Dažādās situācijās var būt nepieciešams pārveidot sākotnējās strāvas frekvenci strāvā ar regulētas frekvences spriegumu. Tas ir nepieciešams, piemēram, darbinot asinhronos motorus, lai mainītu to rotācijas ātrumu. Šajā rakstā tiks apspriests frekvences pārveidotāja mērķis un darbības princips.
Saturs
Kas ir frekvences pārveidotājs
Frekvences pārveidotājs (FC) ir elektriskā ierīce, kas pārveido un vienmērīgi regulē vienfāzes vai trīsfāžu maiņstrāvu ar frekvenci 50 Hz līdzīgā strāvā ar frekvenci no 1 līdz 800 Hz. Šādas ierīces plaši izmanto, lai kontrolētu dažādu asinhrono elektrisko mašīnu darbību, piemēram, lai mainītu to griešanās frekvenci. Ir arī ierīces izmantošanai rūpnieciskajos augstsprieguma tīklos.
Vienkārši pārveidotāji regulē frekvenci un spriegumu atbilstoši V/f raksturlielumam, sarežģītas ierīces izmanto vektorvadību.
Frekvences pārveidotājs ir tehniski sarežģīta iekārta un sastāv ne tikai no frekvences pārveidotāja, bet arī ir aizsardzība pret pārstrāvu, pārspriegumu un īssavienojumu. Tāpat šādām iekārtām var būt drosele, lai uzlabotu viļņu formu, un filtri dažādu elektromagnētisko traucējumu samazināšanai. Ir elektroniskie pārveidotāji, kā arī elektrisko mašīnu ierīces.
Frekvences pārveidotāja darbības princips
Elektroniskais pārveidotājs sastāv no vairākām galvenajām sastāvdaļām: taisngrieža, filtra, mikroprocesora un invertora.
Taisngriezis ir virkne diožu vai tiristoru, kas iztaisno sākotnējo strāvu pārveidotāja ieejā. Diodes invertorus raksturo pilnīgs viļņu trūkums, tie ir lētas, bet tajā pašā laikā uzticamas ierīces. Pārveidotāji, kuru pamatā ir tiristori, rada iespēju strāvai plūst abos virzienos un ļauj atgriezt elektroenerģiju tīklā, kad motors ir bremzēts.
Filtrs izmanto tiristoru ierīcēs, lai samazinātu vai novērstu sprieguma pulsāciju. Izlīdzināšana tiek veikta, izmantojot kapacitatīvos vai induktīvi-kapacitatīvos filtrus.
Mikroprocesors – ir pārveidotāja kontroles un analīzes saite. Tas saņem un apstrādā signālus no sensoriem, kas ļauj regulēt izejas signālu no frekvences pārveidotāja ar iebūvētu PID kontrolieri.Tāpat šī sistēmas sastāvdaļa ieraksta un uzglabā notikumu datus, reģistrē un aizsargā ierīci no pārslodzes, īssavienojumiem, analizē darbības režīmu un izslēdz ierīci avārijas darbības gadījumā.
invertors spriegumu un strāvu izmanto, lai vadītu elektriskās mašīnas, tas ir, lai vienmērīgi kontrolētu strāvas frekvenci. Šāda ierīce rada "tīru sinusa" izvadi, kas ļauj to izmantot daudzās nozarēs.
Elektroniskā frekvences pārveidotāja (invertora) darbības princips sastāv no šādiem darba posmiem:
- Ievades sinusoidālā maiņstrāva vienfāzes vai trīsfāzu strāva tiek iztaisnota ar diodes tiltu vai tiristori;
- Ar īpašu filtru (kondensatoru) palīdzību tiek filtrēts signāls, lai samazinātu vai novērstu sprieguma pulsācijas;
- Spriegums tiek pārveidots par trīsfāzu vilni ar noteiktiem parametriem, izmantojot mikroshēmu un tranzistora tiltu;
- Invertora izejā taisnstūrveida impulsi tiek pārveidoti sinusoidālā spriegumā ar noteiktiem parametriem.
Frekvences pārveidotāju veidi
Ir vairāki frekvenču pārveidotāju veidi, kas pašlaik ir visizplatītākie ražošanā un lietošanā:
Elektromašīnas (elektroindukcijas) pārveidotāji: tiek izmantoti gadījumos, kad nav iespējams vai nepiemēroti izmantot elektroniskos FC. Strukturāli šādas ierīces ir asinhronie motori ar fāzes rotoru, kas darbojas ģeneratora-pārveidotāja režīmā.
Šīs ierīces ir skalāri kontrolēti pārveidotāji. Šīs ierīces izejā tiek izveidots noteiktas amplitūdas un frekvences spriegums, lai uzturētu noteiktu magnētisko plūsmu statora tinumos.Tos izmanto gadījumos, kad nav nepieciešams uzturēt rotora ātrumu atkarībā no slodzes (sūkņi, ventilatori un citas iekārtas).
Elektroniskie pārveidotāji: plaši izmanto visos darba apstākļos dažādām iekārtām. Šādas ierīces ir vektora, tās automātiski aprēķina statora un rotora magnētisko lauku mijiedarbību un nodrošina nemainīgu rotora ātruma vērtību neatkarīgi no slodzes.
- Ciklokonvertori;
- Cikloinvertori;
- Invertors ar starpposma līdzstrāvas saiti:
- Strāvas avota frekvences pārveidotājs;
- Sprieguma avota frekvences pārveidotājs (ar amplitūdas vai impulsa platuma modulāciju).
Pēc darbības jomas aprīkojums var būt:
- iekārtām ar jaudu līdz 315 kW;
- vektoru pārveidotāji ar jaudu līdz 500 kW;
- sprādziendrošas ierīces izmantošanai sprādzienbīstamā un putekļainā vidē;
- Frekvences pārveidotāji, kas uzstādīti uz elektromotoriem;
Katram frekvences pārveidotāja veidam ir noteiktas priekšrocības un trūkumi, un tas ir piemērojams dažādām iekārtām un slodzēm, kā arī darba apstākļiem.
Frekvences pārveidotāju var vadīt manuāli vai ārēji. Manuālā vadība tiek veikta no invertora vadības paneļa, kas var regulēt ātrumu vai apturēt darbību. Ārējā vadība tiek veikta, izmantojot automātiskās vadības sistēmas (APCS), kas var kontrolēt visus ierīces parametrus un ļauj pārslēgt shēmu vai darbības režīmu (izmantojot FC vai apvedceļu).Tāpat ārējā vadība ļauj programmēt pārveidotāja darbību atkarībā no darbības apstākļiem, slodzes, laika, kas ļauj strādāt automātiskajā režīmā.
Kāpēc elektromotoram var būt nepieciešams frekvences pārveidotājs?
Frekvences pārveidotāju izmantošana ļauj samazināt elektroenerģijas izmaksas, dzinēju un iekārtu nolietojuma izmaksas. Tos var izmantot lētiem vāveres motoriem, kas samazina ražošanas izmaksas.
Daudzi elektromotori darbojas biežas darbības režīmu maiņas apstākļos (bieža iedarbināšana un apstāšanās, mainīga slodze). Frekvences pārveidotāji ļauj vienmērīgi iedarbināt motoru un samazināt maksimālo palaišanas griezes momentu un iekārtas sildīšanu. Tas ir svarīgi, piemēram, celšanas mašīnās un ļauj samazināt pēkšņu iedarbināšanas negatīvo ietekmi, kā arī novērst kravas šūpošanos un grūdienus apstāšanās laikā.
Ar invertora palīdzību var netraucēti regulēt pūtēju, sūkņu darbību un ļauj automatizēt tehnoloģiskos procesus (izmanto katlu mājās, ieguves rūpniecībā, naftas un naftas pārstrādes nozarēs, ūdenssaimniecības un citos uzņēmumos).
Frekvences pārveidotāju izmantošana konveijeros, konveijeros, liftos ļauj palielināt to komponentu kalpošanas laiku, jo samazina grūdienus, triecienus un citus negatīvus faktorus, iedarbinot un apturot iekārtas. Tie var vienmērīgi palielināt un samazināt dzinēja apgriezienus, veikt atpakaļgaitas kustību, kas ir svarīga lielam skaitam augstas precizitātes rūpniecisko iekārtu.
Frekvences pārveidotāju priekšrocības:
- Enerģijas izmaksu samazināšana: samazinot palaišanas strāvas un pielāgojot dzinēja jaudu, pamatojoties uz slodzi;
- Iekārtu uzticamības un izturības paaugstināšana: ļauj pagarināt kalpošanas laiku un palielināt periodu no viena tehniskā servisa uz otru;
- Ļauj realizēt iekārtu ārējo vadību un vadību no attālinātām datoru ierīcēm un iespēju integrēties automatizācijas sistēmās;
- Frekvences pārveidotāji var darboties ar jebkuru slodzes jaudu (no viena kilovata līdz desmitiem megavatu);
- Īpašu komponentu klātbūtne frekvences pārveidotāju sastāvā ļauj aizsargāties pret pārslodzēm, fāzes atteici un īssavienojumu, kā arī nodrošināt drošu iekārtu darbību un izslēgšanu avārijas gadījumā.
Protams, aplūkojot šādu priekšrocību sarakstu, varētu rasties jautājums, kāpēc gan tos neizmantot visiem uzņēmuma dzinējiem? Diemžēl atbilde šeit ir acīmredzama, taču tās ir chastotnikov augstās izmaksas, to uzstādīšana un regulēšana. Ne katrs uzņēmums var atļauties šīs izmaksas.
Līdzīgi raksti:
