Energia tagasiside üksuste tarnijad tuletavad meelde, et sagedusmuundurite rakenduslugu Hiinas on olnud üle 30 aasta vana. Tehnoloogia pideva arenguga on sagedusmuundurite rakendusala hakanud hõlmama mitmeid valdkondi ning turu suurus laieneb aasta-aastalt. Praegu on üle 140 kodumaise ja välismaise sagedusmuundurite kaubamärgi ning äsja asutatud sagedusmuundurite tootjad ja turustajad on samuti levinud üle kogu riigi. Kuigi kodumaiste ja imporditud sagedusmuundurite vahel on endiselt teatav jõudluslõhe, ei ole see lõhe Hiina teaduse ja tehnoloogia kiire arengu tõttu ületamatu. Samal ajal on kodumaise tööstusahela terviklikkusest kasu saades suur potentsiaal kodumaiste sagedusmuundurite tootmise efektiivsuse ja tootmiskulude osas.
Muutuva sagedusega ajamisüsteem koosneb sagedusmuundurist, mis on saavutanud või ületanud alalisvoolu kiiruse juhtimissüsteemi jõudlust. Sagedusmuunduri eelised on väike suurus, madal müratase, madal hind ja asünkroonmootorite lihtne hooldus, mis lihtsustab oluliselt tootmisprotsessi ja vähendab esialgseid investeerimiskulusid. Üldiselt võib sagedusmuundurite mõistlik kasutamine parandada tööviljakust, tootekvaliteeti ja seadmete automatiseerimist, säästes samal ajal energiat ja vähendades tootmiskulusid.
1. Madalpinge sagedusmuundurite klassifikatsioon, tööpõhimõte ja struktuur
1. Madalpinge sagedusmuundurite klassifikatsioon
Sagedusmuundurite klassifitseerimiseks on olemas erinevad standardid. Muutuva sagedusega ajamid saab jagada üldisteks sagedusmuunduriteks ja spetsiaalseteks sagedusmuunduriteks. Tööpõhimõtte kohaselt saab sagedusmuundurid jagada vahelduvvoolu-vahelduvvoolu sagedusmuunduriteks ja vahelduvvoolu-alalisvoolu-vahelduvvoolu sagedusmuunduriteks, mille hulgas saab vahelduvvoolu-alalisvoolu-vahelduvvoolu sagedusmuundureid jagada ka voolu- ja pingetüüpi sagedusmuunduriteks vastavalt peaahela töörežiimile. Lisaks saab sagedusmuunduri tehnoloogia arengusuuna seisukohast jagada VVVF-sagedusmuunduriteks, vektorsagedusmuunduriteks, otsese pöördemomendi juhtimisega sagedusmuunduriteks jne.
2. Madalpinge tööpõhimõtte sagedusmuundur
Üldiselt kasutavad sagedusmuundurid otsest ristlõike töörežiimi. Madalpinge sagedusmuundureid kasutatakse laialdaselt tänu nende küpsele tehnoloogiale, madalale hinnale ja lihtsale hooldusele. Sagedusmuunduri tööpõhimõte on lihtsalt vahelduvvoolu muundamine reguleeritava sagedusega elektriseadmeteks. Vahelduvvoolumootorite sünkroonkiiruse valemi N=60f/p (kus N on mootori sünkroonkiirus, f on võimsussagedus ja p on mootori pooluste arv) kohaselt saab vahelduvvoolumootori kiirust muuta sageduse muutmisega. Sagedusmuundur on välja töötatud selle põhimõtte alusel.
3. Madalpinge sagedusmuunduri struktuur
Sagedusmuunduri põhiahela koostis:
Pinge tüüp: Pinge muundatakse alalisvoolu sagedusmuundurist vahelduvvooluks ja vooluahela filter on kondensaator.
Voolutüüp: voolu toiteallikas muutub alalisvoolu sagedusmuundurist vahelduvvoolu sagedusmuunduriks ja vooluahela filter on induktiivpool.
Sagedusmuundur koosneb peamiselt järgmisest neljast osast:
(1) Alaldid: Praegu kasutatakse laialdaselt dioodmuundureid, mis suudavad teisendada võimsussageduse alalisvooluks ja moodustada ka pööratavaid muundureid. Kuna nende võimsussuund on pööratav, saab neid regenereerida ja töötada.
(2) Lameda laine vooluring: Alaldi abil alaldatud alalisvoolupinge pulseerib 6 korda suurema sagedusega kui toiteallika sagedus. Pinge kõikumiste summutamiseks on vaja kondensaatoreid ja induktiivpoole, mis neelavad pulseerivat pinget (st voolu). Kui seadme mahtuvus on väike ja maht on liigne, saab otse kasutada silumisahelat.
(3) Inverter: Inverter muundab alalisvoolu vahelduvvooluks, saades seeläbi kindlaksmääratud aja jooksul kolmefaasilise väljundi.
(4) Juhtimisahel: See on asünkroonmootori toiteallika peaahela signaali juhtimisahel. See hõlmab pinge-sageduse tööahelat, peaahela voolu ja pinge tuvastamise ahelat, mootori kiiruse tuvastamise ahelat, juhtsignaale võimendavat tööahela ajamiahelat ning mootori ja inverteri kaitseahelat.
2. Madalpinge inverterite tüüpide valik
1. Madalpinge inverteri tüübi valiku ülevaade
Praegu teevad enamik kasutajaid valikuid inverteri tootja antud juhiste või valikukäsiraamatu põhjal. Üldiselt annab sagedusmuunduri tootja sagedusmuunduri nimivoolu, mis peab vastama mootori nimivõimsusele ja -mahutavusele. Saadaval olevate mootorite parameetrid on kõik tootja esitatud tootja või riiklike standardite alusel ja need ei pruugi tegelikult kajastada sagedusmuunduri kandevõimet. Seetõttu tuleks sagedusmuunduri valimisel lähtuda põhimõttest, et mootori nimivool ei tohi ületada sagedusmuunduri nimivoolu. Lisaks tuleks sagedusmuunduri valimisel mõista ka mootori protsessitingimusi ja asjakohaseid parameetreid ning pöörata tähelepanu mootori tüübile ja tööomadustele.
(1) Sagedusmuunduri nimivoolu valik. Sagedusmuunduri ohutu ja töökindla töö tagamiseks peab sagedusmuunduri nimivool olema suurem kui koormuse (mootori) nimivool, eriti sageli muutuvate koormuskarakteristikutega mootorite puhul. Kogemuste kohaselt on sagedusmuunduri nimivool enam kui 1,05 korda suurem kui mootori nimivool.
(2) Sagedusmuundurite nimipinge valik. Sagedusmuunduri nimipinge valitakse sagedusmuunduri sisendpoolne siinipinge põhjal. Põhimõtteliselt peaks sagedusmuunduri nimipinge olema kooskõlas sisendpingega. Kui sisendpinge on liiga kõrge, siis sagedusmuundur [3] kahjustub.
2. Madalpinge sagedusmuundurite valimise ettevaatusabinõud
(1) Sobitage koormustüüp sagedusmuunduriga.
Naftakeemiatööstuse koormus hõlmab peamiselt pumpasid ja ventilaatoreid. Pumbad jagunevad veepumpadeks, õlipumpadeks, lisandipumpadeks, doseerimispumpadeks, tõstepumpadeks, segamispumpadeks ja pesupumpadeks. Nende hulgas on tõstepumbad, segamispumbad ja pesupumbad enamasti raskeveokite pumbad, ülejäänud on tavakoormusega pumbad. Ventilaatorid jagunevad õhkjahutusega ventilaatoriteks, katla indutseeritud tõmbeventilaatoriteks, aksiaalventilaatoriteks, õhukompressoriteks jne. Kui õhkjahutusventilaator ja katla indutseeritud tõmbeventilaator käivitatakse, on mõlemad rasked koormused, mida üldiselt peetakse rasketeks koormusteks, ja ülejäänud on tavakoormused. Sagedusmuunduri valimisel tuleks valik teha koormuse omaduste põhjal. Kui koormuse tüüp on ebaselge või võib erinevate protsessitingimuste korral muutuda, on soovitatav valida sagedusmuundur suure koormuse põhjal, et vältida sobimatute valikute tegemist.
(2) Keskkonnatingimused mõjutavad sagedusmuundurit.
Tavaliselt vajavad sagedusmuundurid kõrgemat ümbritseva õhu temperatuuri ja õhuniiskust. Kui ümbritseva õhu temperatuur on alla 30 kraadi Celsiuse, suhteline õhuniiskus alla 80% ja kõrgus merepinnast alla 100 meetri, töötab sagedusmuundur nimivooluga ohutult. Kui ümbritseva õhu temperatuur ületab 40 ℃, väheneb sagedusmuunduri tegelik mahtuvus ja voolutugevus järk-järgult koos ümbritseva õhu temperatuuri tõusuga. Kui keskkonna suhteline õhuniiskus ületab 90%, võib tekkida kondensatsioon, mis põhjustab sagedusmuunduri sisemiste komponentide lühiseid. Kui kõrgus merepinnast ületab 100 meetrit, väheneb sagedusmuunduri väljundvõimsus. Lisaks tuleks vältida sagedusmuundurite kasutamist tolmuses keskkonnas.
(3) Sagedusmuundurite valikuliste komponentide valik.
Sagedusmuundurite valikuliste komponentide vale valik võib põhjustada kõrge rikkemäära, mis on peamiselt seotud filtrite ja reaktorite valikuga.
3. Madalpinge sagedusmuunduri praktiline rakendamine
1. Madalpinge-sagedusmuunduri primaarühendus
Kontaktorite, filtrite ja reaktorite paigaldusasendite olulise mõju tõttu sagedusmuundurile primaarahelas keskendutakse järgnevalt nende kolme seadme analüüsimisele.
(1) Kontaktor
Kontaktorite ühendamiseks on kaks peamist meetodit: paigaldamine inverteri korpuse tagaküljele ja paigaldamine inverteri korpuse esiküljele. Kontaktor paigaldatakse inverteri korpuse tagaküljele ja selle eeliseks on see, et inverteril ei ole mootori sagedase käivitamise korral sagedasi lööke. Puuduseks on sagedusmuunduri pikk laadimisaeg ja võimsuskadu. Kontaktor paigaldatakse inverteri korpuse esiküljele ja selle eeliseks on see, et see lülitab mootori ooterežiimis täielikult välja ilma võimsust kaotamata. Puuduseks on see, et mootori sagedane käivitamine põhjustab sagedusmuundurile sagedasi laadimislööke, mis mõjutavad sagedusmuunduri komponentide kasutusiga.
Kokkuvõttes, kui mootor käivitub harva, saab kontaktori paigaldada inverteri korpuse esi- ja tagaküljele, kuid sobivam on see paigaldada inverteri korpuse tagaküljele. Kui mootor käivitub sageli, on soovitatav kontaktor paigaldada inverteri korpuse tagaküljele.
(2) Filter
Sisendfiltrit kasutatakse peamiselt elektrivõrgu filtreerimiseks, elektrivõrgu harmooniliste mõjude summutamiseks sagedusmuundurile ja sagedusmuunduri alaldamisel tekkivate harmooniliste tagasipöördumise summutamiseks elektrivõrku; väljundfilter optimeerib peamiselt sagedusmuundurit, filtreerib välja harmoonilised ja muudab väljundlainekuju sinusoidaalsemaks.
(3) Reaktor
Sisendreaktor suudab summutada võrgu poolel esinevaid harmoonilisi ja kaitsta alaldi silda; Kui sagedusmuunduri väljundkaabel ületab ettenähtud pikkust (üldiselt lubatakse kaabli pikkust 250 m), tuleks valida väljundreaktor.
2. Madalpinge sagedusmuunduri paigalduskeskkond
Katsed on näidanud, et sagedusmuundurite rikkesagedus suureneb märkimisväärselt karmides keskkondades, eriti temperatuuri-, niiskus- ja tolmutundlikkuse korral. Seetõttu on paigalduskeskkonna valimisel vaja valida keskkond, kus on kontrollitav temperatuur, niiskus ja madal tolmusisaldus.
(1) Keskkonnatemperatuur
Praktikas on leitud, et sagedusmuundurid sobivad töötamiseks keskkondades, mille temperatuur on alla 35 kraadi Celsiuse järgi või sellega võrdne, vastasel juhul on sagedusmuunduri koormustaluvus seda madalam, mida kõrgem on temperatuur.
(2) Keskkonna niiskus
Kui ümbritsev õhuniiskus on kõrge, tekib inverteris kondensaadi teke, mis võib kergesti põhjustada lühiseid. Seetõttu peame sagedusmuunduri jaoks keskkonna niiskustaset kontrollima.
(3) Tolmukeskkond
Sagedusmuundureid tuleks võimalikult palju kasutada tolmuses keskkonnas, kuna tolmu kogunemine võib põhjustada lühiseid ja kahjustada sagedusmuunduri elektroonilisi komponente.
4. Madalpinge sagedusmuundurite tavalised rikked ja lahendused
1. Ei saa käivitada
Põhjus: Selle põhjuseks on koormuse liigne pöörlemisinerts või pöördemoment.
Lahendus: Suurendage käivitussagedust ja pöördemomenti vastavalt ning kontrollige kaitseseadistusi.
2. Ülepinge väljalülitus
Põhjus: Tekib kõrge toitepinge või lühikese allamäge aja tõttu.
Lahendus: Kontrollige, kas tööolek on normaalne.
3. Ülekoormus
Põhjus: Madalpinge inverteri ülekoormustaluvus on suhteliselt halb või mootori parameetrite seaded on ebamõistlikud.
Lahendus: Kontrollige sagedusmuunduri sisemist voolutuvastusahelat ja parameetrite seadeid.