Жиілік түрлендіргіші – электрлік жұмыстарды орындау кезінде меңгеру керек технология. Қозғалтқышты басқару үшін жиілік түрлендіргішін пайдалану электрлік басқаруда кең таралған әдіс болып табылады; кейбіреулері де оларды қолдануда біліктілікті талап етеді.
1.Біріншіден, қозғалтқышты басқару үшін жиілік түрлендіргішін не үшін пайдалану керек?
Қозғалтқыш индуктивті жүктеме болып табылады, ол токтың өзгеруіне кедергі келтіреді және іске қосу кезінде токтың үлкен өзгеруіне әкеледі.
Инвертор - өнеркәсіптік жиілікті қоректендіру көзін басқа жиілікке түрлендіру үшін қуатты жартылай өткізгіш құрылғылардың қосу-өшіру функциясын пайдаланатын электр энергиясын басқару құрылғысы. Ол негізінен екі тізбектен тұрады, бірі негізгі тізбек (түзеткіш модуль, электролиттік конденсатор және инвертор модулі), екіншісі басқару тізбегі (коммутаторлық қоректендіру тақтасы, басқару схемасы тақтасы).
Қозғалтқыштың, әсіресе қуаттылығы жоғары қозғалтқыштың іске қосу тогын азайту үшін, қуат неғұрлым көп болса, іске қосу тогы соғұрлым көп болады. Шамадан тыс іске қосу тогы электрмен жабдықтау және тарату желісіне үлкен жүктеме әкеледі. Жиілік түрлендіргіші осы іске қосу мәселесін шеше алады және қозғалтқышты шамадан тыс іске қосу тогын тудырмай біркелкі іске қосуға мүмкіндік береді.
Жиілік түрлендіргішті пайдаланудың тағы бір функциясы қозғалтқыштың жылдамдығын реттеу болып табылады. Көптеген жағдайларда өндіріс тиімділігін арттыру үшін қозғалтқыштың жылдамдығын бақылау қажет, ал жиілік түрлендіргішінің жылдамдығын реттеу әрқашан оның ең маңызды сәті болды. Жиілік түрлендіргіші қуат көзінің жиілігін өзгерту арқылы қозғалтқыш жылдамдығын басқарады.
2. Инверторды басқару әдістері қандай?
Инверторлық қозғалтқыштарды басқарудың ең жиі қолданылатын бес әдісі келесідей:
A. Синусоидалы импульстік ені модуляциясы (SPWM) басқару әдісі
Оның сипаттамалары қарапайым басқару схемасының құрылымы, төмен құны, жақсы механикалық қаттылық болып табылады және жалпы берілістің тегіс жылдамдықты реттеу талаптарына жауап бере алады. Ол өнеркәсіптің әртүрлі салаларында кеңінен қолданылды.
Дегенмен, төмен жиіліктерде, төмен шығыс кернеуіне байланысты, айналу моменті статор кедергісінің кернеуінің төмендеуінен айтарлықтай әсер етеді, бұл максималды шығыс моментін азайтады.
Сонымен қатар, оның механикалық сипаттамалары тұрақты ток қозғалтқыштары сияқты күшті емес, оның динамикалық момент сыйымдылығы мен статикалық жылдамдықты реттеу көрсеткіштері қанағаттанарлық емес. Сонымен қатар, жүйе өнімділігі жоғары емес, басқару қисығы жүктемеге байланысты өзгереді, момент реакциясы баяу, қозғалтқыш моментін пайдалану жылдамдығы жоғары емес, статор кедергісі мен инвертордың өлі болуына байланысты өнімділік төмен жылдамдықта төмендейді. аймақтық әсер және тұрақтылық нашарлайды. Сондықтан адамдар векторлық басқарудың айнымалы жиілік жылдамдығын реттеуді зерттеді.
B. Кернеу кеңістігінің векторы (SVPWM) басқару әдісі
Ол қозғалтқыш ауа саңылауының идеалды айналмалы айналмалы магнит өрісінің траекториясына жақындау, бір уақытта үш фазалы модуляциялық толқын пішінін генерациялау және оны басқару әдісімен үш фазалы толқын пішінінің жалпы генерациялау әсеріне негізделген. шеңберге жуықтайтын сызылған көпбұрыштың.
Практикалық қолданудан кейін ол жетілдірілді, яғни жылдамдықты басқару қатесін жою үшін жиілікті компенсациялау енгізілді; төмен жылдамдықта статор кедергісінің әсерін жою үшін кері байланыс арқылы ағынның амплитудасын бағалау; динамикалық дәлдік пен тұрақтылықты жақсарту үшін шығыс кернеуі мен ток контурын жабу. Дегенмен, басқару тізбегінің көптеген буындары бар және моментті реттеу енгізілмейді, сондықтан жүйе өнімділігі түбегейлі жақсартылған жоқ.
C. Векторлық басқару (VC) әдісі
Оның мәні айнымалы ток қозғалтқышын тұрақты ток қозғалтқышына теңестіру және жылдамдық пен магнит өрісін дербес басқару болып табылады. Ротор ағынын басқару арқылы статор тогы крутящий және магнит өрісінің құрамдас бөліктерін алу үшін ыдырайды, ал координаталық түрлендіру ортогональды немесе ажыратылған басқаруға қол жеткізу үшін қолданылады. Векторлық басқару әдісін енгізудің дәуірлік маңызы бар. Дегенмен, практикалық қолданбаларда, ротор ағынын дәл байқау қиын болғандықтан, жүйе сипаттамаларына қозғалтқыш параметрлері қатты әсер етеді және эквивалентті тұрақты ток қозғалтқышын басқару процесінде қолданылатын векторлық айналу түрлендіруі салыстырмалы түрде күрделі, бұл нақты жұмысты қиындатады. мінсіз талдау нәтижесіне қол жеткізу үшін бақылау әсері.
D. Тура моментті басқару (DTC) әдісі
1985 жылы Германиядағы Рур университетінің профессоры ДеПенброк алғаш рет айналу моментін басқару жиілігін түрлендіру технологиясын ұсынды. Бұл технология негізінен жоғарыда аталған векторлық басқарудың кемшіліктерін жойды және жаңа басқару идеяларымен, қысқа және түсінікті жүйе құрылымымен және тамаша динамикалық және статикалық өнімділікпен жылдам дамыды.
Қазіргі уақытта бұл технология электровоздардың жоғары қуатты айнымалы ток беріліс тартымында сәтті қолданылды. Тікелей айналу моментін басқару статор координат жүйесіндегі айнымалы ток қозғалтқыштарының математикалық моделін тікелей талдайды және қозғалтқыштың магниттік ағыны мен моментін басқарады. Айнымалы ток қозғалтқыштарын тұрақты ток қозғалтқыштарына теңестірудің қажеті жоқ, осылайша векторлық айналу түрлендіруінде көптеген күрделі есептеулерді жояды; тұрақты ток қозғалтқыштарын басқаруды имитациялаудың қажеті жоқ, сондай-ақ ажырату үшін айнымалы ток қозғалтқыштарының математикалық моделін оңайлатудың қажеті жоқ.
E. Матрицалық айнымалы токты басқару әдісі
VVVF жиілігін түрлендіру, векторлық басқару жиілігін түрлендіру және тікелей айналу моментін басқару жиілігін түрлендіру AC-DC-AC жиілігін түрлендірудің барлық түрлері болып табылады. Олардың жалпы кемшіліктері төмен кіріс қуат коэффициенті, үлкен гармоникалық ток, тұрақты ток тізбегі үшін қажетті үлкен энергия сақтау конденсаторы және регенеративті энергияны электр желісіне қайта беру мүмкін емес, яғни төрт квадрантта жұмыс істей алмайды.
Осы себепті матрицалық AC-AC жиілігін түрлендіру пайда болды. Матрицалық айнымалы ток жиілігін түрлендіру аралық тұрақты ток байланысын жояды, ол үлкен және қымбат электролиттік конденсаторды жояды. Ол 1 қуат коэффициентіне, синусоидалы кіріс тоғына қол жеткізе алады және төрт квадрантта жұмыс істей алады және жүйе жоғары қуат тығыздығына ие. Бұл технология әлі жетілмегенімен, әлі де көптеген ғалымдарды терең зерттеулер жүргізуге тартады. Оның мәні токты, магнит ағынын және басқа шамаларды жанама түрде басқару емес, оған жету үшін бақыланатын шама ретінде айналдыру моментін тікелей пайдалану болып табылады.
3. Жиілік түрлендіргіш қозғалтқышты қалай басқарады? Екеуі қалай біріктірілген?
Қозғалтқышты басқаруға арналған инвертордың сымдары салыстырмалы түрде қарапайым, контактордың сымдарына ұқсас, үш негізгі электр желісі қозғалтқышқа кіреді, содан кейін қозғалтқышқа шығады, бірақ параметрлері күрделірек және инверторды басқару тәсілдері де әртүрлі.
Ең алдымен, инвертор терминалы үшін көптеген брендтер мен әртүрлі сымдарды қосу әдістері бар болса да, көптеген инверторлардың сым терминалдары айтарлықтай ерекшеленбейді. Әдетте қозғалтқыштың алға және кері іске қосылуын басқару үшін қолданылатын алға және кері қосқыш кірістеріне бөлінеді. Кері байланыс терминалдары қозғалтқыштың жұмыс күйіне кері байланыс жасау үшін пайдаланылады,оның ішінде жұмыс жиілігі, жылдамдық, ақаулық күйі және т.б.
Жылдамдықты орнатуды басқару үшін кейбір жиілік түрлендіргіштері потенциометрлерді пайдаланады, кейбіреулері тікелей түймелерді пайдаланады, олардың барлығы физикалық сым арқылы басқарылады. Тағы бір жолы – байланыс желісін пайдалану. Көптеген жиілік түрлендіргіштері қазір байланысты басқаруды қолдайды. Байланыс желісі қозғалтқыштың іске қосылуын және тоқтауын, алға және кері айналуын, жылдамдықты реттеуді және т.б. Сонымен бірге кері байланыс ақпараты да байланыс арқылы беріледі.
4.Қозғалтқыштың айналу жиілігі (жиілік) өзгерген кезде оның шығыс моменті не болады?
Жиілік түрлендіргішпен басқарылатын кездегі іске қосу моменті мен максималды момент қуат көзінен тікелей басқарылатынға қарағанда азырақ.
Қозғалтқыш қуат көзінен қуат алған кезде үлкен іске қосу және жеделдету әсеріне ие, бірақ бұл әсерлер жиілік түрлендіргішінен қуат алған кезде әлсіз болады. Қуат көзінен тікелей іске қосу үлкен іске қосу тогын тудырады. Жиілік түрлендіргіші пайдаланылған кезде, жиілік түрлендіргішінің шығыс кернеуі мен жиілігі қозғалтқышқа бірте-бірте қосылады, сондықтан қозғалтқыштың іске қосу тогы мен соққысы аз болады. Әдетте жиілік азайған сайын қозғалтқыш тудыратын момент азаяды (жылдамдық төмендейді). Төмендетудің нақты деректері кейбір жиілік түрлендіргішінің нұсқаулықтарында түсіндіріледі.
Кәдімгі қозғалтқыш 50 Гц кернеуге арналған және жасалған және оның номиналды моменті де осы кернеу диапазонында берілген. Сондықтан номиналды жиіліктен төмен жылдамдықты реттеу тұрақты айналу моменті жылдамдығын реттеу деп аталады. (T=Te, P<=Pe)
Жиілік түрлендіргішінің шығыс жиілігі 50 Гц-тен жоғары болғанда, қозғалтқыш шығаратын момент жиілікке кері пропорционал сызықтық қатынаста азаяды.
Қозғалтқыш 50 Гц-тен жоғары жиілікте жұмыс істегенде, қозғалтқыштың шығу моментінің жеткіліксіздігін болдырмау үшін қозғалтқыш жүктемесінің өлшемін ескеру қажет.
Мысалы, 100 Гц жиілікте қозғалтқыш жасаған момент 50 Гц жиілікте жасалған моменттің шамамен 1/2 бөлігіне дейін азаяды.
Сондықтан номиналды жиіліктен жоғары жылдамдықты реттеу тұрақты қуат жылдамдығын реттеу деп аталады. (P=Ue*Ie).
5. 50 Гц жоғары жиілік түрлендіргішін қолдану
Белгілі бір қозғалтқыш үшін оның номиналды кернеуі мен номиналды ток тұрақты болады.
Мысалы, егер түрлендіргіш пен қозғалтқыштың номиналды мәндері екеуі де болса: 15кВт/380В/30А, қозғалтқыш 50 Гц-тен жоғары жұмыс істей алады.
Жылдамдық 50 Гц болғанда, түрлендіргіштің шығыс кернеуі 380 В, ток күші 30 А. Бұл уақытта шығыс жиілігі 60 Гц-ке дейін арттырылса, инвертордың максималды шығыс кернеуі мен тогы тек 380В/30А болуы мүмкін. Әлбетте, шығыс қуаты өзгеріссіз қалады, сондықтан біз оны тұрақты қуат жылдамдығын реттеу деп атаймыз.
Бұл уақытта момент қандай?
P=wT(w; бұрыштық жылдамдық, T: момент) болғандықтан, P өзгеріссіз қалады және w артады, момент сәйкесінше азаяды.
Біз оны басқа қырынан да қарастыра аламыз:
Қозғалтқыштың статор кернеуі U=E+I*R (I – ток, R – электронды кедергі, Е – индукциялық потенциал).
U мен I өзгермегенде, Е де өзгермейтінін көруге болады.
Ал E=k*f*X (k: тұрақты; f: жиілік; X: магнит ағыны), сондықтан f 50–>60 Гц-тен өзгергенде, X сәйкесінше төмендейді.
Қозғалтқыш үшін T=K*I*X (K: тұрақты; I: ток; X: магнит ағыны), сондықтан магнит ағыны X азайған сайын T моменті азаяды.
Сонымен қатар, ол 50Гц-тен аз болғанда, I*R өте аз болғандықтан, U/f=E/f өзгермегенде, магнит ағыны (X) тұрақты болады. Т моменті токқа пропорционал. Сондықтан түрлендіргіштің шамадан тыс ток сыйымдылығы әдетте оның шамадан тыс жүктеме (моментті) сыйымдылығын сипаттау үшін қолданылады және оны тұрақты айналу моменті жылдамдығын реттеу деп атайды (номиналды ток өзгеріссіз қалады–>максималды момент өзгеріссіз қалады)
Қорытынды: Инвертордың шығыс жиілігі 50 Гц-тен жоғарылағанда, қозғалтқыштың шығыс моменті төмендейді.
6. Шығу моментіне қатысты басқа факторлар
Жылу генерациясы және жылуды тарату қуаты инвертордың шығыс ток қуатын анықтайды, осылайша инвертордың шығыс моментінің сыйымдылығына әсер етеді.
1. Тасымалдаушы жиілігі: түрлендіргіште белгіленген номиналды ток әдетте ең жоғары тасымалдаушы жиілікте және қоршаған ортаның ең жоғары температурасында үздіксіз шығысты қамтамасыз ете алатын мән болып табылады. Тасымалдаушы жиілігін азайту қозғалтқыштың тоғына әсер етпейді. Дегенмен, компоненттердің жылу генерациясы азаяды.
2. Қоршаған орта температурасы: Қоршаған орта температурасы салыстырмалы түрде төмен екені анықталғанда, түрлендіргіш қорғанысының ток мәні өспейді.
3. Биіктік: Биіктіктің жоғарылауы жылуды таратуға және оқшаулау өнімділігіне әсер етеді. Әдетте, оны 1000 метрден төмен елемеуге болады, ал жоғарыдағы әрбір 1000 метр үшін сыйымдылықты 5%-ға азайтуға болады.
7. Қозғалтқышты басқару үшін жиілік түрлендіргішіне сәйкес жиілік қандай?
Жоғарыда келтірілген қысқаша мазмұнда біз инвертор қозғалтқышты басқару үшін неліктен пайдаланылатынын білдік, сондай-ақ инвертор қозғалтқышты қалай басқаратынын түсіндік. Инвертор қозғалтқышты басқарады, оны келесідей қорытындылауға болады:
Біріншіден, инвертор біркелкі іске қосу және біркелкі тоқтау үшін қозғалтқыштың іске қосу кернеуі мен жиілігін басқарады;
Екіншіден, инвертор қозғалтқыштың жылдамдығын реттеу үшін пайдаланылады, ал қозғалтқыштың жылдамдығы жиілікті өзгерту арқылы реттеледі.
Anhui Mingteng тұрақты магнит қозғалтқышыөнімдер инвертор арқылы басқарылады. 25%-120% жүктеме диапазонында олар бірдей сипаттамалардағы асинхронды қозғалтқыштарға қарағанда жоғары тиімділік пен кеңірек жұмыс диапазонына ие және айтарлықтай энергияны үнемдейтін әсерлерге ие.
Біздің кәсіби техниктер қозғалтқышты жақсырақ басқаруға қол жеткізу және қозғалтқыштың өнімділігін арттыру үшін нақты жұмыс жағдайлары мен тұтынушылардың нақты қажеттіліктеріне сәйкес неғұрлым қолайлы инверторды таңдайды. Сонымен қатар, біздің техникалық қызмет көрсету бөлімі тұтынушыларды инверторды орнатуға және жөндеуге қашықтан нұсқау бере алады, сонымен қатар сатылымға дейін және одан кейін жан-жақты бақылау мен қызмет көрсетуді жүзеге асыра алады.
Авторлық құқық: Бұл мақала WeChat қоғамдық нөмірі «Техникалық оқыту», түпнұсқа сілтеме https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA қайта басып шығару болып табылады.
Бұл мақала біздің компанияның көзқарасын білдірмейді. Егер сізде әртүрлі пікірлер немесе көзқарастар болса, бізді түзетіңіз!
Жіберу уақыты: 09 қыркүйек 2024 ж