Hva er en frekvensomformer, hovedtyper og hva er driftsprinsippet

I ulike situasjoner kan det være nødvendig å konvertere frekvensen til startstrømmen til en strøm med regulert frekvensspenning. Dette kreves for eksempel ved drift av asynkronmotorer for å endre rotasjonshastigheten. Denne artikkelen vil diskutere formålet og prinsippet for drift av frekvensomformeren.

Hva er en frekvensomformer

En frekvensomformer (FC) er en elektrisk enhet som konverterer og jevnt regulerer en- eller trefaset vekselstrøm med en frekvens på 50 Hz til en lignende type strøm med en frekvens på 1 til 800 Hz. Slike enheter er mye brukt til å kontrollere driften av forskjellige asynkrone elektriske maskiner, for eksempel for å endre rotasjonsfrekvensen. Det finnes også enheter for bruk i industrielle høyspentnett.

Enkle omformere regulerer frekvensen og spenningen i henhold til V/f-karakteristikken, komplekse enheter bruker vektorkontroll.

Frekvensomformeren er en teknisk kompleks enhet og består ikke bare av en frekvensomformer, men har også beskyttelse mot overstrøm, overspenning og kortslutning. Slikt utstyr kan også ha en choke for å forbedre bølgeformen og filtre for å redusere forskjellige elektromagnetiske forstyrrelser. Det er elektroniske omformere, så vel som elektriske maskinenheter.

Prinsippet for drift av frekvensomformeren

En elektronisk omformer består av flere hovedkomponenter: en likeretter, et filter, en mikroprosessor og en omformer.

Likeretter har en haug med dioder eller tyristorer som retter opp startstrømmen ved inngangen til omformeren. Diode-invertere er preget av et fullstendig fravær av krusninger, de er rimelige, men samtidig pålitelige enheter. Tyristorbaserte omformere skaper muligheten for strøm å flyte i begge retninger og tillater retur av elektrisk energi til nettverket når motoren bremses.

Filter brukes i tyristorenheter for å redusere eller eliminere spenningsrippel. Utjevning utføres ved hjelp av kapasitive eller induktiv-kapasitive filtre.

Mikroprosessor – er en kontroll- og analysekobling av omformeren. Den mottar og behandler signaler fra sensorer, som lar deg justere utgangssignalet fra frekvensomformeren med en innebygd PID-kontroller.Denne systemkomponenten registrerer og lagrer hendelsesdata, registrerer og beskytter enheten mot overbelastning, kortslutninger, analyserer driftsmodusen og slår av enheten i nødstilfelle.

inverter spenning og strøm brukes til å kontrollere elektriske maskiner, det vil si jevnt kontrollere frekvensen til strømmen. En slik enhet produserer en "ren sinus"-utgang, som gjør at den kan brukes i mange bransjer.

Prinsippet for drift av den elektroniske frekvensomformeren (omformeren) består av følgende arbeidsstadier:

1. Inngangen sinusformet vekselvis en-fase eller tre-fase strøm er likerettet av en diode bro eller tyristorer;
2. Ved hjelp av spesielle filtre (kondensatorer) filtreres signalet for å redusere eller eliminere spenningsbølger;
3. Spenningen konverteres til en trefasebølge med visse parametere ved hjelp av en mikrokrets og en transistorbro;
4. Ved utgangen til omformeren blir rektangulære pulser konvertert til en sinusformet spenning med spesifiserte parametere.

Typer frekvensomformere

Det finnes flere typer frekvensomformere, som for tiden er de vanligste for produksjon og bruk:

Elektromaskin (elektroinduksjon) omformere: brukes i tilfeller der det er umulig eller upassende å bruke elektroniske FC-er. Strukturelt er slike enheter asynkrone motorer med en faserotor, som opererer i generator-omformermodus.

Disse enhetene er skalarkontrollerte omformere. Ved utgangen av denne enheten opprettes en spenning med en gitt amplitude og frekvens for å opprettholde en viss magnetisk fluks i statorviklingene.De brukes i tilfeller der det ikke er nødvendig å opprettholde rotorhastigheten avhengig av belastningen (pumper, vifter og annet utstyr).

Elektroniske omformere: mye brukt i alle arbeidsforhold for diverse utstyr. Slike enheter er vektorer, de beregner automatisk interaksjonen mellom magnetfeltene til statoren og rotoren og gir en konstant verdi av rotorhastigheten uavhengig av belastningen.

1. Sykloomformere;
2. Sykloomformere;
3. Omformer med mellomliggende DC-link:

• frekvensomformer av gjeldende kilde;
• Frekvensomformer for spenningskilden (med amplitude- eller pulsbreddemodulasjon).

Etter omfang kan utstyret være:

• for utstyr med effekt opp til 315 kW;
• vektoromformere for effekt opp til 500 kW;
• eksplosjonssikre enheter for bruk i eksplosive og støvete miljøer;
• frekvensomformere montert på elektriske motorer;

Hver type frekvensomformer har visse fordeler og ulemper, og kan brukes på forskjellig utstyr og belastninger, samt arbeidsforhold.

Frekvensomformeren kan styres manuelt eller eksternt. Manuell kontroll utføres fra kontrollpanelet til omformeren, som kan justere hastigheten eller stoppe driften. Ekstern kontroll utføres ved hjelp av automatiske kontrollsystemer (APCS), som kan kontrollere alle enhetsparametere og lar deg bytte skjema eller driftsmodus (via FC eller bypass).Også ekstern kontroll lar deg programmere driften av omformeren avhengig av driftsforholdene, belastningen, tiden, som lar deg jobbe i automatisk modus.

Hvorfor kan en elektrisk motor trenge en frekvensomformer?

Bruken av frekvensomformere gjør det mulig å redusere kostnadene for elektrisitet, kostnadene ved avskrivning av motorer og utstyr. De kan brukes til billige ekorn-burmotorer, noe som reduserer produksjonskostnadene.

Mange elektriske motorer fungerer under forhold med hyppig endring av driftsmodus (hyppige start og stopp, endring av belastning). Frekvensomformere lar deg starte motoren jevnt og redusere maksimalt startmoment og oppvarming av utstyret. Dette er viktig, for eksempel i heisemaskiner, og lar deg redusere den negative effekten av plutselige starter, samt eliminere svinging av lasten og rykk ved stopp.

Ved hjelp av omformeren kan du jevnt regulere driften av blåsere, pumper og lar deg automatisere teknologiske prosesser (brukes i kjelehus, i gruvedrift, i olje- og oljeraffineringssektorene, ved vannverk og andre bedrifter).

Bruken av frekvensomformere i transportører, transportører, heiser lar deg øke levetiden til komponentene deres, da det reduserer rykk, støt og andre negative faktorer ved start og stopp av utstyr. De kan jevnt øke og redusere motorhastigheten, utføre reverserende bevegelser, noe som er viktig for et stort antall industrielt utstyr med høy presisjon.

Fordeler med frekvensomformere:

1. Redusere energikostnader: ved å redusere startstrømmer og justere motoreffekten basert på belastning;
2. Øke påliteligheten og holdbarheten til utstyret: lar deg forlenge levetiden og øke perioden fra en teknisk tjeneste til en annen;
3. Lar deg implementere ekstern kontroll og administrasjon av utstyr fra eksterne datamaskinenheter og muligheten til å integrere i automasjonssystemer;
4. Frekvensomformere kan operere med hvilken som helst lasteffekt (fra én kilowatt til titalls megawatt);
5. Tilstedeværelsen av spesielle komponenter i sammensetningen av frekvensomformere lar deg beskytte mot overbelastning, fasefeil og kortslutning, samt sikre sikker drift og avstenging av utstyr i nødstilfeller.

Når man ser på en slik liste over fordeler, kan man selvfølgelig lure på hvorfor ikke bruke dem for alle motorer i bedriften? Svaret her er åpenbart, dessverre, men dette er de høye kostnadene for chastotnikov, deres installasjon og justering. Ikke alle bedrifter har råd til disse kostnadene.

Lignende artikler: