Mikä on vfd-aseman piiri: sen toiminta, tyypit ja sovellukset

Maailmassa on paljon tehtaita ja laitoksia, jotka käyttävät erityyppisiä suuritehoisia moottoreita. Suuren virrankulutuksen vuoksi tehtaat ja laitokset maksavat lopulta suuren määrän energialaskuja. Suuren virrankulutuksen voittamiseksi ja tehokkuuden lisäämiseksi VFD otettiin käyttöön neljä vuosikymmentä sitten, mutta piiri ei ollut tarpeeksi vahva.

VFD on vaihtelevan taajuusmuuttajan tai säädettävän taajuusmuuttajan lyhyt muoto. Taajuus määrää moottorin kierrosluvun ja säätämällä vaihtotaajuutta moottorin kierroslukua voidaan ohjata. Elektroniikka- ja sähkömarkkinoilla on saatavana erityyppisiä VFD-laitteita pienistä moottoreihin liittyvistä sovelluksista suuritehoisiin induktiomoottoreihin. Kolmivaiheisten VFD-laitteiden lisäksi on saatavana myös yksivaiheisia VFD-levyjä.

VFD-piiri ja sen toiminta

VFD-piiri koostuu kolmesta osasta.

1. Tasasuuntaajaosa

2. Suodatinosa

3. Kytkin- tai invertteriosa.

Alla olevassa kuvassa kolme osaa on esitetty lohkokaavion sisällä. Tämä on kolmivaiheisen VFD: n peruspiirilohkokaavio.

VFD-piirin tasasuuntausosa

tasasuuntaajaosassa käytetään 6 diodia. Diodit D1, D2 ja D3 on kytketty positiiviseen kiskoon ja diodit D4, D5 ja D6 on kytketty negatiiviseen kiskoon. Nämä 6 diodia toimivat diodisillana, joka muuntaa kolmivaiheisen vaihtosignaalin yhdeksi tasavirtakiskoksi. Kolmivaiheiset R, B ja Y on kytketty diodin poikki. Sinimuotoisen aallon napaisuudesta riippuen diodit siirtyvät eteenpäin esijännitetysti tai päinvastaisiksi, jolloin saadaan positiivinen tai negatiivinen pulssi sekä positiivisessa että negatiivisessa kiskossa.

Saat lisätietoja tasasuuntaajan toiminnasta seuraamalla linkkiä.

Suodata VFD-piirin osa

Kuten tiedämme, tavalliset tasasuuntausdiodit muuntavat vain vaihtosignaalin DC: ksi, mutta ulostuleva DC-signaali ei ole riittävän tasainen, koska siihen liittyy myös taajuudesta riippuvia AC-aaltoiluja. AC-aaltoilun korjaamiseksi ja tasaisen DC-ulostulon aikaansaamiseksi tarvitaan jonkinlaisia ​​aaltoilun hylkäyssuodattimia. Suodattimen vakiokomponentti on käyttää erityyppisiä suuria kondensaattoreita ja induktoreita. Suodatinosassa pääasiassa kondensaattori suodattaa vaihtovirtapiirin ja tarjoaa tasaisen DC-lähdön.

Joissakin tapauksissa muun tyyppisiä suodattimia käytetään myös vähentämään tulovirta-AC-kohinaa ja yliaaltoja.

VFD-piirin kytkentä- tai invertteriosa

Kytkin- tai invertteriosa kääntää DC: n vaihtovirtaan. Tässä osassa käytetään erityyppisiä elektronisia kytkimiä, suurtehotransistoreista, IGBT: stä tai MOSFETeistä. Kytkimet kytketään nopeasti päälle tai pois päältä ja kuorma saa sykkivän jännitteen, joka on hyvin samanlainen kuin vaihtovirta. Lähtötaajuus on verrannollinen kytkentänopeuteen. Korkea kytkentätaajuus tarjoaa korkeataajuisen lähdön, kun taas pieni kytkentätaajuus tarjoaa matalataajuisen lähdön.

Erilaiset VFD-tyypit

Riippuen siitä, kuinka VFD muuntaa vaihtovirran tasavirraksi ja tekee oikaisun, markkinoilla on muita VFD-tyyppejä.

Kolme tärkeintä VFD-tyyppiä ovat VSI , CSI ja PWM .

VSI-tyyppiset VFD-levyt

VSI tarkoittaa jännitelähdemuuntajaa. Tämä on yleisin taajuusmuuttajien tyyppi. Tämän tyyppisissä VFD-yksiköissä yksinkertaista diodisillaa käytetään vaihtamaan AC-signaali DC: ksi ja kondensaattoria käytetään energian varastointiin. Taajuusmuuttajan kytkentäpiiri käyttää kondensaattoriin varastoitua energiaa ja tuottaa lähdön.

Etu

1.Sillä on hyvä nopeusalue.

2. useita moottorin ohjauslaitteita. Useita moottoreita voidaan liittää yhden VSI-tyypin VFD: n kanssa.

3. yksinkertainen muotoilu.

4. se on kustannustehokasta tuotannon ja asennuksen puolelta.

Haitat

1.Due että hammastuksen vaikutusta, kuormitus moottori kasvot nykivät aikana käynnistys ja pysäytys tilanteen.

2. lähtö tuottaa erityyppisiä yliaaltoja ja ääniä.

3.Jos moottorin nopeutta säädetään tai nopeutta pienennetään, kokonaistehokerroin on suurelta osin haitta, mikä johtaa huonoon tehokertoimeen.

CSI-tyyppiset VFD-levyt

CSI tarkoittaa virtalähteen invertteriä. VSI-tyyppiset VFD: t on suunniteltu siten, että se voisi tarjota tasaisen jännitelähdön vaihtelevasta taajuusalueesta riippuen, mutta CSI-tyyppisissä VFD: ssä rakenne on luotettava virtaan jännitteen sijasta. Myös CSI: n tapauksessa diodisillan tasasuuntaajan sijasta käytetään SCR-silta-muunninta. Lähtöenergia suodatetaan käyttämällä sarja-induktoreita kondensaattoreiden vaihtoehtona tasaiselle virtalähdölle. CSI-tyypin VFD: t toimivat samalla tavalla kuin vakiovirtageneraattorit. Neliöjännitteen aallon sijasta CSI-tyypin VFD: t pystyvät tuottamaan virran neliöaallon.

Etu

1. luotettava sitten VSI-tyyppisiin VFD-levyihin.

2.Tue korkeamman hevosvoiman induktiomoottoreita, joissa VSI ei ole sopiva valinta.

3. yksinkertainen muotoilu.

4. hyvät uudistumisominaisuudet.

Haitat

1. kokonaistehokerroin on huono, etenkin pienillä kierrosluvuilla.

2. tukosvaikutus on olemassa ja se voi täristä moottorin akselia ajon aikana.

3. se ei sovellu monimoottorikäyttöön VSI: n suhteen.

PWM-tyyppiset VFD-levyt

Tämä on parannettu ja muunnettu versio VSI-tyyppisistä VFD-levyistä. PWM tarkoittaa pulssinleveyden modulointia. PWM-tekniikkaa käyttämällä VFD: t pystyvät tarjoamaan vakaan jännitelähdön, jota ylläpidetään taajuussuhteella. Rakenne käyttää diodisillaa tasasuuntaamaan AC-signaalin DC-signaaliksi. Kytkentäpiiri ohjaa käyttöjaksoa vaihtelevalla taajuusalueella. PWM-lähdön säätämiseen käytetään ylimääräistä säätintä vakaan ja oikean jännitteen ja virran tuottamiseksi kuormalle.

Etu

1. ei tukkeutumista tai nykimistä.

2. laaja nopeus- ja säätöalue.

3. koostuu erityyppisistä suojapiireistä.

4.Vakio tehokerroin.

5. indusoi erittäin korkea hyötysuhde.

6. energiatehokas.

Haitat

1. monimutkainen suunnitteluun.

2. monimutkainen toteutus.

3. vaatii lisälaitteita.

4. kuuluva melunmuodostus kuljettajan piirissä.

5. kallis ratkaisu.

Kuinka valita VFD sovellukselleni?

Oikean VFD: n valitsemiseksi tietylle sovellukselle tarvitaan hyvä tuntemus kuormasta. Erilaiset moottorit tuottavat erilaisia ​​vääntömomentteja. Joissakin sovelluksissa vakiomomentti on välttämätön, kun taas toisissa sovelluksissa momenttia on hallittava. Myös moottorin koko kuormitus on moottorin määrittelyn tekijä, lähinnä teho.

Jotta voimme valita sopivan VFD: n oikeaan sovellukseen, meidän on arvioitava tai harkittava seuraavia asioita.

1. Moottorin hevosvoima

2. Kustannukset

3. VFD: n ja moottoreiden käyttöympäristö

4. Yksivaiheinen tai kolmivaiheinen

5. Yksi VFD yhdellä moottorilla tai yksi VFD, jossa on useita moottoreita

6. Ohjausominaisuuksia koskevat lisävaatimukset

VFD: n edut

On monia syitä, miksi VFD on suosittu valinta kuluttajalle, kun muita ohjaimia on helposti saatavilla. Tärkein syy VFD: n suosioon on alhainen energiankulutusominaisuudet ja alkuasennuskustannukset. VFD tarjoaa korkean hyötysuhteen muun energiankulutuksen suhteen kuin mikään ohjainlaite samassa segmentissä. Tämän vuoksi suurissa tehtaissa ja laitoksissa, joissa tarvitaan suurempia hevosvoiman moottoreita, VFD tarjoaa pienen virrankulutuksen, mikä vähentää energialaskun määrää ja tarjoaa kustannussäästömahdollisuuksia.

VFD rajoittaa käynnistysvirtaa moottorin käynnistyksen ja pysäytyksen aikana, mikä vähentää myös syöttöjohdon käynnistyskuormaa ja tarjoaa turvamarginaalin kalliille moottoreille.

Muita kuin edellä mainittuja etuja, VFD voi alentaa järjestelmän ylläpitokustannuksia. Ylimääräisiä kalliita sähköliitäntöjä ja ohjaustoimintoja ei tarvita. On olemassa vaihtoehtoja yhdistää useita moottoreita, joita voidaan ohjata yhdellä VFD: llä, mikä vähentää järjestelmän asennuskustannuksia entisestään.

VFD: n haitat

Edellä mainituista eduista huolimatta VFD-järjestelmään liittyy kuitenkin muutama haitta. VFD-järjestelmän ensisijainen haittapuoli on alkuasennusinvestointi. Tehdas tai laitos, jossa useita suuritehoisia moottoreita on ohjattava VFD: n avulla, vaatii suuria investointeja.

Myös VFD aiheuttaa moottorin lämmityksen ja tarvitsee erityistä moottorirakennetta. Rakenne vaatii erityyppisiä moottorieristeitä, ja moottorit on määriteltävä taajuusmuuttajan luokitelluille sovelluksille.

VFD: n toinen merkittävä haittapuoli on, että päälähteen voimajohto on erittäin häiriintynyt vääristymien, linjan lovien harmonisten yliaaltojen vuoksi. Tästä johtuen muut samaan voimajohtoon kytketyt laitteet estyvät myös käyttöolosuhteissa.

Nykyaikaisen puolijohdeteollisuuden kehitys on kuitenkin parantanut nykyaikaisten VFD-järjestelmien rakennetta. Ennen puolijohdelaitteiden aikakautta pyörivät koneet ovat pääkomponentti VFD: n valmistuksessa. Nykyaikaisessa mikroprosessorin aikakaudessa VFD-laitteet on varustettu kaikentyyppisillä suojauksilla, kuten alijännite, ylijännite, lämpösuojaus jne., Asianmukaisilla ohjauslaitteilla. Teollisuuden moottorisovellus on vastuussa 25 prosentista maailman sähköenergiankulutuksesta, jota voidaan hallita tehokkaasti VFD: n avulla.