Tíðnibreytir er tækni sem ætti að vera vel að sér í rafmagnsvinnu. Notkun tíðnibreytis til að stjórna mótor er algeng aðferð í rafmagnsstýringu; sumar aðferðir krefjast einnig kunnáttu í notkun þeirra.
1. Í fyrsta lagi, hvers vegna að nota tíðnibreyti til að stjórna mótor?
Mótorinn er spanhleðsla sem hindrar straumbreytingar og veldur mikilli straumbreytingu við ræsingu.
Inverterinn er rafmagnsstýribúnaður sem notar kveikt-slökkt virkni hálfleiðara til að breyta iðnaðartíðni aflgjafa í aðra tíðni. Hann er aðallega samsettur úr tveimur rásum, annar er aðalrásin (riðleiðaraeining, rafgreiningarþétti og inverteraeining) og hinn er stjórnrásin (rofaflgjafaborð, stjórnrásarborð).
Til að draga úr ræsistraumi mótorsins, sérstaklega hjá mótorum með meiri afl, því meiri sem aflið er, því meiri er ræsistraumurinn. Of mikill ræsistraumur veldur meiri álagi á aflgjafa og dreifikerfi. Tíðnibreytir getur leyst þetta ræsivandamál og gert mótornum kleift að ræsa mjúklega án þess að valda of miklum ræsistraumi.
Annað hlutverk tíðnibreytis er að stilla hraða mótorsins. Í mörgum tilfellum er nauðsynlegt að stjórna hraða mótorsins til að ná betri framleiðsluhagkvæmni og hraðastýring tíðnibreytisins hefur alltaf verið stærsta áhersla þess. Tíðnibreytirinn stýrir hraða mótorsins með því að breyta tíðni aflgjafans.
2. Hverjar eru stjórnunaraðferðir invertersins?
Fimm algengustu aðferðirnar við að stjórna invertermótorum eru eftirfarandi:
A. Stjórnunaraðferð með sinuslaga púlsbreiddarmótun (SPWM)
Einkenni þess eru einföld stjórnrásarbygging, lágur kostnaður, góð vélræn hörku og getur uppfyllt kröfur um slétta hraðastjórnun almennra gírkassa. Það hefur verið mikið notað á ýmsum sviðum iðnaðarins.
Hins vegar, við lága tíðni, vegna lágrar útgangsspennu, hefur togið verulega áhrif á spennufall statorviðnámsins, sem dregur úr hámarksútgangstoginu.
Að auki eru vélrænir eiginleikar þess ekki eins sterkir og hjá jafnstraumsmótorum, og kraftmikil toggeta og stöðug hraðastjórnun eru ekki fullnægjandi. Þar að auki er afköst kerfisins ekki mikil, stjórnkúrfan breytist með álaginu, togviðbrögðin eru hæg, nýtingarhlutfall togs mótorsins er ekki hátt og afköstin minnka við lágan hraða vegna statorviðnáms og áhrifa dauðs svæðis invertera, og stöðugleikinn versnar. Þess vegna hafa menn rannsakað vektorstýringu með breytilegri tíðnihraðastjórnun.
B. Stjórnunaraðferð fyrir spennurúmsvektor (SVPWM)
Það byggir á heildarmyndunaráhrifum þriggja fasa bylgjuformsins, með það að markmiði að nálgast hugsjón hringlaga snúningssegulsviðsbraut loftbils mótorsins, mynda þriggja fasa mótunarbylgjuform í einu og stjórna því á þann hátt að innritaður marghyrningur nálgar hringinn.
Eftir notkun í reynd hefur það verið bætt, þ.e. með því að kynna tíðniuppbót til að útrýma villu í hraðastýringu; meta flæðisvídd með afturvirkri endurgjöf til að útrýma áhrifum statorviðnáms við lágan hraða; loka útgangsspennu og straumlykkjunni til að bæta nákvæmni og stöðugleika. Hins vegar eru margar stýrirásartengingar og engin togstilling er kynnt, þannig að afköst kerfisins hafa ekki batnað í grundvallaratriðum.
C. Aðferð við vektorstýringu (VC)
Kjarninn er að gera AC mótor jafngildan jafnstraumsmótor og stjórna hraða og segulsviði sjálfstætt. Með því að stjórna snúningsflæðinu er statorstraumurinn sundurliðaður til að fá tog- og segulsviðsþættina og hnitabreytingin er notuð til að ná rétthyrndum eða aftengdum stýringum. Innleiðing vigurstýringaraðferðarinnar er tímamótakennd. Hins vegar, í hagnýtum tilgangi, þar sem erfitt er að fylgjast nákvæmlega með snúningsflæðinu, eru kerfiseiginleikar mjög undir áhrifum mótorbreytanna og vigursnúningsbreytingin sem notuð er í jafngildum jafnstraumsmótorstýringarferlinu er tiltölulega flókin, sem gerir það erfitt fyrir raunverulega stýringaráhrif að ná kjörgreiningarniðurstöðu.
D. Aðferð til að stjórna beinni togkrafti (DTC)
Árið 1985 lagði prófessor DePenbrock við Ruhr-háskólann í Þýskalandi fyrst til tíðnibreytingartækni með beinni togstýringu. Þessi tækni hefur að mestu leyti leyst galla fyrrnefndrar vigurstýringar og hefur verið þróuð hratt með nýstárlegum stjórnhugmyndum, hnitmiðaðri og skýrri kerfisuppbyggingu og framúrskarandi virkni og stöðugleika.
Þessi tækni hefur nú verið notuð með góðum árangri í aflmiklum riðstraumsdrifum rafknúinna járnbrautarvéla. Bein togstýring greinir beint stærðfræðilíkan riðstraumsmótora í statorhnitakerfinu og stýrir segulflæði og togi mótorsins. Hún þarf ekki að jafna riðstraumsmótora við jafnstraumsmótora, sem útrýmir mörgum flóknum útreikningum í vigursnúningsumbreytingum; hún þarf ekki að herma eftir stjórnun jafnstraumsmótora, né þarf að einfalda stærðfræðilíkan riðstraumsmótora til að aftengja.
E. Matrix AC-AC stjórnunaraðferð
VVVF tíðnibreyting, vigurstýrð tíðnibreyting og bein togstýrð tíðnibreyting eru allar gerðir af AC-DC-AC tíðnibreytingu. Algengir ókostir þeirra eru lágur inntaksaflstuðull, mikill harmonískur straumur, stór orkugeymsluþétti sem þarf fyrir DC hringrásina og ekki er hægt að leiða endurnýjandi orku aftur inn á raforkukerfið, það er að segja, hún getur ekki starfað í fjórum fjórðungum.
Af þessari ástæðu varð fylkis AC-AC tíðnibreyting til. Þar sem fylkis AC-AC tíðnibreyting útilokar millistig DC tengingarinnar, útilokar hún stóran og dýran rafgreiningarþétti. Hún getur náð aflstuðli upp á 1, sinuslaga inntaksstraumi og getur starfað í fjórum fjórðungum, og kerfið hefur mikla aflþéttleika. Þó að þessi tækni sé ekki enn þroskuð, laðar hún samt marga fræðimenn að sér til að stunda ítarlegar rannsóknir. Kjarni hennar er ekki að stjórna straumi, segulflæði og öðrum stærðum óbeint, heldur að nota tog beint sem stýrða stærð til að ná því.
3. Hvernig stýrir tíðnibreytir mótor? Hvernig eru þeir tveir tengdir saman?
Rafmagnstenging invertersins til að stjórna mótornum er tiltölulega einföld, svipuð og rafmagn tengilsins, með þremur aðalrafmagnslínum sem ganga inn í og síðan út að mótornum, en stillingarnar eru flóknari og leiðirnar til að stjórna inverternum eru einnig mismunandi.
Í fyrsta lagi, þó að það séu margar tegundir og mismunandi raflögnunaraðferðir fyrir invertera, eru raflögnunartengi flestra invertera ekki mjög mismunandi. Almennt skipt í fram- og afturábaksrofainntök, sem notuð eru til að stjórna fram- og afturábaksræsingu mótorsins. Endurgjöfstengi eru notuð til að gefa endurgjöf um rekstrarstöðu mótorsins,þar á meðal rekstrartíðni, hraði, bilunarstaða o.s.frv.
Til að stjórna hraða nota sumir tíðnibreytar potentiometer, sumir nota hnappa beint, sem allir eru stjórnaðir með raflögnum. Önnur leið er að nota samskiptanet. Margir tíðnibreytar styðja nú samskiptastýringu. Samskiptalínuna er hægt að nota til að stjórna ræsingu og stöðvun, snúningi áfram og afturábak, hraðastillingu o.s.frv. mótorsins. Á sama tíma eru endurgjöfupplýsingar einnig sendar í gegnum samskipti.
4. Hvað gerist við úttakstog mótorsins þegar snúningshraði hans (tíðni) breytist?
Byrjunartog og hámarkstog þegar tíðnibreytir knýr vélina eru minni en þegar hún er knúin beint af aflgjafa.
Mótorinn hefur mikil áhrif við ræsingu og hröðun þegar hann er knúinn af aflgjafa, en þessi áhrif eru veikari þegar hann er knúinn af tíðnibreyti. Bein ræsing með aflgjafa mun mynda mikinn ræsistraum. Þegar tíðnibreytir er notaður bætast útgangsspenna og tíðni tíðnibreytisins smám saman við mótorinn, þannig að ræsistraumur og áhrif mótorsins eru minni. Venjulega minnkar togið sem mótorinn myndar þegar tíðnin lækkar (hraðinn minnkar). Raunveruleg gögn um lækkunina verða útskýrð í handbókum sumra tíðnibreyta.
Venjulegur mótor er hannaður og framleiddur fyrir 50Hz spennu og nafntog hans er einnig gefið upp innan þessa spennubils. Þess vegna er hraðastýring undir nafntíðni kölluð fast toghraðastýring. (T=Te, P<=Pe)
Þegar útgangstíðni tíðnibreytisins er meiri en 50Hz, minnkar togið sem mótorinn myndar í línulegu hlutfalli við tíðnina.
Þegar mótorinn gengur á tíðni sem er hærri en 50Hz verður að taka tillit til stærðar álagsins á mótorinn til að koma í veg fyrir ófullnægjandi togkraft mótorsins.
Til dæmis er togið sem mótorinn myndar við 100Hz minnkað niður í um það bil helming af toginu sem myndast við 50Hz.
Þess vegna er hraðastýring yfir máltíðninni kölluð hraðastýring með fasta afli. (P = Ue * Ie)
5. Notkun tíðnibreytis yfir 50Hz
Fyrir tiltekna mótor eru málspenna hans og málstraumur fastir.
Til dæmis, ef málgildi invertersins og mótorsins eru bæði: 15kW/380V/30A, getur mótorinn starfað yfir 50Hz.
Þegar hraðinn er 50Hz er útgangsspenna invertersins 380V og straumurinn 30A. Ef útgangstíðnin er aukin í 60Hz getur hámarksútgangsspenna og -straumur invertersins aðeins verið 380V/30A. Augljóslega helst útgangsaflið óbreytt, þannig að við köllum það fasta aflshraðastjórnun.
Hvernig er togkrafturinn á þessum tímapunkti?
Þar sem P = wT(w; hornhraði, T: tog), þar sem P helst óbreytt og w eykst, mun togið minnka í samræmi við það.
Við getum líka litið á þetta frá öðru sjónarhorni:
Statorspenna mótorsins er U = E + I * R (I er straumur, R er rafeindaviðnám og E er innleiddur möguleiki).
Það má sjá að þegar U og I breytast ekki, þá breytist E ekki heldur.
Og E=k*f*X (k: fasti; f: tíðni; X: segulflæði), þannig að þegar f breytist úr 50–>60Hz, þá mun X minnka í samræmi við það.
Fyrir mótorinn er T = K * I * X (K: fasti; I: straumur; X: segulflæði), þannig að togið T mun minnka þegar segulflæðið X minnkar.
Á sama tíma, þegar það er minna en 50Hz, þar sem I*R er mjög lítið, þegar U/f=E/f breytist ekki, er segulflæðið (X) fasti. Tog T er í réttu hlutfalli við strauminn. Þess vegna er ofstraumsgeta invertersins venjulega notuð til að lýsa ofhleðslugetu hans (tog) og það er kallað fastur toghraðastjórnun (málstraumur helst óbreyttur -> hámarkstog helst óbreytt).
Niðurstaða: Þegar útgangstíðni invertersins eykst úr yfir 50Hz, mun útgangstog mótorsins minnka.
6. Aðrir þættir sem tengjast úttaks togkrafti
Varmaframleiðsla og varmaleiðni ákvarða úttaksstraumsgetu invertersins og hafa þannig áhrif á úttakstoggetu invertersins.
1. Bæringartíðni: Málstraumurinn sem merktur er á inverterinum er almennt það gildi sem getur tryggt samfellda afköst við hæstu burðartíðni og hæsta umhverfishita. Að lækka burðartíðnina mun ekki hafa áhrif á straum mótorsins. Hins vegar mun varmamyndun íhluta minnka.
2. Umhverfishitastig: Rétt eins og straumgildi inverterverndarinnar mun ekki hækka þegar umhverfishitastigið er greint sem tiltölulega lágt.
3. Hæð: Aukin hæð yfir sjávarmáli hefur áhrif á varmadreifingu og einangrunargetu. Almennt má hunsa hana undir 1000 m hæð og afkastagetuna má minnka um 5% fyrir hverja 1000 metra fyrir ofan.
7. Hver er viðeigandi tíðni fyrir tíðnibreyti til að stjórna mótor?
Í samantektinni hér að ofan höfum við lært hvers vegna inverterinn er notaður til að stjórna mótornum og einnig skilið hvernig inverterinn stýrir mótornum. Inverterinn stýrir mótornum, sem má draga saman á eftirfarandi hátt:
Í fyrsta lagi stýrir inverterinn ræsispennu og tíðni mótorsins til að ná mjúkri ræsingu og mjúkri stöðvun;
Í öðru lagi er inverterinn notaður til að stilla hraða mótorsins og mótorhraðinn er stilltur með því að breyta tíðninni.
Varanleg segulmótor frá Anhui MingtengVörur eru stjórnaðar af inverternum. Innan álagsbilsins 25%-120% hafa þær meiri skilvirkni og breiðara rekstrarsvið en ósamstilltar mótorar með sömu forskriftir og hafa verulega orkusparandi áhrif.
Fagmenn okkar munu velja hentugri inverter í samræmi við sérstök vinnuskilyrði og raunverulegar þarfir viðskiptavina til að ná betri stjórn á mótornum og hámarka afköst mótorsins. Að auki getur tæknideild okkar leiðbeint viðskiptavinum fjartengt við uppsetningu og villuleit invertersins og séð um alhliða eftirfylgni og þjónustu fyrir og eftir sölu.
Höfundarréttur: Þessi grein er endurprentun af opinbera númerinu „Tækniþjálfun“ á WeChat, upprunalega tengillinn https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA
Þessi grein endurspeglar ekki skoðanir fyrirtækisins okkar. Ef þú hefur aðrar skoðanir eða skoðanir, vinsamlegast leiðréttu okkur!
Birtingartími: 9. september 2024