumpeinnstillinger består av flere aggregater. Som regel er ikke alle aggregater utstyrt med justerbar elektrisk stasjon. Av de to eller tre installerte enhetene er den justerbare elektriske stasjonen nok til å utstyre en. Hvis en omformer er konstant koblet til en av aggregatene, er det ujevnt forbruk av motorstesting, siden enheten som er utstyrt med en justerbar stasjon, brukes i en betydelig større tid.

For en jevn belastningsfordeling mellom alle enhetene som er installert på stasjonen, utvikles konsernstyringsstasjoner, som aggregatene kan kobles til vekselvis til omformeren. Kontrollstasjoner produseres vanligvis for lavspenning (380 V) enheter.

Vanligvis er lavspenningsstyringsstasjoner designet for å kontrollere de to-tre-enhetene. Sammensetningen av lavspenningsstyringsstasjoner inkluderer kretsbrytere som gir beskyttelse mot grensesnittkort og bakken, termiske reléer for å beskytte aggregatene fra overbelastning, samt kontrollinstrument (nøkler, etc.).

Kinneholder i sammensetningen de nødvendige låsene som lar deg koble frekvensomformeren til en hvilken som helst valgt enhet og erstatte arbeidsenhetene uten å forstyrre den teknologiske driftsmodusen til pumpen eller blåseren.

Styringsstasjoner, som regel, sammen med kraftelementene ( automatiske brytere, kontaktorer, etc.) inneholder i sammensetningskontrollen og regulatoriske enheter (mikroprosessorstyrere, etc.).

På forespørsel fra kunden på stasjonen er utstyrt med automatisk kraft på backup-strømmen (AVR), kommersiell måling av elektrisitet forbrukes, kontrollinstrumentstyring.

Om nødvendig innføres ytterligere enheter i kontrollstasjonen, og sikrer bruk sammen med frekvensomformeren av enheten av en jevn start av aggregater.

Automatiserte kontrollstasjoner gir:

opprettholde en gitt verdi av prosessparameteren (trykk, nivå, temperatur, etc.);

kontroll av driftsmoduser av elektriske motorer med justerbare og uregulerte aggregater (kontroll av strømforbruk, kraft) og deres beskyttelse;

automatisk inkludering til arbeidet med backup-enheten under ulykkenes ulykke;

bytte aggregater direkte til nettverket når frekvensomformeren mislykkes;

automatisk bytte på sikkerhetskopien (ABR) elektrisk inngang;

automatisk re-inkludering (APV) stasjon etter forsvinden og dyp spenning planting i forsyning elektrisk nettverk;

automatisk endring i modusen for drift av stasjonen med å stoppe og starte enheter for å fungere på et bestemt tidspunkt;

automatisk inkludering i driften av en ekstra uregulert enhet, hvis den justerbare enheten, som kommer til den nominelle rotasjonsfrekvensen, ikke ga den nødvendige vannforsyningen;

automatisk veksling av arbeidsenheter på bestemte tidsperioder for å sikre ensartede utgifter til motoren;

operativ ledelse Betjeningsmodus for pumping (blåser) installasjon fra kontrollpanelet eller fra forsendelseskonsollen.

Fig. 4. Stasjon av gruppekontroll av frekvensjusterbare elektriske stasjoner av pumper

Effektiviteten av bruken av den frekvensjusterbare elektriske stasjonen i pumping installasjoner

Bruken av en frekvensjusterbar stasjon kan betydelig spare strøm, siden det gjør det mulig å bruke store pumpene i små innings. På grunn av dette er det mulig å øke enhetens kraft i aggregatene, redusere dem totalt antall nummer, og derfor redusere dimensjoner Bygninger, forenkle hydraulisk ordning Stasjoner, reduserer antall rørfittings.

Dermed kan bruken av en justerbar elektrisk kjøring i pumpeinstallasjoner, redusere antall pumpeenheter, forenkle det hydrauliske diagrammet til stasjonen, for å redusere byggvolumene til pumpestasjonsbygningen. I denne forbindelse oppstår sekundære økonomiske effekter: Kostnaden for oppvarming, belysning og reparasjon av bygningen minker, kostnadene avhengig av formålet med stasjoner og andre spesifikke forhold kan reduseres med 20 - 50%.

I teknisk dokumentasjon Frekvensomformere indikerer at bruken av en justerbar elektrisk kjøring i pumping installasjoner tillater å spare opptil 50% av energien som forbrukes for å pumpe rent og avløpsvann, Og tilbakebetalingsperioder utgjør tre - ni måneder.

Samtidig indikerer beregningene og analysen av effektiviteten av den justerbare elektriske stasjonen i de aktive pumpestedene at i små pumpeinstallasjoner med aggregater med en kapasitet på opptil 75 kW, spesielt når de jobber med en stor statisk komponent av Trykk, det er upassende å bruke justerbare elektriske stasjoner. I disse tilfellene kan du bruke enklere regulatoriske systemer med bruk av gasspjelding, endringer i antall arbeidspumpeenheter.

Bruken av en justerbar elektrisk stasjon i automatiseringssystemene for pumping installasjoner, på den ene siden, reduserer energiforbruket, på den annen side, krever ytterligere kapitalkostnader, derfor er hensiktsmessiget til å bruke en justerbar elektrisk stasjon i pumpinginnstillinger bestemt ved å sammenligne Kostnader for to alternativer: grunnleggende og nytt. Per nytt alternativ En pumpeenhet er akseptert, utstyrt med en justerbar elektrisk stasjon, og for basisinstallasjonen er enhetene som drives med en konstant rotasjonsfrekvens.

Vi produserer og selger frekvensomformere:
Priser for frekvensomformere (21.01.16):
Plater en fase i tre:
Modellkraftpris
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 i markedet for frekvens 220 i 380 kraft 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 for Frequency Converter Orders:
+38 050 4571330
[Email beskyttet]nettside

Modernfrekvensjusterbar elektrisk stasjon består av en asynkron eller synkron elektrisk motor- og frekvensomformer (se figur 1.).

Elektrisk motor konverterer elektrisk energi i

mekanisk energi og fører den teknologiske mekanismen.

Frekvensomformeren styrer den elektriske motoren og er en elektronisk statisk enhet. Ved produksjonen av omformeren dannes en elektrisk spenning med variable amplituder og frekvens.

Navnet "Frequency Adjustable Electric Drive" skyldes at justeringen av motorens rotasjonshastighet utføres ved å endre frekvensen av forsyningsspenningen som følger med motoren fra frekvensomformeren.

I løpet av de siste 10-15 årene har verden en bred og vellykket introduksjon av en frekvensjusterbar elektrisk kjøring for å løse ulike teknologiske problemer i mange sektorer i økonomien. Dette skyldes hovedsakelig utvikling og opprettelse av frekvensomformere på en fundamentalt ny elementbase, hovedsakelig på bipolare transistorer med en isolert IGBT-lukker.

Denne artikkelen beskriver kort typer frekvensomformere, som brukes i den frekvensjusterbare elektriske stasjonen, implementert i dem styringsmetodene, deres egenskaper og egenskaper.

Med ytterligere resonnement, vil vi snakke om en trefaset frekvensjusterbar elektrisk stasjon, da den har den største industrielle applikasjonen.

Om ledelsesmetoder

I synkron elektrisk motor Rotorhastighet inn i

trappet modus er lik hyppigheten av rotasjon av statorens magnetfelt.

I asynkron elektrisk motor rotorhastighet

steady-modusen er forskjellig fra rotasjonshastigheten ved størrelsen på gliden.

Rotasjonsfrekvensen av magnetfeltet avhenger av frekvensen av forsyningsspenningen.

Ved fôring av viklingen av statoren til en elektrisk motor med trefasespenning med en frekvens, opprettes et roterende magnetfelt. Rotasjonshastigheten til dette feltet bestemmes av den kjente formelen

hvor er antall par statorpoler.

Overgangen fra rotasjonshastigheten til feltet målt i radianer til rotasjonshastigheten, uttrykt i omdreininger per minutt, utføres i henhold til følgende formel

hvor 60 er koeffisienten av omberegning av dimensjon.

Ved å erstatte feltet av feltrotasjon i denne ligningen, får vi det

Således avhenger rotasjonshastigheten til rotoren av synkron og asynkron motorer av frekvensen av forsyningsspenningen.

På denne avhengigheten er frekvensreguleringsmetoden basert.

Ved å endre frekvensen ved motorinngangen ved hjelp av omformeren, justerer vi rotorhastigheten.

I den vanligste frekvensjusterbare stasjonen basert på asynkronmotorer med en kortsluttet rotor, brukes skalar- og vektorfrekvensstyring.

Med en skalarkontroll i en bestemt lov endres amplitude og frekvens av den påførte spenningen. Endringen i frekvensen av forsyningsspenningen fører til avvik fra de beregnede verdiene for maksimums- og startmomentene til motoren, til. PD, strømfaktor. Derfor, for å opprettholde den nødvendige motorens ytelse, er det nødvendig å endre frekvensen samtidig for å endre spenningsamplituden.

I eksisterende frekvensomformere med skalarkontroll, støttes forholdet mellom det maksimale motormomentet oftest av tidspunktet for motstanden mot akselen. Det vil si når spenningsamplitudefrekvensen endres, endres den på en slik måte at forholdet mellom det maksimale motormomentet til den nåværende belastningen av lasten forblir uendret. Dette forholdet kalles motoropplastingskapasitet.

Med konstantiteten av overbelastningsevnen, den nominelle effektfaktoren og til. PD Motoren på hele reguleringsområdet for rotasjonshastigheten er praktisk talt ikke endret.

Det maksimale øyeblikket utviklet av motoren bestemmes av følgende avhengighet

hvor er en permanent koeffisient.

Derfor bestemmes avhengigheten av forsyningsspenningen på frekvensen av arten av lasten på den elektriske motorakselen.

For permanent lasting av lasten, er forholdet U / F \u003d CONT, og faktisk sikres med det maksimale øyeblikk av motoren. Naturen av drivstofftilførselsspenningens avhengighet av saken med et konstant belastningspunkt er vist på fig. 2. Tiltvinkelen fremover på diagrammet avhenger av størrelsen på motstanden og maksimal motormomentet.

Samtidig, ved lave frekvenser, begynner med en viss frekvensverdi, begynner maksimal øyeblikk av motoren å falle. For å kompensere for dette og for å øke startmomentet, brukes det til å øke forsyningsspenningsnivået.

I tilfelle av en viftebelastning, er avhengigheten implementert U / F2 \u003d CONT. Naturen av avhengigheten av forsyningsspenningen på frekvensen for denne saken er vist i fig. 3. Når du justerer i små frekvenser, blir det maksimale øyeblikket også redusert, men for denne typen Masse er ikke-kritiske.

Ved hjelp av avhengigheten av maksimal dreiemoment fra spenning og frekvens kan du konstruere en graf du fra f for enhver type last.

En viktig fordel ved skalarmetoden er evnen til samtidig å administrere en gruppe elektriske motorer.

Scalar Control er tilstrekkelig for de fleste praktiske tilfeller av bruk av en frekvensstyrt stasjon med en rekke motorhastighetsstyringsområde på opptil 1:40.

Vector Control lar deg øke kontrollområdet betydelig, justeringsnøyaktighet, øke hastigheten på den elektriske stasjonen. Denne metoden gir direkte kontroll over det roterende dreiemomentet.

Momentet bestemmes av statens tilstand, som skaper et spennende magnetfelt. Med direkte kontroll dreiemoment

det er nødvendig å endre amplitude og fase av statorstrømmen, det vil si den nåværende vektoren. Dette skyldes begrepet "vektorkontroll".

For å kontrollere dagens vektor, og følgelig posisjonen til den magnetiske strømmen av statoren i forhold til den roterende rotoren, må du når som helst vite den nøyaktige posisjonen til rotoren når som helst. Oppgaven løses enten ved hjelp av fjernsensoren til rotorposisjonen, eller ved å bestemme posisjonen til rotoren ved beregninger ved bruk av andre motorparametere. Som disse parametrene brukes nåværende viklinger og stress spenninger.

Billigere er den frekvensjusterbare elektrisk stasjonen med en vektorkontroll uten en fart tilbakemeldingssensor, men vektorkontrollen krever et stort volum og høy hastighet Beregninger fra frekvensomformer.

I tillegg, for direkte kontroll av øyeblikket i liten, nær null rotasjonshastighet, er driften av frekvensstyrt elektrisk stasjon uten tilbakemelding i hastighet umulig.

Vektorkontroll med en hastighets tilbakemeldingssensor gir en rekke justeringer på opptil 1: 1000 og høyere, hastighetsstyringsnøyaktighet - hundre av interesse, nøyaktighet på tidsprosent enheter.

I den synkronfrekvensjusterbare stasjonen brukes de samme kontrollmetodene som i asynkron.

Men B. ren form Frekvensstyringen til rotasjonshastigheten til synkronmotorer brukes kun ved lav effekt, når lastmomentene er små og treghet av drivmekanismen. Ved høy kapasitet er disse forholdene fullt ansvarlige for aktuatoren med en viftebelastning. I tilfeller med andre typer lasttype kan motoren falle ut av synkronisering.

For synkroniske elektriske elektriske stasjoner brukes en frekvensstyringsmetode med selvkryning, som eliminerer motortapet fra synkronismen. Fremgangsmåten i fremgangsmåten er at kontrollen av frekvensomformeren utføres i strengt i samsvar med posisjonen til motorrotoren.

Frekvensomformeren er en anordning beregnet for å konvertere vekselstrøm (spenning) av en frekvens til vekselstrøm (spenning) av en annen frekvens.

Utgangsfrekvensen i moderne omformere kan variere i et bredt spekter og være både høyere og under frekvensen av forsyningsnettverket.

Kretsen til en hvilken som helst frekvensomformer består av kraft- og kontrolldeler. Kraftdelen av omformere er vanligvis laget på tyristorer eller transistorer som opererer i elektronisk nøkler modus. Kontrolldelen utføres på digitale mikroprosessorer og gir strømstyring.
elektroniske nøkler, samt å løse et stort antall ekstra oppgaver (kontroll, diagnostikk, beskyttelse).

Frekvensomformere

anvendt i justerbar

elektrisk kjøretur, avhengig av driftsprinsippet, er kraften delt inn i to klasser:

1. Frekvensomformere med en uttalt mellomliggende kobling av DC.

2. Frekvensomformere med direkte tilkobling (uten mellomliggende DC-kobling).

Hver av de eksisterende klassene av omformere har sine fordeler og ulemper som bestemmer området for rasjonell bruk av hver av dem.

Historisk sett den første som vises omformere med direkte tilkobling

(Fig. 4.), hvor kraftdelen er en forvaltet likeretter og utføres på ikke-låste tyristorer. Kontrollsystemet låses vekselvis av tyristotgruppene og kobler statormotorviklingen til forsyningsnettverket.

Dermed er utgangsspenningen til omformeren dannet fra "kutt" -seksjonene av inngangsspenningen sinusoid. Fig. 5. Et eksempel på dannelsen av utgangsspenningen for en av lastfasene er vist. Ved inngangen til omformeren er det en trefaset sinusformet spenning av IA, IV, IP. Utgangsspenningen til Yves1x har en ikke-sinusformet "såformet" form, som konvensjonelt kan tilnærmet av en sinusoid (fortykket linje). Fra figuren er det sett at frekvensen av utgangsspenningen ikke kan være lik eller over frekvensen av forsyningsnettverket. Det ligger i området fra 0 til 30 Hz. Som et resultat, et lite motorhastighetsstyringsområde (ikke mer enn 1: 10). Denne begrensningen tillater ikke å anvende slike omformere i moderne frekvensstyrte stasjoner med et bredt spekter av prosesskontrollparametere.

Bruken av ikke-låste tyristorer krever relativt komplekse systemer Kontroller som øker kostnaden for omformeren.

Den "kutte" sinusoid på omformeren av omformeren er kilden til høyere harmonikere, noe som forårsaker ytterligere tap i den elektriske motoren, overoppheting av den elektriske maskinen, nedgangen i øyeblikket, veldig sterk forstyrrelse i forsyningsnettverket. Bruken av kompenserende enheter fører til en økning i kostnad, masse, dimensjoner, senking til. PD Systemer generelt.

Sammen med de angitte manglene i omformere med direkte obligasjon, har de visse fordeler. Disse inkluderer:

Nesten den høyeste effektiviteten i forhold til andre omformere (98,5% og høyere),

Evnen til å jobbe med store spenninger og strømmer, noe som gjør det mulig å bruke dem i kraftige høyspenningsstasjoner,

Relativ lav pris, til tross for økningen absolutt verdi På grunn av kontrollkretsene og tilleggsutstyret.

Slike omformersordninger brukes i gamle stasjoner, og nye design er praktisk talt ikke utviklet.

Mest bred bruk I moderne frekvensstyrte stasjoner finnes omformere med en uttalt DC-kobling (figur 6.).

Double Transformation brukes i denne klassen omformere elektrisk energi: Inngang Sinusformet spenningen med permanent amplitude og frekvens rettes i likriktaren (B), filtrert av filteret (F), glatt, og deretter revurdert av omformeren (e) inn i vekselspenningen av den variable frekvens og amplitude. Double Energy Transformation fører til en reduksjon i k. P.D. og til noen forverring av massevisningsindikatorer i forhold til omformere med direkte forbindelse.

For å danne en sinusformet vekselspenning, brukes autonome spenningsomformere og autonome nåværende omformere.

Inversene brukes som elektroniske nøkler i omformere, og deres avanserte GCT, IGCT, SGCT-modifikasjoner, og bipolare transistorer med en IGBT-port påføres.

Den største fordelen med tyristorfrekvensomformere, som i en direkte tilkoblingsordning, er evnen til å operere med høye strømmer og spenninger, med lange belastnings- og impulseffekter.

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

Frekvensomformere på tyristorer er for tiden okkupert av den dominerende posisjonen i høyspenningsstasjonen i kapasitetsområdet fra hundrevis av kilowatt og opp til dusinvis av megawatt med en utgangsspenning på 3-10 kV og høyere. Imidlertid er prisen for en kW av utgangseffekten den største i klassen av høyspenningsomformere.

Inntil den siste tiden utgjorde frekvensomformere på GTO hovedandelen og i lavspenningsfrekvensjusterbar stasjonen. Men med fremkomsten av IGBT-transistorer, "naturlig utvalg" skjedde og i dag omformere på basen deres, er generelt anerkjente ledere innen lavspenningsfrekvensstyrt stasjon.

Thyristor er semi-konstante enheter: For å slå den på, er det nok å sende inn en kort puls til kontrollutgangen, men det er nødvendig å slå av eller feste omvendt spenning til den, eller redusere bryterstrømmen til null. Til
dette i en tyristorfrekvensomformer krever et komplekst og stort kontrollsystem.

Bipolare transistorer med en isolert IGBT-lukker varierer fra tyristorer full håndtering, enkelt ikke-energikontrollsystem, høyest driftsfrekvens

Som et resultat tillater frekvensomformere på IGBT deg å utvide motorhastighetsstyringsområdet, øke hastigheten til aktuatoren som helhet.

For asynkron elektrisk stasjon med vektorkontroll, lar IGBT-transdusere du operere med lave hastigheter uten tilbakemeldingssensor.

Bruken av IGBT med en høyere byttefrekvens i kombinasjon med et mikroprosessorstyringssystem i frekvensomformere reduserer nivået på høyere harmonisk karakteristikk for tyristor omformere. Som et resultat, mindre ytterligere tap i viklingene og magnetisk kretsavl av den elektriske motoren, en reduksjon i oppvarming av elektrisk maskin, en reduksjon i øyeblikket pulseringer og utelukkelse av de såkalte "vaner" av rotoren i den lille frekvensregionen. Tap i transformatorer, kondensatorbatterier reduseres, deres levetid og isolasjon av ledninger øker, antall falske svar på beskyttelsesenheter og feilen i induksjonsinstrumenter reduseres.

Omformere på IGBT-transistorer sammenlignet med Thyristor-omformere i samme utgangskraft er preget av mindre dimensjoner, en masse, økt pålitelighet på grunn av den modulære elektroniske nøkkelutførelsen, en bedre kjøleskive fra overflaten av modulen og et mindre antall strukturelle elementer.

De tillater å implementere mer full beskyttelse Fra nåværende ruller og overspenning, som reduserer sannsynligheten for feil og elektrisk skade betydelig.

For øyeblikket har lavspenningsomformere på IGBT en høyere pris per produksjonsenhet, på grunn av den relative kompleksiteten av produksjonen av transistormoduler. Men når det gjelder pris / kvalitetsforhold, basert på de listede fordelene, har de tydeligvis dra nytte av Thyristor-omformere, i tillegg, i hele senere år Det er en jevn nedgang i prisene på IGBT-moduler.

Hovedhindustrien for deres bruk i høyspenningsstasjon med direkte frekvensomforming og med kapasiteter over 1 - 2 MW er for tiden teknologiske begrensninger. En økning i den bryte spenningen og driftsstrømmen fører til en økning i størrelsen på transistormodulen, og krever også en mer effektiv varmefjerning fra silisiumkrystallet.

Nye teknologier for produksjon av bipolare transistorer er rettet mot å overvinne disse restriksjonene, og utsiktene for bruk av IGBT er svært høy så høy som høyspenningsstasjon. For tiden brukes IGBT-transistorer i høyspenningsomformere som sekvensielt tilkoblet flere

Struktur og prinsipp om lavspenningsfrekvensomformeren på GBT-transistorer

Type diagrammet til lavspenningsfrekvensomformeren er vist på fig. 7. På bunnen av figuren er stressgrafer og strømmer ved utgangen av hvert element i omformeren avbildet.

En variabel spenning av forsyningsnettverket (IVH) med en permanent amplitude og frekvens (UEX \u003d CONT, F ^ \u003d CONT) går inn i den kontrollerte eller uhåndterte likeretteren (1).

For å glatte krusene på den rettede spenningen (karakter, blir filteret (2) anvendt. Liktrikator og kapasitiv filter (2) danner en DC-lenke.

Fra filterutgangen konstant press UD kommer inn i innløpet av den autonome impuls omformeren (3).

Den autonome omformeren av moderne lavspenningsomformere, som nevnt, utføres på grunnlag av kraftbipolare transistorer med en isolert IGBT-lukker. Figuren i figuren viser frekvensomformersystemet med en autonom spenningsomformer som den største fordelingen.

Zve mo ps ht<)A\U IQTOTOKAj

Omformeren omdannes til en konstant spenning av UD i trefaset (eller en-fase) pulsavspenning av den variable amplitude og frekvens. I henhold til kontrollsystemsignalene er hver elektrisk motorvikling forbundet gjennom de tilsvarende strømtransistorene til omformeren til de positive og negative polene i DC-lenken.

Varigheten av forbindelsen til hver vikling innenfor pulsperioden er modulert i henhold til sinusformet lov. Den største bredden på pulser er gitt i midten av halvperioden, og i begynnelsen og slutten av halvperioden minker. Dermed gir kontrollsystemet en pulsmodulasjon (PWM) av spenningen som er påført motmotorviklingen. Amplituden og frekvensen av spenningen bestemmes av parametrene for den modulerende sinusformet funksjon.

Med en høy bærerfrekvens av PWM (2 ... 15 kHz) motorvikling på grunn av deres høye induktansarbeid som et filter. Derfor fortsetter nesten sinusformede strømmer i dem.

I ordningene av omformere med en kontrollert likeretter (1) kan endringen i Amplituden til UH-spenningen oppnås ved å regulere gyldigheten av den konstante spennings-UD, og \u200b\u200bfrekvensen endres - inverteroperasjonsmodus.

Om nødvendig, ved utgangen av den autonome omformeren, er et filter (4) installert for utjevning av strømspulseringer. (I ordningene i omformere på IGBT, på grunn av lave nivåer av høyere harmoniske, er behovet for spenning praktisk fraværende.)

Således er en trefaset (eller en-fase) variabel spenning av den variable frekvens- og amplitude-variabelspenningen dannet ved utgangen av frekvensomformeren (koblet \u003d var).

I de senere år har mange bedrifter mye oppmerksomhet som dikteres av markedets behov, betaler utvikling og opprettelse av høyspenningsfrekvensomformere. Den nødvendige verdien av utgangsspenningen til frekvensomformeren for høyspennings elektrisk kjøring når 10 kV og høyere ved strømmen til flere dusin Megawatt.

For slike spenninger og kapasiteter med direkte frekvensomforming, påføres meget dyre tyristorkraft elektroniske nøkler med komplekse styrekretser. Koble til omformeren til nettverket utføres enten gjennom inngangsstrømsbegrensende reaktoren, eller gjennom konverteringstransformatoren.

Begrensningen og strømmen til en enkelt elektronisk nøkkel er begrenset, derfor bruker de spesielle kretsløsninger for å øke utgangsspenningen til omformeren. I tillegg tillater det deg å redusere den totale kostnaden for høyspenningsfrekvensomformere gjennom bruk av elektroniske nøkler med lavspente elektroniske nøkler.

I frekvensomformere bruker ulike produsenter selskaper følgende kretsløsninger.

I omformersskjemaet (figur 8.) utføres en dobbeltspennings transformasjon ved bruk av en senking (T1) og en økning i (T2) høyspennings transformatorer.

Double Transformation lar deg bruke for frekvensregulering Figur 9. Relativt billig

lavspenningsfrekvensomformeren, strukturen som er presentert i fig. 7.

Omformere er preget av den relative billigheten og enkelheten til praktisk implementering. Som et resultat er de oftest brukt til å kontrollere høyspente elektriske motorer i kapasitetsområdet på opptil 1 - 1,5 MW. For større kraft av elektrisk kjøring gjør T2-transformatoren betydelig forvrengning i prosessen med å kontrollere den elektriske motoren. De viktigste ulempene med to-transformatoromformere er høye masse-kanalegenskaper, mindre i forhold til andre CPD-ordninger (93-96%) og pålitelighet.

Omformere laget i henhold til denne ordningen har et begrenset utvalg av motorhastighetskontroll både fra oven og nedenfra fra den nominelle frekvensen.

Når frekvensen ved utgangen av konverteren øker metningen av kjernen og den beregnede driftsmodusen til utgangstransformatoren T2 er forstyrret. Derfor, som praksis viser, er reguleringsområdet begrenset i pogin\u003e p\u003e 0,5pn. For å utvide kontrollområdet brukes transformatorer med et økt tverrsnitt av den magnetiske rørledningen, men det øker kostnadene, massen og dimensjonene.

Med en økning i utgangsfrekvensen vokser tapene i kjernen i T2-transformatoren på magnetiserings- og vortexstrømmene.

I stasjoner med en kapasitet på mer enn 1 mW og lavspenningsspenningen på 0,4 - 0,6 kV, bør kabelseksjonen mellom frekvensomformeren og lavspenningsviklingen av transformatorer beregnes for strømmer til kiloamperen, som øker omformerens masse.

For å forbedre driftsspenningen til frekvensomformeren, er de elektroniske tastene koblet i serie (se fig. 9).

Antallet av elementer i hver skulder bestemmes av størrelsen på driftsspenningen og elementet type.

Hovedproblemet for denne ordningen er i streng koordinering av driften av elektroniske nøkler.

Semiconductor Elements gjort selv i en batch har en variasjon av parametere, så det er veldig akutt oppgaven med å matche sin tidarbeid. Hvis en av elementene åpnes med forsinkelse eller nært før resten, vil den komplette skulderspenningen bli brukt på den, og det mislykkes.

For å redusere nivået på høyere harmonikere og forbedre elektromagnetisk kompatibilitet, brukes flerfulle kretser av omformere. Koordinasjonen av transduseren med forsyningsnettet utføres ved hjelp av flere matchende transformatorer T.

Figur 9. Avbildet 6 puldiagram med en tovikende matchende transformator. I praksis er det 12, 18, 24 pulsordninger

omformere. Antall sekundære viklinger av transformatorer i disse ordningene er henholdsvis 2, 3, 4.

Ordningen er den vanligste for høyspenningstransducere. Omformerne har noen av de beste spesifikke massekanalindikatorene, rekkevidden av endringer i utdatafrekvensen fra 0 til 250-300 Hz, og effektiviteten til transduserne når 97,5%.

3. Konverteringsskjema med en flere transformator

Kraften i omformeren (figur 10.) består av en flerkapasitets transformator og elektroniske inverterceller. Antall sekundære viklinger av transformatorer i kjente ordninger når 18. Sekundære viklinger er elektrisk forskjøvet i forhold til hverandre.

Dette gjør at du kan bruke lavspennings-inverterceller. Cellen utføres i henhold til skjemaet: en ustyrt trefaset likeretter, kapasitiv filter, enfasetomformer på IGBT-transistorer.

Celleutgangene er koblet til sekvensielt. I eksemplet ovenfor inneholder hver fase av den elektriske motoren tre celler.

Når det gjelder egenskapene, er omformere nærmere kretsen med sekvensiell sving på elektroniske nøkler.