Frekvensomformer er en teknologi som bør mestres når man utfører elektrisk arbeid. Å bruke frekvensomformer til å kontrollere motor er en vanlig metode innen elektrisk styring; noen krever også ferdigheter i bruken.
1.Først av alt, hvorfor bruke en frekvensomformer til å kontrollere en motor?
Motoren er en induktiv belastning, som hindrer endring av strøm og vil produsere en stor endring i strøm ved start.
Omformeren er en elektrisk energikontrollenhet som bruker på-av-funksjonen til krafthalvlederenheter for å konvertere den industrielle frekvensstrømforsyningen til en annen frekvens. Den er hovedsakelig sammensatt av to kretser, den ene er hovedkretsen (likerettermodul, elektrolytisk kondensator og omformermodul), og den andre er kontrollkretsen (bytte strømforsyningskort, kontrollkretskort).
For å redusere startstrømmen til motoren, spesielt motoren med høyere effekt, jo større kraft, jo større startstrøm. For høy startstrøm vil gi en større belastning på strømforsyningen og distribusjonsnettverket. Frekvensomformeren kan løse dette startproblemet og la motoren starte jevnt uten å forårsake for stor startstrøm.
En annen funksjon ved å bruke en frekvensomformer er å justere hastigheten på motoren. I mange tilfeller er det nødvendig å kontrollere hastigheten på motoren for å oppnå bedre produksjonseffektivitet, og frekvensomformerens hastighetsregulering har alltid vært det største høydepunktet. Frekvensomformeren kontrollerer motorhastigheten ved å endre frekvensen til strømforsyningen.
2.Hva er inverterkontrollmetodene?
De fem mest brukte metodene for inverterkontrollmotorer er som følger:
A. Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) kontrollmetode
Dens egenskaper er enkel kontrollkretsstruktur, lav pris, god mekanisk hardhet og kan oppfylle kravene til jevn hastighetsregulering for generell overføring. Det har vært mye brukt i ulike felt av industrien.
Men ved lave frekvenser, på grunn av den lave utgangsspenningen, blir dreiemomentet betydelig påvirket av statormotstandsspenningsfallet, noe som reduserer det maksimale utgangsmomentet.
I tillegg er dens mekaniske egenskaper ikke like sterke som DC-motorer, og dens dynamiske dreiemomentkapasitet og statiske hastighetsreguleringsytelse er ikke tilfredsstillende. I tillegg er systemytelsen ikke høy, kontrollkurven endres med belastningen, dreiemomentresponsen er langsom, motorens dreiemomentutnyttelsesgrad er ikke høy, og ytelsen reduseres ved lav hastighet på grunn av eksistensen av statormotstand og omformeren død. soneeffekt, og stabiliteten forringes. Derfor har folk studert vektorkontroll variabel frekvenshastighetsregulering.
B. Spenningsromvektor (SVPWM) kontrollmetode
Den er basert på den generelle generasjonseffekten av trefasebølgeformen, med det formål å nærme seg den ideelle sirkulære roterende magnetfeltbanen til motorluftgapet, generere en trefasemodulasjonsbølgeform om gangen og kontrollere den i veien. av innskrevet polygon som tilnærmer sirkelen.
Etter praktisk bruk har den blitt forbedret, det vil si å introdusere frekvenskompensasjon for å eliminere feilen ved hastighetskontroll; estimere fluksamplituden gjennom tilbakemelding for å eliminere påvirkningen av statormotstand ved lav hastighet; lukking av utgangsspenningen og strømsløyfen for å forbedre dynamisk nøyaktighet og stabilitet. Imidlertid er det mange kontrollkretskoblinger, og ingen dreiemomentjustering er introdusert, så systemytelsen har ikke blitt fundamentalt forbedret.
C. Vektorkontroll (VC) metode
Essensen er å gjøre AC-motoren ekvivalent med en DC-motor, og uavhengig kontrollere hastigheten og magnetfeltet. Ved å kontrollere rotorfluksen dekomponeres statorstrømmen for å oppnå dreiemoment og magnetfeltkomponenter, og koordinattransformasjonen brukes for å oppnå ortogonal eller frakoblet kontroll. Innføringen av vektorkontrollmetoden er av epokegjørende betydning. Men i praktiske applikasjoner, siden rotorfluksen er vanskelig å observere nøyaktig, blir systemkarakteristikkene sterkt påvirket av motorparametrene, og vektorrotasjonstransformasjonen som brukes i den ekvivalente DC-motorkontrollprosessen er relativt kompleks, noe som gjør det vanskelig for den faktiske kontrolleffekt for å oppnå det ideelle analyseresultatet.
D. Metode for direkte dreiemomentkontroll (DTC).
I 1985 foreslo professor DePenbrock ved Ruhr-universitetet i Tyskland for første gang direkte dreiemomentkontroll frekvenskonverteringsteknologi. Denne teknologien har i stor grad løst manglene ved den ovennevnte vektorkontrollen, og har blitt raskt utviklet med nye kontrollideer, kortfattet og tydelig systemstruktur og utmerket dynamisk og statisk ytelse.
For tiden har denne teknologien blitt brukt med suksess for høyeffekts vekselstrømsoverføring av elektriske lokomotiver. Direkte dreiemomentkontroll analyserer direkte den matematiske modellen av AC-motorer i statorkoordinatsystemet og kontrollerer den magnetiske fluksen og dreiemomentet til motoren. Det trenger ikke å likestille AC-motorer med DC-motorer, og dermed eliminere mange komplekse beregninger i vektorrotasjonstransformasjon; den trenger ikke å etterligne styringen av DC-motorer, og den trenger heller ikke å forenkle den matematiske modellen av AC-motorer for frakobling.
E. Matrix AC-AC kontrollmetode
VVVF frekvenskonvertering, vektorkontrollfrekvenskonvertering og direkte dreiemomentkontrollfrekvenskonvertering er alle typer AC-DC-AC frekvenskonvertering. Deres vanlige ulemper er lav inngangseffektfaktor, stor harmonisk strøm, stor energilagringskondensator som kreves for DC-krets, og regenerativ energi kan ikke mates tilbake til strømnettet, det vil si at den ikke kan operere i fire kvadranter.
Av denne grunn ble matrise AC-AC frekvenskonvertering oppstått. Siden matrise AC-AC frekvenskonvertering eliminerer den mellomliggende DC-koblingen, eliminerer den den store og dyre elektrolytiske kondensatoren. Det kan oppnå en effektfaktor på 1, en sinusformet inngangsstrøm og kan operere i fire kvadranter, og systemet har høy effekttetthet. Selv om denne teknologien ennå ikke er moden, tiltrekker den fortsatt mange forskere til å utføre dyptgående forskning. Dens essens er ikke å indirekte kontrollere strøm, magnetisk fluks og andre mengder, men å direkte bruke dreiemoment som den kontrollerte mengden for å oppnå det.
3.Hvordan styrer en frekvensomformer en motor? Hvordan er de to koblet sammen?
Kablingen til omformeren for å kontrollere motoren er relativt enkel, lik ledningen til kontaktoren, med tre hovedstrømledninger som går inn og deretter ut til motoren, men innstillingene er mer kompliserte, og måtene å kontrollere omformeren på er også forskjellig.
Først av alt, for vekselretterterminalen, selv om det er mange merker og forskjellige ledningsmetoder, er ledningsterminalene til de fleste vekselrettere ikke mye forskjellige. Generelt delt inn i forover- og reversbryterinnganger, brukt til å kontrollere forover- og bakoverstarten av motoren. Tilbakemeldingsklemmer brukes til å gi tilbakemelding om driftsstatusen til motoren,inkludert driftsfrekvens, hastighet, feilstatus, etc.
For hastighetsinnstillingskontroll bruker noen frekvensomformere potensiometre, noen bruker knapper direkte, som alle styres gjennom fysiske ledninger. En annen måte er å bruke et kommunikasjonsnettverk. Mange frekvensomformere støtter nå kommunikasjonskontroll. Kommunikasjonslinjen kan brukes til å kontrollere start og stopp, forover og bakover rotasjon, hastighetsjustering osv. av motoren. Samtidig overføres også tilbakemeldingsinformasjon gjennom kommunikasjon.
4.Hva skjer med utgangsmomentet til en motor når rotasjonshastigheten (frekvensen) endres?
Startmomentet og maksimalt dreiemomentet når det drives av en frekvensomformer er mindre enn når det drives direkte av en strømforsyning.
Motoren har en stor start- og akselerasjonspåvirkning når den drives av en strømforsyning, men disse påvirkningene er svakere når den drives av en frekvensomformer. Direkte start med en strømforsyning vil generere en stor startstrøm. Når en frekvensomformer brukes, blir utgangsspenningen og frekvensen til frekvensomformeren gradvis lagt til motoren, slik at motorens startstrøm og slag blir mindre. Vanligvis reduseres dreiemomentet som genereres av motoren når frekvensen avtar (hastigheten reduseres). De faktiske dataene for reduksjonen vil bli forklart i enkelte frekvensomformermanualer.
Den vanlige motoren er designet og produsert for en 50Hz spenning, og dens nominelle dreiemoment er også gitt innenfor dette spenningsområdet. Derfor kalles hastighetsregulering under nominell frekvens konstant dreiemomenthastighetsregulering. (T=Te, P<=Pe)
Når utgangsfrekvensen til frekvensomformeren er større enn 50Hz, avtar dreiemomentet som genereres av motoren i et lineært forhold omvendt proporsjonalt med frekvensen.
Når motoren kjører med en frekvens større enn 50Hz, må størrelsen på motorbelastningen vurderes for å forhindre utilstrekkelig motorutgangsmoment.
For eksempel reduseres dreiemomentet som genereres av motoren ved 100 Hz til omtrent 1/2 av dreiemomentet som genereres ved 50 Hz.
Derfor kalles hastighetsregulering over nominell frekvens konstant effekthastighetsregulering. (P=Ue*Ie).
5.Anvendelse av frekvensomformer over 50Hz
For en bestemt motor er dens nominelle spenning og nominelle strøm konstant.
For eksempel, hvis merkeverdiene til omformeren og motoren begge er: 15kW/380V/30A, kan motoren fungere over 50Hz.
Når hastigheten er 50Hz, er utgangsspenningen til omformeren 380V og strømmen er 30A. På dette tidspunktet, hvis utgangsfrekvensen økes til 60Hz, kan den maksimale utgangsspenningen og strømmen til omformeren bare være 380V/30A. Selvfølgelig forblir utgangseffekten uendret, så vi kaller det konstant strømhastighetsregulering.
Hvordan er dreiemomentet på dette tidspunktet?
Fordi P=wT(w; vinkelhastighet, T: dreiemoment), siden P forblir uendret og w øker, vil dreiemomentet reduseres tilsvarende.
Vi kan også se på det fra en annen vinkel:
Statorspenningen til motoren er U=E+I*R (I er strøm, R er elektronisk motstand, og E er indusert potensial).
Det kan sees at når U og jeg ikke endrer seg, endres heller ikke E.
Og E=k*f*X (k: konstant; f: frekvens; X: magnetisk fluks), så når f endres fra 50–>60Hz, vil X reduseres tilsvarende.
For motoren er T=K*I*X (K: konstant; I: strøm; X: magnetisk fluks), så dreiemomentet T vil avta når den magnetiske fluksen X avtar.
Samtidig, når den er mindre enn 50Hz, siden I*R er veldig liten, når U/f=E/f ikke endres, er den magnetiske fluksen (X) en konstant. Moment T er proporsjonal med strømmen. Dette er grunnen til at overstrømkapasiteten til omformeren vanligvis brukes til å beskrive dens overbelastningskapasitet (dreiemoment), og den kalles konstant dreiemomenthastighetsregulering (merkestrømmen forblir uendret–>maksimalt dreiemoment forblir uendret)
Konklusjon: Når utgangsfrekvensen til omformeren øker fra over 50Hz, vil utgangsmomentet til motoren reduseres.
6. Andre faktorer relatert til utgangsmoment
Varmeproduksjonen og varmeavledningskapasiteten bestemmer utgangsstrømkapasiteten til omformeren, og påvirker dermed utgangsmomentkapasiteten til omformeren.
1. Bærefrekvens: Merkestrømmen merket på omformeren er generelt verdien som kan sikre kontinuerlig utgang ved høyeste bærefrekvens og høyeste omgivelsestemperatur. Redusering av bærefrekvensen vil ikke påvirke strømmen til motoren. Imidlertid vil varmeutviklingen til komponentene reduseres.
2. Omgivelsestemperatur: Akkurat som omformerbeskyttelsen vil ikke strømverdien økes når omgivelsestemperaturen oppdages å være relativt lav.
3. Høyde: Høydeøkningen har innvirkning på varmeavledning og isolasjonsytelse. Generelt kan det ignoreres under 1000 m, og kapasiteten kan reduseres med 5 % for hver 1000 meter over.
7.Hva er passende frekvens for en frekvensomformer for å kontrollere en motor?
I oppsummeringen ovenfor har vi lært hvorfor omformeren brukes til å styre motoren, og også forstått hvordan omformeren styrer motoren. Omformeren styrer motoren, som kan oppsummeres som følger:
For det første kontrollerer omformeren startspenningen og frekvensen til motoren for å oppnå jevn start og jevn stopp;
For det andre brukes omformeren til å justere hastigheten på motoren, og motorhastigheten justeres ved å endre frekvensen.
Anhui Mingtengs permanentmagnetmotorproduktene styres av omformeren. Innenfor belastningsområdet 25%-120% har de høyere effektivitet og bredere driftsområde enn asynkronmotorer med samme spesifikasjoner, og har betydelige energibesparende effekter.
Våre profesjonelle teknikere vil velge en mer passende omformer i henhold til de spesifikke arbeidsforholdene og kundenes faktiske behov for å oppnå bedre kontroll over motoren og maksimere ytelsen til motoren. I tillegg kan vår tekniske serviceavdeling fjernveilede kunder til å installere og feilsøke omformeren, og realisere allsidig oppfølging og service før og etter salg.
Copyright: Denne artikkelen er et opptrykk av det offentlige WeChat-nummeret "Teknisk opplæring", den originale lenken https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA
Denne artikkelen representerer ikke vårt selskaps synspunkter. Hvis du har ulike meninger eller synspunkter, vennligst korriger oss!
Innleggstid: 09-09-2024