Lieferanten von Frequenzumrichter-Komponenten weisen darauf hin, dass mit der Weiterentwicklung der Frequenzumrichtertechnologie der Einsatz von Wechselstrommotoren immer weiter zunimmt. Die Drehzahlregelung mittels Frequenzumrichter verbessert die Regelgenauigkeit, die Produktionseffizienz und die Produktqualität von Produktionsmaschinen und trägt somit zur Automatisierung des Produktionsprozesses bei. Wechselstromantriebe zeichnen sich in vielen Produktionsbereichen durch hervorragende Regeleigenschaften und signifikante Energieeinsparungen aus.
Anwendung des Frequenzumrichters
Der Stromverbrauch von Elektromotoren in unserem Land macht 60 bis 70 % der nationalen Stromerzeugung aus, und der jährliche Stromverbrauch von Ventilatoren und Wasserpumpen beträgt ein Drittel des nationalen Stromverbrauchs. Der Hauptgrund hierfür liegt in der herkömmlichen Drehzahlregelung von Ventilatoren, Wasserpumpen und anderen Geräten: Die Luft- und Wasserzufuhr wird durch die Öffnung von Ein- und Auslassklappen und Ventilen reguliert. Der Leistungsbedarf ist hoch, und ein großer Teil der Energie wird für die Steuerung der Luftzufuhr durch die Klappen und Ventile benötigt.
Due to the fact that most fans and water pumps are flat torque loads, the shaft power and speed have a cubic relationship. Therefore, when the speed of fans and water pumps decreases, the power consumption also greatly decreases. Therefore, there is great potential for energy conservation. The most effective energy-saving measure is to use a frequency converter to regulate the flow rate. The application of frequency converters has a power saving rate of 20% to 50%, and the benefits are significant.
Many machines require electric motors to be able to adjust speed due to process requirements. In the past, due to the difficulty in regulating the speed of AC electric motors and the high requirements for speed regulation performance, DC speed regulation was used. However, DC electric motors have complex structures, large volumes, and difficult maintenance in winter. Therefore, with the maturity of variable frequency speed regulation technology, AC speed regulation is gradually replacing DC speed regulation, often requiring quantitative and direct torque control to meet various process requirements.
By using a frequency converter to drive an electric motor, the starting current is small, allowing for soft starting and stepless speed regulation. This facilitates acceleration and deceleration control, enabling the motor to achieve high performance and significantly save energy. Therefore, frequency converters have been increasingly widely used in industrial production and daily life.
Existing problems and countermeasures
With the expansion of the application scope of frequency converters, there are more and more problems that occur during operation, mainly manifested as high-order harmonics, noise and vibration, load matching, heating and other issues. This article analyzes the above issues and proposes corresponding measures.
The main circuit form of a universal frequency converter generally consists of three parts: rectification, inversion, and filtering. The rectification part is a three-phase bridge uncontrolled rectifier, the middle filtering part uses a large capacitor as the filter, and the inverter part is an IGBT three term bridge inverter with PWM waveform input. The output voltage contains harmonics other than the fundamental wave, and lower order harmonics usually have a greater impact on the motor load, causing torque ripple; And higher harmonics increase the leakage current of the output cable of the frequency converter, resulting in insufficient output of the motor. Therefore, both high and low order harmonics output by the frequency converter must be suppressed. The following methods can be used to suppress harmonics.
1. Increase the power supply of the frequency converter
Die Innenimpedanz des Netzteils dient üblicherweise als Puffer für die Blindleistung des Gleichstromfilterkondensators des Frequenzumrichters. Je höher die Innenimpedanz, desto geringer der Oberwellengehalt. Diese Innenimpedanz entspricht der Kurzschlussimpedanz des Transformators. Daher ist es bei der Auswahl eines Netzteils für einen Frequenzumrichter ratsam, einen Transformator mit hoher Kurzschlussimpedanz zu wählen.
2. Installieren Sie den Reaktor.
Schließen Sie geeignete Drosselspulen an oder installieren Sie Oberwellenfilter in Reihe zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Frequenzumrichters. Der Filter ist vom Typ LC, der Oberwellen absorbiert und die Impedanz der Stromversorgung oder Last erhöht, um die Oberwellen zu unterdrücken.
3. Mehrere Operationen mit Transformatoren
Der universelle Frequenzumrichter ist ein Sechs-Puls-Gleichrichter, der hohe Oberschwingungen erzeugt. Durch den Mehrphasenbetrieb von Transformatoren mit einer Phasenwinkeldifferenz von 30° kann in Kombination mit Y- und △-△-Transformatoren ein Zwölf-Puls-Effekt erzielt werden, der niederfrequente Oberschwingungsströme reduziert und Oberschwingungen effektiv unterdrückt.
4. Spezielle Obertöne einrichten
Richten Sie einen speziellen Filter ein, um den Frequenzumrichter und die Phase zu erkennen, und erzeugen Sie einen Strom mit der gleichen Amplitude und entgegengesetzter Phase wie der Oberwellenstrom, der an den Frequenzumrichter weitergeleitet wird, um den Oberwellenstrom effektiv zu absorbieren.