變頻器的工作原理和用戶選擇的標準

簡要說明選擇變頻器作為異步電動機控制設備的目的、工作原理和標準。

鼠籠式感應電動機 今天,它是用於控制各種機器和機制的最龐大和最可靠的設備。但每一枚獎牌都有另一面。

感應電動機的兩個主要缺點是不可能簡單 轉子速度控制, 非常大的啟動電流 — 標稱值的五、七倍。如果僅使用機械控制裝置,這些缺點會導致大量的能量損失和衝擊機械負載。這對設備的使用壽命具有極其不利的影響。

頻率轉換器

頻率轉換器作為這個方向研究的結果,一類新的設備誕生了,這使得以電子方式而非機械方式解決這些問題成為可能。

頻率轉換器 帶脈衝寬度控制(帶 PWM 的 PE)可將浪湧電流降低 4-5 倍。它提供感應電機的平穩啟動,並根據給定的電壓/頻率比控制驅動器。

變頻器可節省高達 50% 的能源。允許相鄰設備之間的反饋成為可能,即針對任務自動調整設備並改變整個系統的運行條件。

變頻器的工作原理

PWM變頻器是 雙轉換逆變器…首先,電源電壓 220 或 380 V 通過輸入二極管橋進行整流,然後使用電容器對其進行平滑和濾波。

這是轉型的第一階段。在第二階段,從恆壓開始,使用控制微電路和輸出橋 IGBT開關,就形成了具有一定頻率和占空比的PWM序列。在變頻器的輸出端,發出成組的矩形脈衝,但由於感應電動機定子繞組的電感,它們被積分,最後變成接近正弦波的電壓。

變頻調速感應電動機的機械特性 變頻調速異步電動機的機械特性:a——接線圖; b——具有恆定靜阻力矩的負載特性; c——風機負荷特性; d——靜載力矩特性,與旋轉角速度成反比。

用於開啟變頻器的典型電路 用於開啟變頻器的典型電路 變頻器電路中電源線(電纜)的連接實例 變頻器電路中電源線(電纜)的連接實例

選擇變頻器的標準

頻率轉換器功能選擇 每個製造商都試圖在市場上獲得競爭優勢。增加銷量的第一條經驗法則是低價。因此,製造商努力在其產品中只包含必要的功能。其餘的作為選項提供。在購買變頻器之前,請確定您需要哪些功能。值得選擇在基本版本中具有大部分必要功能的設備。

通過控制方法

那些在功率、性能類型、過載能力等方面不合適的轉換器立即報廢。根據您必須決定選擇什麼的管理類型, 標量或矢量控制.

大多數現代變頻器實施矢量控制,但此類變頻器比標量變頻器更昂貴。

矢量控制通過減少靜態誤差允許更精確的控制。標量模式僅支持輸出電壓和輸出頻率之間的恆定比率,但對於風扇,例如,這已經足夠了。

自問世以來,矢量控制已成為一種極為流行的感應電機控制策略。目前大部分變頻器都是矢量控制,甚至是無傳感器矢量控制(這種趨勢出現在原本是標量控制,沒有連接速度傳感器端子的變頻器)。

矢量控制的基本原理在於單獨獨立調節電機的勵磁電流和正交電流,軸的機械轉矩與正交電流成正比。勵磁電流決定轉子零磁鏈的值並保持恆定。

當速度穩定時,正交電流設定點是使用一個單獨的 PI 控制器生成的,該 PI 控制器的輸入是期望和測量的電機速度之間的差異。因此,正交電流始終設置為最小值,以提供足夠的機械扭矩來維持設定速度。因此,矢量控制具有較高的能效。

通過電源

如果設備的功率大致相同,則根據最大負載的功率選擇同一公司容量的轉換器。這將確保互換性並簡化設備維護。建議所選變頻器的服務中心在您所在的城市。

通過電源電壓

始終選擇電壓範圍盡可能寬的轉換器,包括上下電壓。事實上,對於本地網絡而言,標準這個詞只能帶來歡笑和淚水。如果低電壓很可能會導致變頻器停止,那麼升高的電壓可能會導致電源電解電容器爆炸和設備輸入失敗。

按頻率調節範圍

頻率轉換器當使用額定工作頻率高的電動機時,例如磨床(1000 Hz 或更高),頻率調節的上限很重要。確保頻率範圍適合您的需要。下限定義驅動器速度控制範圍。標準是1:10。如果需要更大的範圍,只選擇矢量控制,向廠家索取驅動參數。即使聲稱的 0 Hz 限制也不能保證驅動器的穩定運行。

通過控制輸入的數量

輸入控制命令(啟動、停止、反轉、停止等)需要離散輸入。反饋信號(驅動器在運行期間的設置和設置)需要模擬輸入。需要數字輸入來輸入來自數字速度和位置傳感器的高頻信號(編碼器).輸入的數量永遠不能太多,但輸入越多,系統可以構建的越複雜,成本也越高。

按輸出信號數

離散輸出用於為各種事件(警報、過熱、輸入電壓高於或低於水平、錯誤信號等)輸出信號。模擬輸出用於構建複雜的反饋系統。選擇建議與上一段相似。

控制總線

用於控制變頻器的設備必須具有與所選變頻器相同的總線和輸入/輸出數量。為將來的升級留出一些輸入和輸出空間。

在保修期內

保修期可以間接讓您評估變頻器的可靠性。當然,您應該選擇具有長期計劃的變頻器。一些製造商特別規定了不在保修範圍內的損壞情況。請始終仔細閱讀文檔並在線搜索設備型號和製造商的評論。這將幫助您做出正確的選擇。不要花錢購買優質服務和員工培訓。


支架上的變頻器
支架上的變頻器

過載能力

作為第一個近似值,變頻器的功率應選擇為比電機功率大 10-15%。變頻器的電流應高於電機的額定電流,略高於可能的過載電流。

在特定機制的描述中,通常會指出過載電流及其流動的持續時間。閱讀文檔!這將使您保持娛樂並可能防止將來損壞設備。如果驅動器還具有衝擊(峰值)負載(負載持續 2-3 秒)的特點,則有必要為峰值電流選擇轉換器。再次收取 10% 的保證金。
另請參閱此主題: 用於泵裝置的 VLT AQUA Drive 變頻器

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