Kas yra dažnio keitiklis, kaip jis veikia ir kam jis skirtas
Apibrėžimas
Iš esmės dažnio keitiklis yra elektroninis galios keitiklis, skirtas kintamos srovės dažniui pakeisti. Bet priklausomai nuo našumo keičiasi ir įtampos lygis, ir fazių skaičius. Jums gali būti ne iki galo aišku, kodėl toks įrenginys reikalingas, tačiau apie tai pabandysime papasakoti paprastais žodžiais.
Sinchroninių ir asinchroninių variklių (HELL) veleno sukimosi dažnis priklauso nuo statoriaus magnetinio srauto sukimosi dažnio ir yra nustatomas pagal formulę:
n = (60 * F / p) * (1-S),
čia n yra HELL veleno apsisukimų skaičius, p - polių porų skaičius, s yra paslydęs, f yra kintamosios srovės dažnis.
Paprastai tariant, rotoriaus greitis priklauso nuo dažnio ir polių porų skaičiaus. Polių porų skaičių lemia statoriaus ritinių konstrukcija, o srovės dažnis tinkle yra pastovus. Todėl norėdami reguliuoti greitį, dažnį galime valdyti tik keitiklių pagalba.
Įrenginys
Atsižvelgdami į tai, kas išdėstyta, mes suformulavome atsakymą į klausimą, kas tai yra:
Dažnio keitiklis yra elektroninis įtaisas kintamos srovės dažniui pakeisti, taigi ir asinchroninės (ir sinchroninės) elektrinės mašinos rotoriaus sukimosi greičiui.
Grafinis simbolis pagal GOST 2.737-68 galite pamatyti žemiau:
Jis vadinamas elektroniniu, nes remiasi puslaidininkių jungiklio grandine. Priklausomai nuo funkcinių ypatybių ir valdymo tipo, bus pakeista ir grandinės schema, ir veikimo algoritmas.
Žemiau pateiktoje diagramoje matote, kaip išdėstytas dažnio keitiklis:
Dažnio keitiklio veikimo principas yra toks:
- Maitinimo įtampa tiekiama į 1 lygintuvą ir tampa rektifikuotu pulsuojančiu.
- 2 bloke impulsai yra išlyginami, o reaktyvusis komponentas iš dalies kompensuojamas.
- 3 blokas yra maitinimo jungiklių grupė, valdoma valdymo sistemos (4), naudojant impulsų pločio moduliaciją (PWM). Ši konstrukcija leidžia jums gauti dviejų lygių PWM reguliuojamą įtampą išvestyje, kuri po išlyginimo artėja prie sinusoidinės formos. Brangiuose modeliuose buvo naudojama trijų lygių schema, kur naudojama daugiau klavišų. Tai leidžia pasiekti arčiau sinusoidinės bangos formos. Kaip puslaidininkiniai jungikliai gali būti naudojami tiristoriai, lauko efekto arba IGBT tranzistoriai. Pastaruoju metu pastarieji du tipai buvo paklausiausi ir populiariausi dėl efektyvumo, mažų nuostolių ir lengvo valdymo.
- Naudojant PWM, suformuojamas reikiamas įtampos lygis, paprastais žodžiais tariant - taip moduliuojama sinuso banga, pakaitomis apimanti raktų poras, formuojanti linijos įtampa.
Taigi trumpai aprašėme, kaip veikia elektros variklio dažnio keitiklis ir iš ko jis susideda. Jis naudojamas kaip antrinis energijos šaltinis ir ne tik kontroliuoja dabartinio tiekimo tinklo formą, bet konvertuoja jo vertę ir dažnį pagal nurodytus parametrus.
Kaštonų tipai ir taikymo sritis
Valdymo metodai
Greitis gali būti reguliuojamas skirtingais būdais - tiek nustatant norimą dažnį, tiek reguliuojant. Chastotniki pagal kontrolės metodą yra suskirstyti į dvi rūšis:
- Su skaliariniu valdymu.
- Su vektorių valdymu.
Pirmojo tipo įtaisai reguliuoja dažnį pagal nurodytą U / F funkciją, tai yra, keičiant įtampą kartu su dažniu. Toliau pateikiamas tokios įtampos priklausomybės nuo dažnio pavyzdys.
Jis gali būti skirtingas ir užprogramuotas konkrečiam krūviui, pavyzdžiui, ventiliatoriams jis nėra linijinis, bet primena parabolės šaką. Šis veikimo principas palaiko beveik pastovų tarpą tarp rotoriaus ir statoriaus esantį magnetinį srautą.
Skaliarinio valdymo bruožas yra jo paplitimas ir santykinai paprastas įgyvendinimas. Dažniausiai jis naudojamas siurbliams, ventiliatoriams ir kompresoriams. Tokie chastotnikai dažnai naudojami, jei reikia palaikyti stabilų slėgį (ar kitą parametrą), tai gali būti povandeniniai gręžinių siurbliai, jei atsižvelgsime į buitinį naudojimą.
Gamyboje taikymo sritis yra plati, pavyzdžiui, slėgio valdymas tuose pačiuose vamzdynuose ir automatinių vėdinimo sistemų veikimas. Valdymo diapazonas paprastai yra 1:10, paprastai tariant, maksimalus greitis nuo minimalaus gali skirtis 10 kartų. Dėl algoritmų ir schemų diegimo ypatumų tokie įrenginiai paprastai yra pigesni, o tai yra pagrindinis pranašumas.
Trūkumai:
- Ne per tikslus tikslus palaikymas.
- Lėtesnis atsakas į režimo pokyčius.
- Dažniausiai nėra galimybės valdyti momento ant veleno.
- Padidėjus greičiui virš nominaliojo, variklio veleno momentas mažėja (tai yra, kai mes padidiname dažnį virš nominalios 50 Hz).
Pastarasis yra dėl to, kad įtampa išėjime priklauso nuo dažnio, esant vardiniam dažniui įtampa yra lygi tinklo įtampai, o chastotnikai nežino, kaip ją pakelti aukščiau, grafike galėjote pamatyti lygią sklypo dalį po 50 Hz. Reikėtų pažymėti, kad momento priklausomybė nuo dažnio, ji patenka pagal dėsnį 1 / f, žemiau esančiame grafike parodyta raudonai, o galios priklausomybė nuo dažnio yra mėlyna.
Vektoriais valdomų dažnio keitiklių veikimo principas skiriasi, čia svarbu ne tik įtampa, atitinkanti U / f kreivę. Išėjimo įtampos charakteristikos skiriasi priklausomai nuo jutiklių signalų, taigi ant veleno išlaikomas tam tikras momentas. Bet kodėl mums reikalingas toks kontrolės metodas? Tikslesnis ir greitesnis reguliavimas yra vektoriniu būdu valdomo dažnio keitiklio požymiai. Tai svarbu tokiuose mechanizmuose, kur veikimo principas yra susijęs su staigiu vykdomosios valdžios apkrovos ir momento pasikeitimu.
Tokia apkrova būdinga tekinimo ir kitų tipų mašinoms, įskaitant CNC. Reguliavimo tikslumas yra iki 1,5%, reguliavimo diapazonas yra 1: 100, didesniam tikslumui naudojant greičio jutiklius ir tt - atitinkamai 0,2% ir 1: 10000.
Forumuose yra nuomonė, kad šiandien kainų skirtumas tarp vektorinių ir skaliarinių chastotnikų yra mažesnis nei buvo anksčiau (15-35%, priklausomai nuo gamintojo), o pagrindinis skirtumas yra daugiau programinės įrangos nei grandinės. Taip pat atkreipkite dėmesį, kad dauguma vektorinių modelių palaiko skaliarinį valdymą.
Privalumai:
- didesnis stabilumas ir tikslumas;
- greitesnis reagavimas į apkrovos pokyčius ir didelis sukimo momentas mažu greičiu;
- platesnis reguliavimo spektras.
Pagrindinis trūkumas yra tas, kad jis kainuoja daugiau nei skaliariniai.
Abiem atvejais dažnį galima nustatyti rankiniu būdu arba naudojant jutiklius, pavyzdžiui, slėgio jutiklį ar srauto matuoklį (jei mes kalbame apie siurblius), potenciometrą ar kodavimo įrenginį.
Visi arba beveik visi dažnio keitikliai turi minkšto paleidimo funkciją, kuri palengvina variklių užvedimą iš avarinių generatorių, praktiškai nekeliant pavojaus jį perkrauti.
Fazių skaičius
Be reagavimo metodų, chastotnikai skiriasi įvesties ir išvesties fazių skaičiumi. Taigi atskirkite dažnio keitiklius su vienfaziais ir trifaziais įėjimais.
Tuo pačiu metu daugumą trifazių modelių galima maitinti viena faze, tačiau naudojant šią programą jų galia sumažėja iki 30-50%. Taip yra dėl leistinos srovės apkrovos diodams ir kitiems galios grandinės elementams. Vienfaziai modeliai galimi iki 3 kW galios diapazone.
Svarbu! Atminkite, kad naudojant vienfazį ryšį, kurio įėjimo įtampa yra 220 V, bus išvestis 3, o ne 380 V, 3 fazių. Tai yra, tiesinė išvada bus tiksliai 220V, trumpai tariant. Šiuo atžvilgiu įprastus variklius su apvijomis, skirtus 380 / 220V įtampai, reikia sujungti trikampiu, o tuos, kurie įjungti 127 / 220V - žvaigžde.
Tinkle galite rasti daugybę pasiūlymų, tokių kaip „dažnio keitiklis nuo 220 iki 380“ - dažniausiai tai yra rinkodara, pardavėjai bet kurias tris fazes vadina „380V“.
Norėdami gauti realų 380 V iš vienos fazės, turite arba naudoti 220/380 vienfazį transformatorių (jei dažnio keitiklio įėjimas yra suprojektuotas tokiai įtampai), arba naudoti specializuotą dažnio keitiklį su vienfazis įėjimas ir 380 V trifazis išėjimas.
Atskiri ir retesnio tipo dažnio keitikliai yra vienfaziai keitikliai, turintys vienfazę išvestį 220. Jie skirti reguliuoti vienfazius variklius su kondensatoriaus užvedimu. Tokių prietaisų pavyzdys yra:
- ERMAN ER-G-220-01
- INNOVERT IDD
Elektros schema
Realybėje norint gauti 3 fazių išėjimą iš 380 V dažnio keitiklio, reikia prijungti 380 V 3 fazių įvestį:
„Chastotnik“ prijungimas prie vienos fazės yra panašus, išskyrus maitinimo laidų prijungimą:
Vienfazis dažnio keitiklis varikliui su kondensatoriumi (siurbliu arba mažos galios ventiliatoriumi) yra prijungtas taip:
Kaip matote schemose, be maitinimo laidų ir variklio laidų, dažnio keitiklyje yra ir kiti gnybtai, jutikliai, nuotolinio valdymo pulto mygtukai, autobusai, skirti prisijungti prie kompiuterio (dažniausiai RS-485 standartas) ir pan. Tai leidžia valdyti variklį plonais signalo laidais, o tai leidžia pašalinti dažnio keitiklį į elektros skydą.
Dažnio davikliai yra universalūs prietaisai, kurių tikslas yra ne tik greičio reguliavimas, bet ir elektros variklio apsauga nuo netinkamų veikimo režimų ir maitinimo šaltinio, taip pat nuo perkrovos. Be pagrindinės funkcijos, prietaisai sklandžiai įjungia pavaras, o tai sumažina įrangos nusidėvėjimą ir galios apkrovas. Daugelio dažnio keitiklių veikimo principas ir parametrų nustatymo gylis leidžia taupyti elektros energiją kontroliuojant siurblius (anksčiau valdymas buvo vykdomas ne dėl siurblio našumo, o naudojant vožtuvus) ir kitą įrangą.
Štai čia baigiame svarstyti šį klausimą. Tikimės, kad perskaitę straipsnį jūs suprasite, kas yra dažnio keitiklis ir kodėl jis reikalingas. Galiausiai rekomenduojame pažiūrėti naudingą vaizdo įrašą šia tema:
Tikrai nežinai:
Įkeliama ...
