Ang frequency converter ay isang teknolohiya na dapat pinagkadalubhasaan kapag gumagawa ng electrical work. Ang paggamit ng frequency converter upang kontrolin ang motor ay isang karaniwang paraan sa electrical control; ang ilan ay nangangailangan din ng kasanayan sa kanilang paggamit.
1.Una sa lahat, bakit gumamit ng frequency converter upang kontrolin ang isang motor?
Ang motor ay isang inductive load, na humahadlang sa pagbabago ng kasalukuyang at magbubunga ng malaking pagbabago sa kasalukuyang kapag nagsisimula.
Ang inverter ay isang electric energy control device na gumagamit ng on-off na function ng mga power semiconductor device upang i-convert ang industrial frequency power supply sa ibang frequency. Ito ay higit sa lahat ay binubuo ng dalawang circuits, ang isa ay ang pangunahing circuit (rectifier module, electrolytic capacitor at inverter module), at ang isa ay ang control circuit (switching power supply board, control circuit board).
Upang mabawasan ang panimulang kasalukuyang ng motor, lalo na ang motor na may mas mataas na kapangyarihan, mas malaki ang kapangyarihan, mas malaki ang panimulang kasalukuyang. Ang sobrang panimulang kasalukuyang ay magdadala ng mas malaking pasanin sa power supply at distribution network. Maaaring lutasin ng frequency converter ang problemang ito sa pagsisimula at payagan ang motor na magsimula nang maayos nang hindi nagiging sanhi ng labis na panimulang kasalukuyang.
Ang isa pang function ng paggamit ng frequency converter ay upang ayusin ang bilis ng motor. Sa maraming mga kaso, kinakailangan upang kontrolin ang bilis ng motor upang makakuha ng mas mahusay na kahusayan sa produksyon, at ang regulasyon ng bilis ng frequency converter ay palaging ang pinakamalaking highlight nito. Kinokontrol ng frequency converter ang bilis ng motor sa pamamagitan ng pagpapalit ng frequency ng power supply.
2.Ano ang mga paraan ng pagkontrol ng inverter?
Ang limang pinakakaraniwang ginagamit na paraan ng inverter control motors ay ang mga sumusunod:
A. Paraan ng kontrol ng Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM).
Ang mga katangian nito ay simpleng istraktura ng control circuit, mababang gastos, magandang mekanikal na tigas, at maaaring matugunan ang makinis na mga kinakailangan sa regulasyon ng bilis ng pangkalahatang paghahatid. Ito ay malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan ng industriya.
Gayunpaman, sa mababang frequency, dahil sa mababang output boltahe, ang metalikang kuwintas ay makabuluhang apektado ng stator resistance boltahe drop, na binabawasan ang maximum na output torque.
Bilang karagdagan, ang mga mekanikal na katangian nito ay hindi kasing lakas ng mga DC motor, at ang pabago-bagong kapasidad ng torque nito at pagganap ng static na regulasyon ng bilis ay hindi kasiya-siya. Bilang karagdagan, ang pagganap ng system ay hindi mataas, ang control curve ay nagbabago sa pagkarga, ang torque response ay mabagal, ang motor torque utilization rate ay hindi mataas, at ang pagganap ay bumababa sa mababang bilis dahil sa pagkakaroon ng stator resistance at inverter dead zone effect, at lumalala ang katatagan. Samakatuwid, ang mga tao ay nag-aral ng vector control variable frequency speed regulation.
B. Paraan ng Kontrol ng Voltage Space Vector (SVPWM).
Ito ay batay sa pangkalahatang epekto ng henerasyon ng three-phase waveform, na may layuning lapitan ang ideal na pabilog na umiikot na magnetic field na trajectory ng motor air gap, na bumubuo ng three-phase modulation waveform sa isang pagkakataon, at kontrolin ito sa paraan. ng inscribed polygon na humigit-kumulang sa bilog.
Pagkatapos ng praktikal na paggamit, ito ay napabuti, iyon ay, nagpapakilala ng dalas na kabayaran upang maalis ang error sa kontrol ng bilis; pagtatantya ng flux amplitude sa pamamagitan ng feedback upang maalis ang impluwensya ng stator resistance sa mababang bilis; pagsasara ng output boltahe at kasalukuyang loop upang mapabuti ang dynamic na katumpakan at katatagan. Gayunpaman, maraming mga link ng control circuit, at walang pagsasaayos ng metalikang kuwintas na ipinakilala, kaya ang pagganap ng system ay hindi pa napabuti sa panimula.
C. Pamamaraan ng Vector control (VC).
Ang kakanyahan ay upang gawin ang AC motor na katumbas ng isang DC motor, at malayang kontrolin ang bilis at magnetic field. Sa pamamagitan ng pagkontrol sa rotor flux, ang stator current ay nabubulok upang makuha ang torque at magnetic field na mga bahagi, at ang coordinate transformation ay ginagamit upang makamit ang orthogonal o decoupled na kontrol. Ang pagpapakilala ng paraan ng pagkontrol ng vector ay may kahalagahan sa panahon. Gayunpaman, sa mga praktikal na aplikasyon, dahil ang rotor flux ay mahirap na tumpak na obserbahan, ang mga katangian ng system ay lubos na naaapektuhan ng mga parameter ng motor, at ang pagbabago ng pag-ikot ng vector na ginamit sa katumbas na proseso ng kontrol ng motor ng DC ay medyo kumplikado, na ginagawang mahirap para sa aktwal. control effect upang makamit ang perpektong resulta ng pagsusuri.
D. Paraan ng Direct Torque Control (DTC).
Noong 1985, unang iminungkahi ni Propesor DePenbrock ng Ruhr University sa Germany ang direktang torque control frequency conversion technology. Ang teknolohiyang ito ay higit na nalutas ang mga pagkukulang ng nabanggit sa itaas na kontrol ng vector, at ito ay mabilis na binuo gamit ang mga ideya sa pagkontrol ng nobela, maigsi at malinaw na istraktura ng system, at mahusay na dynamic at static na pagganap.
Sa kasalukuyan, matagumpay na nailapat ang teknolohiyang ito sa high-power AC transmission traction ng mga electric locomotive. Direktang sinusuri ng direktang torque control ang mathematical model ng AC motors sa stator coordinate system at kinokontrol ang magnetic flux at torque ng motor. Hindi nito kailangang i-equate ang AC motors sa DC motors, kaya inaalis ang maraming kumplikadong kalkulasyon sa vector rotation transformation; hindi nito kailangang gayahin ang kontrol ng DC motors, at hindi rin kailangan na gawing simple ang mathematical model ng AC motors para sa decoupling.
E. Matrix AC-AC control method
Ang VVVF frequency conversion, vector control frequency conversion, at direktang torque control frequency conversion ay lahat ng uri ng AC-DC-AC frequency conversion. Ang kanilang mga karaniwang disadvantages ay mababang input power factor, malaking harmonic current, malaking energy storage capacitor na kinakailangan para sa DC circuit, at ang regenerative energy ay hindi maibabalik sa power grid, iyon ay, hindi ito maaaring gumana sa apat na quadrant.
Para sa kadahilanang ito, nabuo ang matrix AC-AC frequency conversion. Dahil inaalis ng matrix AC-AC frequency conversion ang intermediate DC link, inaalis nito ang malaki at mahal na electrolytic capacitor. Maaari itong makamit ang isang power factor na 1, isang sinusoidal input current at maaaring gumana sa apat na quadrant, at ang system ay may mataas na power density. Bagama't hindi pa mature ang teknolohiyang ito, nakakaakit pa rin ito ng maraming iskolar na magsagawa ng malalim na pananaliksik. Ang kakanyahan nito ay hindi upang hindi direktang kontrolin ang kasalukuyang, magnetic flux at iba pang mga dami, ngunit ang direktang paggamit ng metalikang kuwintas bilang ang kinokontrol na dami upang makamit ito.
3.Paano kinokontrol ng frequency converter ang isang motor? Paano ang dalawang wired magkasama?
Ang mga kable ng inverter upang makontrol ang motor ay medyo simple, katulad ng mga kable ng contactor, na may tatlong pangunahing linya ng kuryente na pumapasok at pagkatapos ay papalabas sa motor, ngunit ang mga setting ay mas kumplikado, at ang mga paraan upang makontrol ang inverter ay din magkaiba.
Una sa lahat, para sa terminal ng inverter, bagaman mayroong maraming mga tatak at iba't ibang mga pamamaraan ng mga kable, ang mga terminal ng mga kable ng karamihan sa mga inverters ay hindi gaanong naiiba. Karaniwang nahahati sa forward at reverse switch input, na ginagamit upang kontrolin ang forward at reverse start ng motor. Ang mga terminal ng feedback ay ginagamit upang magbigay ng feedback sa katayuan ng pagpapatakbo ng motor,kabilang ang dalas ng pagpapatakbo, bilis, status ng pagkakamali, atbp.
Para sa kontrol ng speed setting, ang ilang frequency converter ay gumagamit ng mga potentiometer, ang ilan ay direktang gumagamit ng mga button, na lahat ay kinokontrol sa pamamagitan ng pisikal na mga kable. Ang isa pang paraan ay ang paggamit ng network ng komunikasyon. Sinusuportahan na ngayon ng maraming frequency converter ang kontrol sa komunikasyon. Ang linya ng komunikasyon ay maaaring gamitin upang kontrolin ang pagsisimula at paghinto, pasulong at pabalik na pag-ikot, pagsasaayos ng bilis, atbp. ng motor. Kasabay nito, ang impormasyon ng feedback ay ipinapadala din sa pamamagitan ng komunikasyon.
4. Ano ang mangyayari sa output torque ng isang motor kapag nagbabago ang bilis ng pag-ikot nito (frequency)?
Ang panimulang torque at maximum na metalikang kuwintas kapag hinimok ng isang frequency converter ay mas maliit kaysa kapag direktang hinihimok ng isang power supply.
Malaki ang epekto ng pagsisimula at pagbilis ng motor kapag pinapagana ng power supply, ngunit mas mahina ang mga epektong ito kapag pinapagana ng frequency converter. Ang direktang pagsisimula sa isang power supply ay bubuo ng malaking panimulang kasalukuyang. Kapag ginamit ang frequency converter, unti-unting idinaragdag sa motor ang output voltage at frequency ng frequency converter, kaya mas maliit ang start ng motor at impact. Karaniwan, ang torque na nabuo ng motor ay bumababa habang bumababa ang dalas (bumababa ang bilis). Ang aktwal na data ng pagbabawas ay ipapaliwanag sa ilang mga manual ng frequency converter.
Ang karaniwang motor ay idinisenyo at ginawa para sa boltahe na 50Hz, at ang na-rate na torque nito ay ibinibigay din sa loob ng saklaw ng boltahe na ito. Samakatuwid, ang regulasyon ng bilis sa ibaba ng rate na dalas ay tinatawag na pare-pareho ang regulasyon ng bilis ng metalikang kuwintas. (T=Te, P<=Pe)
Kapag ang output frequency ng frequency converter ay mas malaki sa 50Hz, ang torque na nabuo ng motor ay bumababa sa isang linear na relasyon na inversely proportional sa frequency.
Kapag ang motor ay tumatakbo sa dalas na higit sa 50Hz, ang laki ng pagkarga ng motor ay dapat isaalang-alang upang maiwasan ang hindi sapat na motor output torque.
Halimbawa, ang torque na nabuo ng motor sa 100Hz ay nabawasan sa humigit-kumulang 1/2 ng torque na nabuo sa 50Hz.
Samakatuwid, ang regulasyon ng bilis sa itaas ng rate na dalas ay tinatawag na pare-pareho ang regulasyon ng bilis ng kuryente. (P=Ue*Ie).
5.Application ng frequency converter sa itaas 50Hz
Para sa isang partikular na motor, ang rate ng boltahe at rate ng kasalukuyang ay pare-pareho.
Halimbawa, kung ang mga na-rate na halaga ng inverter at motor ay pareho: 15kW/380V/30A, ang motor ay maaaring gumana nang higit sa 50Hz.
Kapag ang bilis ay 50Hz, ang output boltahe ng inverter ay 380V at ang kasalukuyang ay 30A. Sa oras na ito, kung ang dalas ng output ay nadagdagan sa 60Hz, ang maximum na output boltahe at kasalukuyang ng inverter ay maaari lamang maging 380V/30A. Malinaw, ang lakas ng output ay nananatiling hindi nagbabago, kaya tinatawag namin itong pare-pareho ang regulasyon ng bilis ng kuryente.
Ano ang torque sa oras na ito?
Dahil ang P=wT(w; angular velocity, T: torque), dahil ang P ay nananatiling hindi nagbabago at ang w ay tumataas, ang torque ay bababa nang naaayon.
Maaari din nating tingnan ito mula sa ibang anggulo:
Ang boltahe ng stator ng motor ay U=E+I*R (I ay kasalukuyang, R ay electronic resistance, at E ay sapilitan potensyal).
Makikita na kapag hindi nagbago si U at ako, hindi rin nagbabago ang E.
At E=k*f*X (k: pare-pareho; f: frequency; X: magnetic flux), kaya kapag nagbago ang f mula 50–>60Hz, bababa ang X nang naaayon.
Para sa motor, T=K*I*X (K: constant; I: current; X: magnetic flux), kaya bababa ang torque T habang bumababa ang magnetic flux X.
Kasabay nito, kapag ito ay mas mababa sa 50Hz, dahil ang I*R ay napakaliit, kapag ang U/f=E/f ay hindi nagbabago, ang magnetic flux (X) ay pare-pareho. Ang Torque T ay proporsyonal sa kasalukuyang. Ito ang dahilan kung bakit ang overcurrent na kapasidad ng inverter ay kadalasang ginagamit upang ilarawan ang overload (torque) na kapasidad nito, at ito ay tinatawag na pare-pareho ang torque speed regulation (rated current ay nananatiling hindi nagbabago–>maximum torque ay nananatiling hindi nagbabago)
Konklusyon: Kapag tumaas ang dalas ng output ng inverter mula sa itaas ng 50Hz, bababa ang output torque ng motor.
6. Iba pang mga kadahilanan na may kaugnayan sa output metalikang kuwintas
Ang heat generation at heat dissipation capacity ay tumutukoy sa output current capacity ng inverter, kaya naaapektuhan ang output torque capacity ng inverter.
1. Dalas ng carrier: Ang rate na kasalukuyang minarkahan sa inverter ay karaniwang ang halaga na maaaring matiyak ang tuluy-tuloy na output sa pinakamataas na dalas ng carrier at ang pinakamataas na temperatura sa paligid. Ang pagbabawas ng dalas ng carrier ay hindi makakaapekto sa kasalukuyang ng motor. Gayunpaman, ang pagbuo ng init ng mga bahagi ay mababawasan.
2. Temperatura sa paligid: Tulad ng kasalukuyang halaga ng proteksyon ng inverter ay hindi tataas kapag natukoy na medyo mababa ang temperatura sa paligid.
3. Altitude: Ang pagtaas ng altitude ay may epekto sa pagwawaldas ng init at pagganap ng pagkakabukod. Sa pangkalahatan, maaari itong balewalain sa ibaba ng 1000m, at ang kapasidad ay maaaring bawasan ng 5% para sa bawat 1000 metro sa itaas.
7. Ano ang naaangkop na frequency para sa isang frequency converter upang makontrol ang isang motor?
Sa buod sa itaas, nalaman namin kung bakit ginagamit ang inverter upang kontrolin ang motor, at naunawaan din kung paano kinokontrol ng inverter ang motor. Kinokontrol ng inverter ang motor, na maaaring ibuod bilang mga sumusunod:
Una, kinokontrol ng inverter ang panimulang boltahe at dalas ng motor upang makamit ang maayos na pagsisimula at makinis na paghinto;
Pangalawa, ang inverter ay ginagamit upang ayusin ang bilis ng motor, at ang bilis ng motor ay nababagay sa pamamagitan ng pagbabago ng dalas.
Ang permanenteng motor ng Anhui MingtengAng mga produkto ay kinokontrol ng inverter. Sa loob ng hanay ng pagkarga na 25%-120%, mayroon silang mas mataas na kahusayan at mas malawak na hanay ng pagpapatakbo kaysa sa mga asynchronous na motor na may parehong mga pagtutukoy, at may makabuluhang epekto sa pagtitipid ng enerhiya.
Ang aming mga propesyonal na technician ay pipili ng isang mas angkop na inverter ayon sa mga partikular na kondisyon sa pagtatrabaho at ang aktwal na mga pangangailangan ng mga customer upang makamit ang mas mahusay na kontrol ng motor at i-maximize ang pagganap ng motor. Bilang karagdagan, ang aming departamento ng teknikal na serbisyo ay maaaring malayuang gabayan ang mga customer na i-install at i-debug ang inverter, at mapagtanto ang buong pag-follow-up at serbisyo bago at pagkatapos ng mga benta.
Copyright: Ang artikulong ito ay muling pag-print ng pampublikong numero ng WeChat na "Technical training", ang orihinal na link https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA
Ang artikulong ito ay hindi kumakatawan sa mga pananaw ng aming kumpanya. Kung mayroon kang iba't ibang opinyon o pananaw, mangyaring itama kami!
Oras ng post: Set-09-2024