U convertitore di frequenza hè una tecnulugia chì deve esse ammaestrata quandu si facenu travaglii elettrici. L'usu di u convertitore di frequenza per cuntrullà u mutore hè un metudu cumunu in u cuntrollu elettricu; certi richiedenu ancu cumpetenze in u so usu.
1. Prima di tuttu, perchè aduprà un convertitore di frequenza per cuntrullà un mutore?
U mutore hè una carica induttiva, chì impedisce u cambiamentu di corrente è pruducerà un grande cambiamentu di corrente à l'avviamentu.
L'inverter hè un dispositivu di cuntrollu di l'energia elettrica chì usa a funzione on-off di i dispositivi à semiconduttori di putenza per cunvertisce l'alimentazione di frequenza industriale in un'altra frequenza. Hè principalmente cumpostu da dui circuiti, unu hè u circuitu principale (modulu raddrizzatore, condensatore elettroliticu è modulu inverter), è l'altru hè u circuitu di cuntrollu (scheda di alimentazione à commutazione, scheda di circuitu di cuntrollu).
Per riduce a corrente di partenza di u mutore, in particulare di u mutore cù una putenza più alta, più grande hè a putenza, più grande hè a corrente di partenza. Una corrente di partenza eccessiva porterà un pesu più grande à a rete di alimentazione è di distribuzione. U convertitore di frequenza pò risolve stu prublema di partenza è permette à u mutore di parte senza intoppi senza causà una corrente di partenza eccessiva.
Un'altra funzione di l'usu di un convertitore di frequenza hè di aghjustà a velocità di u mutore. In parechji casi, hè necessariu cuntrullà a velocità di u mutore per ottene una migliore efficienza di pruduzzione, è a regulazione di a velocità di u convertitore di frequenza hè sempre stata u so più grande puntu culminante. U convertitore di frequenza cuntrolla a velocità di u mutore cambiendu a frequenza di l'alimentazione.
2.Chì sò i metudi di cuntrollu di l'inverter?
I cinque metudi più cumunimenti usati di i motori di cuntrollu di l'inverter sò i seguenti:
A. Metudu di cuntrollu di a Modulazione di a Larghezza di l'Impulsu Sinusoidale (SPWM)
E so caratteristiche sò una struttura di circuitu di cuntrollu simplice, un costu bassu, una bona durezza meccanica, è pò risponde à i requisiti di regulazione di velocità liscia di a trasmissione generale. Hè statu largamente utilizatu in diversi campi di l'industria.
Tuttavia, à basse frequenze, per via di a bassa tensione di uscita, a coppia hè significativamente influenzata da a caduta di tensione di resistenza di u statore, chì riduce a coppia massima di uscita.
Inoltre, e so caratteristiche meccaniche ùn sò micca cusì forti cum'è quelle di i motori DC, è a so capacità di coppia dinamica è e prestazioni di regulazione di a velocità statica ùn sò micca soddisfacenti. Inoltre, e prestazioni di u sistema ùn sò micca elevate, a curva di cuntrollu cambia cù u caricu, a risposta di coppia hè lenta, u tassu di utilizzazione di a coppia di u mutore ùn hè micca elevatu, è e prestazioni diminuiscenu à bassa velocità per via di l'esistenza di a resistenza di u statore è di l'effettu di zona morta di l'inverter, è a stabilità si deteriora. Dunque, a ghjente hà studiatu a regulazione di a velocità di frequenza variabile di u cuntrollu vettoriale.
B. Metudu di cuntrollu di u vettore spaziale di tensione (SVPWM)
Hè basatu annantu à l'effettu di generazione generale di a forma d'onda trifase, cù u scopu di avvicinà si à a traiettoria ideale di u campu magneticu rotante circulare di u spaziu d'aria di u mutore, generendu una forma d'onda di modulazione trifase à a volta, è cuntrullandula in modu di poligonu iscrittu chì approssima u cerchju.
Dopu à l'usu praticu, hè statu migliuratu, vale à dì, introducendu una compensazione di frequenza per eliminà l'errore di cuntrollu di velocità; stimendu l'amplitude di u flussu per mezu di feedback per eliminà l'influenza di a resistenza di u statore à bassa velocità; chjudendu a tensione di uscita è u ciclu di corrente per migliurà a precisione dinamica è a stabilità. Tuttavia, ci sò parechji ligami di circuiti di cuntrollu, è ùn hè introdutta alcuna regulazione di coppia, dunque e prestazioni di u sistema ùn sò state fundamentalmente migliurate.
C. Metudu di cuntrollu vettoriale (VC)
L'essenza hè di fà u mutore AC equivalente à un mutore DC, è cuntrullà indipindentamente a velocità è u campu magneticu. Cuntrullendu u flussu di u rotore, a corrente di u statore hè decomposta per ottene i cumpunenti di coppia è di campu magneticu, è a trasfurmazione di coordinate hè aduprata per ottene un cuntrollu ortogonale o disaccoppiatu. L'introduzione di u metudu di cuntrollu vettoriale hè di significazione epocale. Tuttavia, in l'applicazioni pratiche, postu chì u flussu di u rotore hè difficiule da osservà accuratamente, e caratteristiche di u sistema sò assai influenzate da i parametri di u mutore, è a trasfurmazione di rotazione vettoriale aduprata in u prucessu di cuntrollu di u mutore DC equivalente hè relativamente cumplessa, rendendu difficiule per l'effettu di cuntrollu attuale ottene u risultatu di l'analisi ideale.
D. Metudu di cuntrollu direttu di coppia (DTC)
In u 1985, u prufessore DePenbrock di l'Università di Ruhr in Germania hà prupostu per a prima volta a tecnulugia di cunversione di frequenza di cuntrollu direttu di coppia. Sta tecnulugia hà risoltu in gran parte i difetti di u cuntrollu vettoriale sopra menzionatu, è hè stata sviluppata rapidamente cù idee di cuntrollu nove, una struttura di sistema concisa è chjara, è eccellenti prestazioni dinamiche è statiche.
Attualmente, sta tecnulugia hè stata applicata cù successu à a trazione di trasmissione AC di alta putenza di locomotive elettriche. U cuntrollu direttu di coppia analizza direttamente u mudellu matematicu di i motori AC in u sistema di coordinate di u statore è cuntrolla u flussu magneticu è a coppia di u mutore. Ùn hà micca bisognu di paragunà i motori AC à i motori DC, eliminendu cusì parechji calculi cumplessi in a trasfurmazione di rotazione vettoriale; ùn hà micca bisognu di imità u cuntrollu di i motori DC, nè hà bisognu di simplificà u mudellu matematicu di i motori AC per u disaccoppiamentu.
E. Metudu di cuntrollu Matrix AC-AC
A cunversione di frequenza VVVF, a cunversione di frequenza di cuntrollu vettoriale è a cunversione di frequenza di cuntrollu direttu di coppia sò tutti tipi di cunversione di frequenza AC-DC-AC. I so svantaghji cumuni sò un bassu fattore di putenza d'ingressu, una grande corrente armonica, un grande condensatore di accumulazione d'energia necessariu per u circuitu DC, è l'energia rigenerativa ùn pò esse rimessa à a rete elettrica, vale à dì, ùn pò micca funziunà in quattru quadranti.
Per questa ragione, a cunversione di frequenza AC-AC di matrice hè nata. Siccomu a cunversione di frequenza AC-AC di matrice elimina u ligame DC intermediu, elimina u condensatore elettroliticu grande è caru. Pò ottene un fattore di putenza di 1, una corrente d'entrata sinusoidale è pò funziunà in quattru quadranti, è u sistema hà una alta densità di putenza. Ancu s'è sta tecnulugia ùn hè ancu matura, attrae sempre parechji studiosi à fà ricerche approfondite. A so essenza ùn hè micca di cuntrullà indirettamente a corrente, u flussu magneticu è altre quantità, ma di utilizà direttamente a coppia cum'è a quantità cuntrullata per ottene la.
3. Cumu un convertitore di frequenza cuntrolla un mutore ? Cumu sò cablati i dui inseme ?
U cablaggio di l'inverter per cuntrullà u mutore hè relativamente simplice, simile à u cablaggio di u cuntatture, cù trè linee elettriche principali chì entranu è dopu escenu versu u mutore, ma i paràmetri sò più cumplicati, è i modi per cuntrullà l'inverter sò ancu diversi.
Prima di tuttu, per u terminale di l'inverter, ancu s'ellu ci sò parechje marche è diversi metudi di cablaggio, i terminali di cablaggio di a maiò parte di l'inverter ùn sò micca assai diffirenti. Generalmente divisi in ingressi di interruttore avanti è indietro, aduprati per cuntrullà l'avviamentu avanti è indietro di u mutore. I terminali di feedback sò aduprati per feedback u statu di funziunamentu di u mutore,cumprese a frequenza di funziunamentu, a velocità, u statu di guastu, ecc.
Per u cuntrollu di l'impostazione di a velocità, certi convertitori di frequenza utilizanu potenziometri, altri utilizanu buttoni direttamente, tutti cuntrullati per via di cablaggi fisichi. Un altru modu hè di utilizà una rete di cumunicazione. Parechji convertitori di frequenza supportanu avà u cuntrollu di a cumunicazione. A linea di cumunicazione pò esse aduprata per cuntrullà l'avviu è l'arrestu, a rotazione in avanti è in daretu, l'aghjustamentu di a velocità, ecc. di u mutore. À u listessu tempu, l'infurmazioni di feedback sò ancu trasmesse per via di a cumunicazione.
4.Chì succede à a coppia di uscita di un mutore quandu a so velocità di rotazione (frequenza) cambia?
A coppia di partenza è a coppia massima quandu sò pilotate da un convertitore di frequenza sò più chjuche chè quandu sò pilotate direttamente da una alimentazione.
U mutore hà un grande impattu di partenza è accelerazione quandu hè alimentatu da una alimentazione, ma questi impatti sò più debuli quandu hè alimentatu da un convertitore di frequenza. L'avviamentu direttu cù una alimentazione genererà una grande corrente di partenza. Quandu si usa un convertitore di frequenza, a tensione di uscita è a frequenza di u convertitore di frequenza sò aghjunte gradualmente à u mutore, cusì a corrente di partenza di u mutore è l'impattu sò più chjuchi. Di solitu, a coppia generata da u mutore diminuisce quandu a frequenza diminuisce (a velocità diminuisce). I dati effettivi di a riduzione saranu spiegati in certi manuali di convertitori di frequenza.
U mutore abituale hè cuncipitu è fabbricatu per una tensione di 50 Hz, è a so coppia nominale hè ancu data in questu intervallu di tensione. Dunque, a regulazione di a velocità sottu à a frequenza nominale hè chjamata regulazione di a velocità di coppia costante. (T = Te, P <= Pe)
Quandu a frequenza di uscita di u convertitore di frequenza hè più grande di 50Hz, a coppia generata da u mutore diminuisce in una relazione lineare inversamente proporzionale à a frequenza.
Quandu u mutore funziona à una frequenza superiore à 50Hz, a dimensione di u caricu di u mutore deve esse cunsiderata per impedisce una coppia di uscita di u mutore insufficiente.
Per esempiu, a coppia generata da u mutore à 100Hz hè ridutta à circa 1/2 di a coppia generata à 50Hz.
Dunque, a regulazione di a velocità sopra à a frequenza nominale hè chjamata regulazione di a velocità di putenza costante. (P = Ue * Ie).
5. Applicazione di convertitore di frequenza sopra i 50Hz
Per un mutore specificu, a so tensione nominale è a so corrente nominale sò custanti.
Per esempiu, se i valori nominali di l'inverter è di u mutore sò tramindui: 15kW/380V/30A, u mutore pò funziunà sopra à 50Hz.
Quandu a velocità hè 50Hz, a tensione di uscita di l'inverter hè 380V è a corrente hè 30A. In questu mumentu, se a frequenza di uscita hè aumentata à 60Hz, a tensione è a corrente di uscita massima di l'inverter ponu esse solu 380V/30A. Ovviamente, a putenza di uscita ferma invariata, dunque a chjamemu regulazione di a velocità di putenza custante.
Cumu hè a coppia in questu mumentu?
Siccomu P = wT (w; velocità angulare, T: coppia), postu chì P ferma invariatu è w aumenta, a coppia diminuirà di cunsiguenza.
Pudemu ancu fighjà lu da un altru puntu di vista:
A tensione statorica di u mutore hè U = E + I * R (I hè a corrente, R hè a resistenza elettronica, è E hè u putenziale induttu).
Si pò vede chì quandu U è I ùn cambianu micca, E ùn cambia mancu.
È E = k * f * X (k: costante; f: frequenza; X: flussu magneticu), dunque quandu f cambia da 50–> 60Hz, X diminuirà di conseguenza.
Per u mutore, T = K * I * X (K: costante; I: corrente; X: flussu magneticu), dunque a coppia T diminuirà quandu u flussu magneticu X diminuisce.
À u listessu tempu, quandu hè menu di 50Hz, postu chì I*R hè assai chjucu, quandu U/f=E/f ùn cambia micca, u flussu magneticu (X) hè una costante. A coppia T hè proporzionale à a corrente. Hè per quessa chì a capacità di sovracorrente di l'inverter hè generalmente aduprata per discrive a so capacità di sovraccaricu (coppia), è hè chjamata regulazione di velocità di coppia costante (a corrente nominale ferma invariata -> a coppia massima ferma invariata).
Cunclusione: Quandu a frequenza di uscita di l'inverter aumenta da sopra à 50Hz, a coppia di uscita di u mutore diminuirà.
6. Altri fattori ligati à coppia di uscita
A generazione di calore è a capacità di dissipazione di u calore determinanu a capacità di corrente di uscita di l'inverter, influenzendu cusì a capacità di coppia di uscita di l'inverter.
1. Frequenza portante: A corrente nominale marcata nantu à l'inverter hè generalmente u valore chì pò assicurà una pruduzzione cuntinua à a frequenza portante più alta è à a temperatura ambiente più alta. A riduzione di a frequenza portante ùn hà micca effettu nantu à a corrente di u mutore. Tuttavia, a generazione di calore di i cumpunenti serà ridutta.
2. Temperatura ambiente: Cum'è u valore di a corrente di prutezzione di l'inverter, ùn serà micca aumentatu quandu a temperatura ambiente hè rilevata cum'è relativamente bassa.
3. Altitudine: L'aumentu di l'altitudine hà un impattu nantu à a dissipazione di u calore è e prestazioni d'isolamentu. In generale, pò esse trascuratu sottu à 1000 m, è a capacità pò esse ridutta di 5% per ogni 1000 metri sopra.
7. Chì ghjè a frequenza adatta per un convertitore di frequenza per cuntrullà un mutore?
In u riassuntu sopra, avemu amparatu perchè l'inverter hè adupratu per cuntrullà u mutore, è avemu ancu capitu cumu l'inverter cuntrolla u mutore. L'inverter cuntrolla u mutore, chì pò esse riassuntu cusì:
Prima, l'inverter cuntrolla a tensione di partenza è a frequenza di u mutore per ottene un avviamentu lisciu è un arrestu lisciu;
Siconda, l'inverter hè adupratu per aghjustà a velocità di u mutore, è a velocità di u mutore hè aghjustata cambiendu a frequenza.
U mutore à magneti permanenti di Anhui MingtengI prudutti sò cuntrullati da l'inverter. In u range di carica di 25%-120%, anu una efficienza più alta è un range di funziunamentu più largu cà i motori asincroni di e stesse specifiche, è anu effetti significativi di risparmiu energeticu.
I nostri tecnichi prufessiunali sceglieranu un inverter più adattatu secondu e cundizioni di travagliu specifiche è i bisogni effettivi di i clienti per ottene un megliu cuntrollu di u mutore è massimizà e prestazioni di u mutore. Inoltre, u nostru dipartimentu di serviziu tecnicu pò guidà i clienti à distanza per installà è debugà l'inverter, è realizà un seguitu è un serviziu cumpletu prima è dopu a vendita.
Dritti d'autore: Questu articulu hè una ristampa di u numeru publicu WeChat "Furmazione tecnica", u ligame originale https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA
Questu articulu ùn rapprisenta micca i punti di vista di a nostra sucietà. Sè vo avete opinioni o punti di vista diffirenti, per piacè curreggeci!
Data di publicazione: 09 di settembre di u 2024