Ir svarīgi zināt VFD vai mainīgas frekvences disku (VFD) darbību, jo tie tiek plaši izmantoti maiņstrāvas motoru darbināmās lietojumprogrammās, piemēram, mainīgas frekvences piedziņa motora vadībai , pateicoties to daudzveidīgajām īpašībām.
Mainīgas frekvences piedziņas
Salīdzinot ar parastajiem motora piedziņām, VFD ir lielākas funkcionalitātes un darbības iespējas. Papildus regulējamai ātruma kontrolei mainīgas frekvences piedziņas piedāvā aizsardzību, piemēram, fāzes, zem un pārsprieguma aizsardzību. VFD programmatūra un saskarnes iespējas ļauj lietotājam kontrolēt motorus vēlamajā līmenī.
Kas ir mainīgā frekvences disks (VFD)
Maiņstrāvas motora ātrumu kontrolē divējādi - vai nu kontrolējot spriegumu, vai frekvenci. Frekvences kontrole nodrošina labāku kontroli pastāvīga plūsmas blīvuma dēļ nekā sprieguma kontrole. Šeit tiek spēlēta VFD darbība. Tā ir jaudas pārveidošanas ierīce, kas pārveido fiksēto spriegumu, ieejas jaudas fiksēto frekvenci mainīgajā spriegumā, mainīgās frekvences izeju, lai vadītu maiņstrāvas asinhronos motorus.
Tas sastāv no jaudas elektroniskām ierīcēm (piemēram, IGBT, MOSFET), ātrgaitas centrālās vadības ierīces (piemēram, mikroprocesora, DSP) un papildu sensoru ierīcēm atkarībā no izmantotās lietojumprogrammas.
Lielākajai daļai rūpniecisko lietojumu ir nepieciešami mainīgi ātrumi maksimālās slodzes apstākļos un nemainīgs ātrums normālos darba apstākļos. VFD slēgta kontūra darbība uztur motora ātrumu nemainīgā līmenī pat ievades un slodzes traucējumu gadījumā.
VFD darbība
Divas mainīgās frekvences piedziņas galvenās iezīmes ir regulējams ātrums un mīkstas iedarbināšanas / apturēšanas iespējas. Šīs divas funkcijas padara VFD par jaudīgu kontrolieri maiņstrāvas motoru vadīšanai. VFD sastāv galvenokārt no četrām sekcijām, kas ir taisngriezis, starpposma līdzstrāvas saite, invertors un vadības ķēde.
VFD darbība
Taisngriezis:
Tas ir mainīgas frekvences piedziņas pirmais posms. Tas pārveido maiņstrāvu, kas tiek barota no elektrotīkla, līdz līdzstrāvai. Šī sadaļa var būt vienvirziena vai divvirzienu, pamatojoties uz izmantoto lietojumu, piemēram, motora četrkvadranta darbību. Tas izmanto diodes, SCR, tranzistorus un citas elektroniskās komutācijas ierīces.
Ja tā izmanto diodes, pārveidotā līdzstrāvas jauda ir nekontrolēta izeja, izmantojot SCR, līdzstrāvas izejas jauda tiek mainīta ar vārtu vadību. Trīsfāzu pārveidošanai ir nepieciešamas vismaz sešas diodes, tāpēc taisngrieža bloku uzskata par sešu impulsu pārveidotāju.
Līdzstrāvas kopne:
Līdzstrāvas jauda no taisngrieža sekcijas tiek padota līdzstrāvas saitei. Šī sadaļa sastāv no kondensatoriem un induktoriem, lai izlīdzinātu viļņus un saglabātu līdzstrāvas enerģiju. DC saites galvenā funkcija ir līdzstrāvas saņemšana, uzglabāšana un piegāde.
Invertors:
Šajā sadaļā ietilpst elektroniskie slēdži, piemēram, tranzistori, tiristori, IGBT utt. Tas saņem līdzstrāvu no līdzstrāvas savienojuma un pārveido par maiņstrāvu, kas tiek piegādāta motoram. Tas izmanto modulācijas paņēmieni patīk impulsa platuma modulācija mainīt izejas frekvenci asinhronā motora ātruma kontrolei.
Vadības ķēde:
Tas sastāv no mikroprocesora bloka un veic dažādas funkcijas, piemēram, vadību, diska iestatījumu konfigurēšanu, bojājumu apstākļus un saskarnes protokolu saskarne . Tas saņem atgriezenisko signālu no motora kā strāvas ātruma atskaiti un attiecīgi regulē sprieguma un frekvences attiecību pret motora ātrumu.
VFD ieviešanas lietojumprogramma
VFD ieviešanas lietojumprogramma
VFD var ieviest arī ar zemāk norādīto mikrokontrolleru ķēdi. Līdzīgi kā VFD, tas sastāv arī no taisngrieža sekcijas, filtrēšanas un pēc tam invertora sekcijas. Šeit invertora sadaļa saņem ieprogrammētos impulsus no ieprogrammētā mikrokontrollera, lai slodzei piešķirtu mainīgu spriegumu un frekvenci. Šo projektu sauc par vienfāzes uz trīsfāzu pārveidotāju izmantojot SVPWM, lai kontrolētu maiņstrāvas spriegumu un frekvenci visā slodzē
VFD piemērošana
VFD piemērošana ir maiņstrāvas motora ātruma vadība ar ciklo pārveidotājiem .
Elektrotīkls tiek piegādāts taisngrieža ķēdei, kas pārveido fiksēto maiņstrāvu par fiksētu līdzstrāvu. Trīs kāju pārveidotāji sastāv no divām diodēm, kas savienotas paralēli katrai fāzei tā, ka viena no diodēm vada, kad konkrētā fāze ir salīdzinoši pozitīvāka vai negatīvāka.
VFD piemērošana
Impulsa līdzstrāvas spriegums, ko ģenerē taisngriezis, tiek pievienots līdzstrāvas saites ķēdei. Šajā starpposma ķēdē ietilpst induktori un kondensatori. Tas filtrē impulsa līdzstrāvu, samazinot pulsācijas saturu, un nodrošina līdzstrāvas jaudai nemainīgu līmeni.
Lai nodrošinātu mainīgu spriegumu un mainīgu frekvenci motoram, līdzstrāvas spriegums no līdzstrāvas saites ar invertoru jāpārvērš mainīgā maiņstrāvā. Invertoru veido IGBT kā komutācijas ierīces, kuras kontrolē PWM tehnika.
Līdzīgi taisngrieža ķēdei, arī invertora slēdži pieder pie divām grupām kā pozitīvi un negatīvi. Pozitīvā puse IGBT ir atbildīga par pozitīvo impulsu un negatīvā IGBT puse par negatīvo impulsu invertora izejā. Tātad iegūtā jauda ir maiņstrāva, kas tiek iedarbināta uz motoru.
Mainot pārslēgšanās periodu, invertorā vienlaicīgi tiek regulēts spriegums un frekvence. Mūsdienu VFD izmanto jaunākās vadības metodes, piemēram, skalāru, vektoru un tiešu griezes momenta kontroli, lai kontrolētu invertora slēdžus, lai sasniegtu mainīgo jaudu.
VFD izejas viļņu formas
Iepriekš redzamais attēls parāda, kā spriegumu un frekvenci maina mainīgas frekvences piedziņa. Piemēram, VFD tiek pievienota maiņstrāvas 480V, 60Hz barošana, kas maina signāla spriegumu un frekvenci, lai kontrolētu ātrumu.
Samazinoties frekvencei, samazinās arī motora ātrums. Iepriekš minētajā attēlā vidējā motora pielietotā jauda samazinās, vienlaikus samazinoties gan spriegumam, gan frekvencei, ja šo divu parametru attiecība ir nemainīga.
VFD priekšrocības
VFD savienots ar motoru
Mainīgas frekvences piedziņas ne tikai piedāvā regulējamu ātrumu precīzai un precīzai vadības lietošanai, bet arī vairāk priekšrocību procesa vadības un enerģijas saglabāšana . Daži no tiem ir sniegti zemāk.
Enerģijas taupīšana
Rūpniecībā vairāk nekā 65% enerģijas patērē elektromotori. Gan lieluma, gan frekvences vadības tehnika, lai mainītu ātrumu, patērē mazāk enerģijas, ja motors prasa mainīgu ātrumu. Tātad šie VFD saglabā lielu enerģijas daudzumu.
Slēgta cikla vadība
VFD ļauj precīzi iestatīt motora ātrumu, nepārtraukti salīdzinot ar atskaites ātrumu, pat mainot slodzes apstākļus un ieejas traucējumus, piemēram, sprieguma svārstības.
• Ierobežo sākuma strāvu
Asinhronais motors piesaista strāvu, kas 6 līdz 8 reizes pārsniedz nominālo strāvu iedarbināšanas laikā. Salīdzinot ar parastajiem starteriem, VFD dod labākus rezultātus, jo tā iedarbināšanas brīdī nodrošina zemu frekvenci. Zemās frekvences dēļ motors piesaista mazāk strāvas, un šī strāva nekad nepārsniedz tā nominālo nominālvērtību, iedarbojoties, kā arī darbojoties.
• Vienmērīga darbība
Tas nodrošina vienmērīgu darbību iedarbināšanas un apstāšanās laikā, kā arī samazina motora un siksnas piedziņas termisko un mehānisko spriedzi.
Liels jaudas koeficients
Iebūvētā jaudas koeficienta korekcijas ķēde VFD līdzstrāvas saitē samazina nepieciešamību pēc papildu jaudas koeficienta korekcijas ierīcēm.
Asinhronā motora jaudas koeficients ir ļoti mazs, jo īpaši bez slodzes, savukārt pie pilnas slodzes tas ir no 0,88 līdz 0,9. Zems jaudas koeficients rada sliktu enerģijas izmantošanu lielu reaktīvo zudumu dēļ.
Viegla uzstādīšana
Iepriekš ieprogrammēti un rūpnīcas vadu VFD piedāvā vienkāršu savienojuma un apkopes veidu.
Es ceru, ka mūsu rakstā jums ir sniegtas precīzas un plašas zināšanas par VFD darbību. Paldies, ka pavadījāt dārgo laiku. Mums jums ir vienkāršs uzdevums - kādi ir dažādi VFD veidi? Lūdzu, sniedziet atbildes zemāk esošajā komentāru sadaļā. Ja jums ir kādi jautājumi par šo tēmu vai elektrisko un elektroniskie projekti Zemāk esošajā komentāru sadaļā varat arī dalīties ar atsauksmēm un ieteikumiem attiecībā uz šo rakstu.
Foto kredīti
Mainīga frekvence emainc
VFD pamatdaļas machinedesign
VFD strādā ar cfnewsads
VFD izejas viļņu formas ar vfds
VFD, kas ar motoru savienots ar cfnewsads
