Kontrolli VFD lejon përdorimin e një konverteri të posaçëm për të ndryshuar në mënyrë fleksibël mënyrat e funksionimit të motorit elektrik: nisja, ndalimi, përshpejtimi, frenimi, ndryshimi i shpejtësisë së rrotullimit.
Ndryshimi i frekuencës së tensionit të furnizimit çon në një ndryshim në shpejtësinë këndore të fushës magnetike të statorit. Kur frekuenca zvogëlohet, shpejtësia e motorit zvogëlohet dhe rrëshqitja rritet.
Parimi i funksionimit të konvertuesit të frekuencës së makinës
Disavantazhi kryesor i motorëve asinkron është kompleksiteti i kontrollit të shpejtësisë në mënyrat tradicionale: duke ndryshuar tensionin e furnizimit dhe duke futur rezistenca shtesë në qarkun e dredha-dredha. Më e përsosur është lëvizja e frekuencës së motorit elektrik. Deri kohët e fundit, konvertuesit ishin të shtrenjtë, por ardhja e tranzistorëve IGBT dhe sistemeve të kontrollit të mikroprocesorëve i lejoi prodhuesit e huaj të krijonin pajisje të përballueshme. Shumicatë përsosur tani janë konvertuesit statikë të frekuencës.
Shpejtësia këndore e fushës magnetike të statorit ω0 ndryshon në raport me frekuencën ƒ1 sipas formulës:
ω0=2π׃1/p, ku p është numri i çifteve të poleve.
Metoda siguron kontroll të qetë të shpejtësisë. Në këtë rast, shpejtësia e rrëshqitjes së motorit nuk rritet.
Për të marrë performancë të lartë energjetike të motorit - efikasitet, faktor i fuqisë dhe kapaciteti i mbingarkesës, së bashku me frekuencën, ndryshoni tensionin e furnizimit sipas varësive të caktuara:
- çift rrotullues ngarkese konstante – U1/ ƒ1=konst;
- karakteri tifoz i momentit të ngarkimit - U1/ ƒ12=konst;
- Moment rrotullimi i ngarkesës në përpjesëtim të kundërt me shpejtësinë - U1/√ ƒ1=konst.
Këto funksione zbatohen duke përdorur një konvertues që ndryshon njëkohësisht frekuencën dhe tensionin në statorin e motorit. Energjia elektrike kursehet për shkak të rregullimit duke përdorur parametrin e nevojshëm teknologjik: presioni i pompës, performanca e ventilatorit, shpejtësia e furnizimit të makinës, etj. Në këtë rast, parametrat ndryshojnë pa probleme.
Metodat e kontrollit të frekuencës së motorëve elektrikë asinkron dhe sinkron
Në një makinë të kontrolluar nga frekuenca e bazuar në motorë asinkronë me një rotor me kafaz ketri, përdoren dy metoda kontrolli - skalar dhe vektor. Në rastin e parë, ato ndryshojnë në të njëjtën kohëamplituda dhe frekuenca e tensionit të furnizimit.
Kjo është e nevojshme për të ruajtur performancën e motorit, më së shpeshti një raport konstant të çift rrotullues të tij maksimal me momentin e rezistencës në bosht. Si rezultat, efikasiteti dhe faktori i fuqisë mbeten të pandryshuara gjatë gjithë gamës së rrotullimit.
Rregullimi i vektorit konsiston në ndryshimin e njëkohshëm të amplitudës dhe fazës së rrymës në stator.
Drejtori i frekuencës së motorit të tipit sinkron funksionon vetëm në ngarkesa të vogla, me rritjen e të cilave mbi vlerat e lejuara, sinkronizmi mund të prishet.
Përparësitë e makinës së frekuencës
Kontrolli i frekuencës ka një sërë avantazhesh ndaj metodave të tjera.
- Automatizimi i motorit dhe proceset e prodhimit.
- Fillimi i butë që eliminon gabimet tipike që ndodhin gjatë përshpejtimit të motorit. Përmirësimi i besueshmërisë së makinës së frekuencës dhe pajisjeve duke reduktuar mbingarkesat.
- Përmirëso ekonominë dhe performancën e përgjithshme të drejtimit.
- Krijimi i një shpejtësie konstante të motorit elektrik pavarësisht nga natyra e ngarkesës, e cila është e rëndësishme gjatë kalimeve. Përdorimi i reagimeve bën të mundur ruajtjen e një shpejtësie konstante të motorit nën ndikime të ndryshme shqetësuese, veçanërisht nën ngarkesa të ndryshueshme.
- Konvertuesit integrohen lehtësisht në sistemet teknike ekzistuese pa ndryshime dhe ndalime të konsiderueshme të proceseve teknologjike. Gama e fuqisë është e madhe, por me rritjen e tyreçmimet po rriten ndjeshëm.
- Aftësia për të braktisur variatorët, kutitë e marsheve, mbytet dhe pajisjet e tjera të kontrollit ose për të zgjeruar gamën e aplikimit të tyre. Kjo rezulton në kursime të konsiderueshme të energjisë.
- Eleminimi i efekteve të dëmshme të kalimtarëve në pajisjet e procesit, të tilla si çekiç uji ose presioni i rritur i lëngut në tubacione ndërsa redukton konsumin e tij gjatë natës.
Difekte
Ashtu si të gjithë invertorët, chastotniki janë burim interferencash. Ata duhet të instalojnë filtra.
Kostoja e markave është e lartë. Ajo rritet ndjeshëm me një rritje të fuqisë së pajisjeve.
Rregullimi i frekuencës për transportimin e lëngjeve
Në objektet ku pompohet uji dhe lëngjet e tjera, kontrolli i rrjedhës bëhet kryesisht me ndihmën e valvulave të portës dhe valvulave. Aktualisht, një drejtim premtues është përdorimi i një pajisjeje frekuence të një pompe ose një ventilatori që vë në lëvizje tehet e tyre.
Përdorimi i një konverteri të frekuencës si një alternativë ndaj valvulës së mbytjes jep një efekt të kursimit të energjisë deri në 75%. Valvula, duke penguar rrjedhën e lëngut, nuk kryen punë të dobishme. Në të njëjtën kohë, humbja e energjisë dhe materies për transportin e saj rritet.
Drejtori i frekuencës bën të mundur mbajtjen e një presioni konstant tek konsumatori kur rrjedha e lëngut ndryshon. Nga sensori i presionit, një sinjal dërgohet në makinë, i cili ndryshon shpejtësinë e motorit dhe në këtë mënyrë e rregullon atërrotullime, duke ruajtur shpejtësinë e caktuar të rrjedhës.
Njësitë e pompimit kontrollohen duke ndryshuar performancën e tyre. Konsumi i energjisë i pompës është në varësinë kub nga performanca ose shpejtësia e rrotullimit të timonit. Nëse shpejtësia zvogëlohet me 2 herë, performanca e pompës do të bjerë me 8 herë. Prania e një orari ditor të konsumit të ujit ju lejon të përcaktoni kursimet e energjisë për këtë periudhë, nëse kontrolloni makinën e frekuencës. Për shkak të tij, është e mundur të automatizohet stacioni i pompimit dhe në këtë mënyrë të optimizohet presioni i ujit në rrjete.
Funksionimi i sistemeve të ventilimit dhe klimatizimit
Rrjedha maksimale e ajrit në sistemet e ventilimit nuk nevojitet gjithmonë. Kushtet e funksionimit mund të kërkojnë një ulje të performancës. Tradicionalisht, mbytja përdoret për këtë, kur shpejtësia e rrotave mbetet konstante. Është më i përshtatshëm për të ndryshuar shpejtësinë e rrjedhës së ajrit për shkak të makinës së kontrolluar nga frekuenca, kur ndryshojnë kushtet sezonale dhe klimatike, çlirimi i nxehtësisë, lagështisë, avujve dhe gazrave të dëmshëm.
Kursimet e energjisë në sistemet e ventilimit dhe të ajrit të kondicionuar arrihen jo më pak se në stacionet e pompimit, pasi konsumi i energjisë i rrotullimit të boshtit është në varësinë kubike nga rrotullimet.
Pajisja e konvertuesit të frekuencës
Disku i frekuencës moderne është rregulluar sipas skemës së konvertuesit të dyfishtë. Ai përbëhet nga një ndreqës dhe një inverter pulsi me një sistem kontrolli.
PasDuke korrigjuar tensionin e rrjetit, sinjali zbutet nga një filtër dhe futet në një inverter me gjashtë ndërprerës tranzistor, ku secili prej tyre është i lidhur me mbështjelljet e statorit të një motori elektrik asinkron. Njësia konverton sinjalin e korrigjuar në një sinjal trefazor të frekuencës dhe amplitudës së kërkuar. IGBT-të e fuqisë në fazat e daljes kanë një frekuencë të lartë ndërrimi dhe ofrojnë një valë katrore të qartë dhe pa shtrembërime. Për shkak të vetive filtruese të mbështjelljeve të motorit, forma e kurbës së rrymës në daljen e tyre mbetet sinusoidale.
Metodat e kontrollit të amplitudës së sinjalit
Tensioni i daljes rregullohet me dy metoda:
- Amplituda - ndryshimi në vlerën e tensionit.
- Modulimi i gjerësisë së pulsit është një metodë e konvertimit të një sinjali pulsues, në të cilin kohëzgjatja e tij ndryshon, por frekuenca mbetet e pandryshuar. Këtu fuqia varet nga gjerësia e pulsit.
Metoda e dytë përdoret më shpesh në lidhje me zhvillimin e teknologjisë së mikroprocesorit. Invertorët modernë bëhen duke përdorur transistorë fikës GTO ose IGBT.
Aftësia dhe aplikimi i konvertuesve
Disku i frekuencës ka shumë mundësi.
- Rregulloni frekuencën e tensionit të furnizimit trefazor nga zero në 400 Hz.
- Përshpejtimi ose ngadalësimi i motorit elektrik nga 0,01 sek. deri në 50 min. sipas një ligji të caktuar të kohës (zakonisht linear). Gjatë përshpejtimit, është e mundur jo vetëm një ulje, por edhe një rritje deri në 150% e rrotullimeve dinamike dhe fillestare.
- Përmbysja e motorit me mënyrat e dhëna të frenimit dhe përshpejtimit në atë të dëshiruarshpejtësi në drejtimin tjetër.
- Invertorët kanë mbrojtje elektronike të konfigurueshme kundër qarqeve të shkurtra, mbingarkimeve, rrjedhjeve të tokës dhe linjave të hapura të energjisë motorike.
- Ekranet dixhitale të konvertuesve shfaqin të dhëna për parametrat e tyre: frekuencën, tensionin e furnizimit, shpejtësinë, rrymën, etj.
- Karakteristikat V/f akordohen në konvertues në varësi të ngarkesave motorike që kërkohen. Funksionet e sistemeve të kontrollit të bazuara në to sigurohen nga kontrollorët e integruar.
- Për frekuenca të ulëta, është e rëndësishme të përdorni kontrollin vektorial, i cili ju lejon të punoni me çift rrotullues të plotë të motorit, të ruani një shpejtësi konstante kur ngarkesat ndryshojnë dhe të kontrolloni çift rrotullues në bosht. Makina me frekuencë të ndryshueshme funksionon mirë me futjen e saktë të të dhënave të pasaportës së motorit dhe pas testimit të suksesshëm. Produkte të njohura nga HYUNDAI, Sanyu, etj.
Fushat e aplikimit të konvertuesve janë si më poshtë:
- pompa në sistemet e furnizimit me ujë të nxehtë dhe të ftohtë dhe ngrohje;
- pompat e llumit, rërës dhe llumit të përqendruesve;
- sistemet e transportit: transportues, tavolina rul dhe mjete të tjera;
- përzierje, mullinj, dërrmues, ekstruder, shpërndarës, ushqyes;
- centrifuga;
- ashensorë;
- pajisje metalurgjike;
- pajisje shpimi;
- disqet elektrike të veglave të makinerisë;
- ekskavator dhe pajisje vinçi, mekanizma manipulues.
Prodhuesit e konvertuesit të frekuencës, komente
Prodhuesi vendas tashmë ka filluar të prodhojë produkte të përshtatshme për përdoruesit për nga cilësia dhe çmimi. Avantazhi është aftësia për të marrë shpejt pajisjen e duhur, si dhe këshilla të hollësishme për konfigurimin.
Kompania "Effective Systems" prodhon produkte serike dhe grupe pilot pajisjesh. Produktet përdoren për përdorim shtëpiak, në biznesin e vogël dhe në industri. Prodhuesi Vesper prodhon shtatë seri konverterësh, ndër të cilët ka konvertues shumëfunksionalë të përshtatshëm për shumicën e mekanizmave industrialë.
Kompania daneze Danfoss është lider në prodhimin e chastotnikov. Produktet e saj përdoren në sistemet e ventilimit, ajrit të kondicionuar, furnizimit me ujë dhe ngrohjes. Kompania finlandeze Vacon, e cila është pjesë e kompanisë daneze, prodhon dizajne modulare nga të cilat mund të montoni pajisjet e nevojshme pa pjesë të panevojshme, gjë që kursen në komponentë. Të njohur janë edhe konvertuesit e koncernit ndërkombëtar ABB, të përdorur në industri dhe në jetën e përditshme.
Duke gjykuar nga rishikimet, konvertuesit e lirë vendas mund të përdoren për të zgjidhur probleme të thjeshta tipike, ndërsa atyre komplekse u duhet një markë me shumë më tepër cilësime.
Përfundim
Përcjellësi i frekuencës kontrollon motorin elektrik duke ndryshuar frekuencën dhe amplituda e tensionit të furnizimit, duke e mbrojtur atë nga keqfunksionimet: mbingarkesat, qarqet e shkurtra, prishjet në rrjetin e furnizimit. Aktivizues të tillë elektrikë kryejnë tre funksione kryesore:lidhur me nxitimin, ngadalësimin dhe shpejtësinë e motorit. Kjo përmirëson efikasitetin e pajisjeve në shumë fusha të teknologjisë.
