convertor de frecvență - Tipuri, principiul de funcționare, diagramele de cablare

Rotorul oricărui motor electric acționat de forțe provocate de câmpul electromagnetic rotativ în interiorul înfășurarea statorică. Viteza sa de rotații este de obicei determinată frecvența rețelei de alimentare industriale.

Valoarea implicită este de 50 de cincizeci de hertzi implică perioade de oscilație de notare într-o secundă. Într-un minut, numărul acestora a crescut de 60 de ori și este 50x60 = 3000 rpm. Același număr de ori rotorul este rotit cu un câmp electromagnetic aplicat.

Dacă amploarea modificării frecvenței rețelei aplicate stator, este posibil să se regleze viteza rotorului și unitatea conectată la acesta. Acest principiu este baza controlului motorului.

Tipuri de convertoare de frecvență

Prin proiectare, convertizoare de frecventa sunt:

1. Tipul de inducție;

Motoare asincrone executate în conformitate cu schema înfășurată rotorul și care rulează în modul generator, sunt reprezentative pentru primul tip. Ei lucrează la eficiență scăzută și au observat puțin eficiente. Prin urmare, acestea nu sunt utilizate pe scară largă în producția de, și sunt folosite foarte rar.

proces electronic de conversie de frecvență permite să se adapteze ușor impuls ambele mașini sincrone și asincrone. Astfel, una dintre cele două principii de control pot fi puse în aplicare:

1. Caracteristica vitezei de rotație predeterminată în funcție de frecvența (V / f);

2. Metoda de control al vectorului.

Prima metodă este cea mai simplă și mai puțin decât perfect, iar al doilea este folosit pentru a regla cu precizie turațiile echipamentelor industriale responsabile.

Caracteristici de conversie de frecvență de control vectorial

Diferența acestei metode este interacțiunea, efectul dispozitivului de comandă al invertorului la „vector spațial“ a fluxului magnetic rotativ la un câmp de frecvență a rotorului.

Algoritmi pentru convertoare conform acestui principiu sunt două moduri:

1. Controlul sensorless;

Prima metodă se bazează pe atribuirea unei secvențe particulare în funcție de alternanța de modulare (PWM) invertor-puls lățime pentru algoritmi predefinite. Amplitudinea și frecvența tensiunii de la ieșirea convertizorului sunt reglementate prin alunecare și curentul de sarcină, dar fără utilizarea de feedback pentru viteza rotorului.

Această metodă este utilizată atunci când gestionează mai multe motoare sunt conectate în paralel cu invertor. Potokoregulirovanie mijloace de control curenții care funcționează în interiorul motorului cu descompunerea componentelor active și reactive și efectuarea de ajustări pentru funcționarea convertorului pentru afișarea amplitudinii, frecvența și unghiul pentru vectorii tensiunii de ieșire.

Acest lucru îmbunătățește precizia motorului și de a crește controlul la frontieră. potokoregulirovaniya Aplicație îmbunătățește unitățile care funcționează la viteză redusă cu sarcini dinamice mari, cum ar fi un dispozitiv de ridicare macara sau lichidare mașini industriale.

Folosind tehnologia vector permite reglarea dinamică a cuplului la motoarele asincrone trifazate.

O diagramă schematică electrică simplificată a unui motor de inducție poate fi reprezentată prin următoarele vederi.

În înfășurările statorice având activ X1 R1 și rezistențe inductive aplicate u1 de tensiune. Este, învingând rezistența întrefierului Xb, transformat într-un rotor de înfășurare, provocând curentul în ea, care să depășească rezistența.

Diagrama vectorială a circuitului echivalent

Construcția sa ajută să înțeleagă procesele care au loc în interiorul motorului de inducție.

statoric energie curent este împărțit în două părți:

iμ - cota potokoobrazuyuschuyu;

iw - componenta de cuplu.

Rotorul are o rezistență internă R2 / s, în funcție de alunecare.

Pentru controlul sensorless sunt măsurate:

Valorile lor sunt calculate:

iμ - potokoobrazuyuschuyu componenta de curent;

iw - valoarea cuplului.

Algoritmul de calcul deja stabilit un circuit echivalent electronic al motorului de inducție cu regulatoare de curent, care ia în considerare condițiile de saturație a câmpului electromagnetic și pierderile de energie magnetice din oțel.

Ambele componente ale vectorilor de curent care diferă în unghi și amplitudine, sunt rotite împreună cu rotor sistem de coordonate (# 969;) și tradus în sistemul de orientare fixat pe stator (# 945;, # 946;).

Conform acestui principiu, se ajustează parametrii de invertor pentru sarcina motorului de inducție.

Principiul de funcționare al convertizorului de frecvență

Baza acestui dispozitiv, care este, de asemenea, numit un invertor, încorporate dublă schimbare alimentare cu curent electric de undă.

La început, energia electrică este furnizată la blocul redresor de alimentare cu diode puternice, care curăță armonici sinusoidale, dar lasă semnalul pulsație. Pentru a le elimina este prevăzut cu o bancă inductanță condensator (LC-filtru), oferind o formă stabilă, netedă tensiunii redresate.

Semnalul este apoi de intrare la convertor de frecvență, care este un circuit punte cu trei faze de șase tranzistori de putere sunt IGBT sau MOSFET serie cu diode protejează împotriva defalcare de tensiune polaritate inversă. Anterior, folosite în acest scop tiristoare nu au o viteză suficientă și de lucru cu interferență mare.

Pentru a activa modul de „frânare“, circuitul motorului poate fi setat cu un tranzistor puternic rezistor controlat disipează energie. Această metodă permite eliminarea stresului generat de motor pentru a proteja supraprețuri condensator de filtrare și de daune.

Metoda de control al vectorului permite crearea unui circuit convertor de frecvență, efectuarea de sisteme DAU semnal de control automat. În acest scop, sistemul de control:

2. PWM (puls lățime simulare).

Metoda amplitudine de control bazată pe schimbarea tensiunii de intrare, și PWM - algoritm de comutare tranzistori de putere cu o intrare de tensiune constantă.

Când semnalul de control al PWM este generat perioada de modulare când înfășurarea statorică este conectat printr-o secvență strict la terminalele pozitive și negative ale redresorului.

Deoarece frecvența de ceas oscilator este destul de mare și în intervalul de la 2 ÷ 15 kHz, în înfășurarea cu reactanță inductivă motorului, are loc înainte de netezire sinusoidele aspect normal.

Metodele de control PWM permite pierderea maximă de energie și oferă o eficiență ridicată de conversie datorită controlului simultană a frecvenței și amplitudinii. Ei au devenit disponibile datorită dezvoltării tehnologiilor de gestionare a energiei blocabil seria tiristoare GTO sau mărci bipolare tranzistori IGBT având o poartă izolată.

Principiile de includere pentru motor cu trei faze din imagine.

Fiecare dintre cele șase IGBT-tranzistor V1 ÷ 6 este conectat prin circuitul contra paralelă cu sale dioda de curent invers D1 ÷ 6. Astfel, printr-un circuit de putere al fiecărui tranzistor extinde motor asincron curent activ și componenta reactivă este direcționată prin diode.

Pentru a elimina influența zgomotului electric extern în funcționarea motorului invertor și în circuitul convertor de frecvență de proiectare pot fi incluse Filtru de zgomot. lichidate:

induse descărcări electrice echipamente de lucru.

Aspectul lor indică controlerul, și este utilizat pentru a reduce efectele de cabluri între motor și bornele de ieșire invertor ecranate.

Pentru a îmbunătăți precizia motoarelor de inducție în circuitul de comandă al convertoare de frecvență includ:

Interfață de comunicare de intrare cu caracteristici avansate;

afișarea informațiilor Led care arată parametrii de ieșire de bază;

un elicopter de frână și un filtru EMC integrat;

Sistemul de răcire de circuit bazat pe resurse de mare ventilator suflare;

în funcție de motor de încălzire prin DC și alte caracteristici.

Conexiune circuit de operare

convertoare de frecvență sunt proiectate să funcționeze cu rețele simple sau trei fază. Cu toate acestea, în cazul în care există industriale sursă de curent continuu, cu o tensiune de 220 de volți, de la ei, de asemenea, poate fi alimentat invertoare.

Modelele cu trei faze sunt calculate pe tensiunea de rețea de 380 de volți și ieșiri l la motor. Invertoarele monofazate este alimentat de 220 de volți și ieșirile celor trei faze de timp distanțate între ele.

invertor electrică la motor poate fi efectuată în conformitate cu scheme:

Înfășurările motorului sunt de gând să „stea“ pentru convertorul alimentat de la 380 volți rețea cu trei faze.

În cadrul schemei „triunghiului“ au fost colectate înfășurărilor motorului atunci când convertizorul de alimentare este conectată la o singură fază de 220 de volți.

Alegerea unei metode de conectare a motorului electric la convertizorul de frecvență este necesar să se acorde o atenție la rata capacității, ceea ce poate crea un motor care rulează în toate modurile, inclusiv lansarea lent-încărcat, cu capacitatea convertizorului.

Nu puteți supraîncărca în mod constant invertor, și o sursă mică de ieșire de putere îi va asigura o funcționare îndelungată și fără probleme.