Öljykenttäkohtaiset taajuusmuuttajatoimittajat muistuttavat, että sähkömoottorit ovat tällä hetkellä yleisimmin käytettyjä pyöriviä työkaluja. Taajuusmuuntimien kehityksen ja yleistymisen myötä yhä useampia sähkömoottoreita on käytettävä yhdessä taajuusmuuttajien kanssa. Taajuusmuuntimien ja sähkömoottoreiden yhteiskäytössä on kuitenkin väistämätöntä kohdata monia ongelmia:
1. Voivatko moottorin pehmokäynnistimet säästää energiaa?
Pehmeän käynnistyksen energiansäästövaikutus on rajallinen, mutta se voi vähentää käynnistyksen vaikutusta sähköverkkoon, saavuttaa tasaisen käynnistyksen ja suojata moottorin käämitystä.
Energiansäästöteorian mukaan pehmeä käynnistys ei ainoastaan säästä energiaa, vaan myös lisää energiankulutusta suhteellisen monimutkaisten ohjauspiirien ansiosta. Se voi kuitenkin vähentää piirin käynnistysvirtaa ja toimia suojaavana tekijänä.
Mikä on moottorin käynnistysvirta ja käynnistysmomentti, kun sitä käytetään taajuusmuuttajalla?
Taajuusmuuttajan avulla moottorin taajuus ja jännite kasvavat vastaavasti kiihtyvyyden mukana, ja käynnistysvirta rajoittuu alle 150 prosenttiin nimellisvirrasta (125–200 % mallista riippuen). Suoraan verkkovirralla käynnistettäessä käynnistysvirta on 6–7 kertaa suurempi, mikä aiheuttaa mekaanisia ja sähköisiä iskuja. Taajuusmuuttajakäytöllä käynnistys on sujuvaa (pidemmällä käynnistysajalla). Käynnistysvirta on 1,2–1,5 kertaa nimellisvirta ja käynnistysmomentti on 70–120 % nimellismomentista. Automaattisella vääntömomentin parannustoiminnolla varustetuissa taajuusmuuttajissa käynnistysmomentti on yli 100 % ja moottori voi käynnistyä täydellä kuormalla.
Onko moottorin ylikuormituksen ja oikosulun välillä yhteyttä?
Moottorin ylikuormitusta on kahdenlaisia: mekaaninen kuormitus, joka johtuu nimellisarvon ylittävästä käyttökuormasta tai vaihteiston jumiutumisesta, jolla ei ole mitään tekemistä oikosulun kanssa. Normaali kuormitus: Jos moottorin virta on ylikuormitettu, se voi johtua paikallisesta maadoituksesta tai oikosuluista moottorin käämityksen kierrosten välillä.
Mihin muuttuvan taajuuden nopeudensäätöä sovelletaan? Mitä etuja siitä on?
Mihin käytetään muuttuvaa taajuusnopeuden säätöä?
Sitä voidaan soveltaa pyöriviin koneisiin, joissa on nopeuden säätövaatimuksia.
Mitä etuja on muuttuvan taajuuden nopeudensäädöstä?
Ennen muuttuvan taajuuden nopeudensäädön käyttöönottoa (teoriassa se oli jo toteutettu, mutta varsinainen käyttöönotto tapahtui tehoelektronisten laitteiden keksimisen jälkeen), perinteinen nopeudensäätö käytti tasavirtaa. Tasavirran nopeudensäädön haittoja ovat:
① Tasavirtamoottoreilla on monimutkaiset rakenteet ja korkeat ylläpitokustannukset
② Kommutaattorin olemassaolon vuoksi tasavirtamoottorin tehon kasvattamiselle ei ole paljonkaan tilaa.
Siksi muuttuvan taajuuden nopeudensäädön edut ovat:
① Se voi saavuttaa saman erinomaisen nopeuden säätötehon kuin vaihtovirtamoottoreiden tasavirtanopeuden säätö.
② Ovikärkimoottorien huolto on yksinkertaista ja kätevää.
③ Vaihtovirtamoottoreiden teholle ei ole kommutaattorin aiheuttamaa rajoitusta.
Miten moottorin eristysresistanssi mitataan?
Jos kyseessä on kolmivaiheinen vaihtovirtamoottori, mittaa eristysresistanssi vaiheiden välillä ja moottorin kolmivaihekäämien maahan nähden.
Jos kyseessä on tasavirtamoottori, mittaa moottorin ankkurikäämitys maahan, sarjamagneettikäämi maahan, toisiomagneettikäämi maahan ja sarjamagneettikäämi toisiomagneettikäämiin. Valitse vastaava ravistin testattavan moottorin jännitetason mukaan.
Mittausvaiheet:
---Irrota virtalähde
---Maahan purkautuminen
---Jos kyseessä on kolmivaiheinen vaihtovirtamoottori, avaa keskipiste (jos mahdollista)
---Jos kyseessä on tasavirtamoottori, nosta harja ylös.
--- Mittaa eristysresistanssi vaiheiden välillä ja maadoitukseen erikseen tärypöydällä
---Maahan purkautuminen
---Palauta linja
--- Kirjaa muistiin eristysresistanssi ja ympäristön lämpötila.
6. Mikä on harjaton ja asyklinen käynnistin?
Harjaton ja rengaston käynnistin on käynnistyslaite, joka poistaa liukurenkailla, hiiliharjoilla ja monimutkaisilla käynnistyslaitteilla varustettujen asynkronimoottoreiden haitat säilyttäen samalla käämimoottorien alhaisen käynnistysvirran ja suuren käynnistysmomentin edut. JR-, JZR-, YR- ja YZR-kolmivaiheiset käämiroottorilla varustetut asynkronimoottoreiden (lukuun ottamatta muuttuvanopeuksisia ja syöttökameroilla varustettuja) mallit, joissa alun perin käytettiin vastuskäynnistimiä, reaktoreita, taajuusherkkiä muuttuvia vastuksia, nestemäisiä muuttuvia vastuksia käyttäviä käynnistimiä ja pehmeitä käynnistimiä, voidaan korvata "harjattomilla ja avoimen silmukan käynnistimillä".
Kuinka monta kondensaattorikäynnistysmenetelmää moottoreille on olemassa?
Käynnistystyyppejä on kaksi:
⑴ Kondensaattorin käynnistys (viittaa kondensaattorin irtikytkentään moottorin käynnistyksen jälkeen);
⑵ Kondensaattori käynnistyy ja toimii (kondensaattori osallistuu toimintaan käynnistyksen jälkeen).
Voiko muuntajaa käyttää taajuusmuuttajan kuormana?
Periaatteessa sen pitäisi olla mahdollista, mutta käytännössä se ei ole käytännöllistä. Taajuusmuuntimet eivät vaadi muuntajia jännitteen korottamiseen, ja yli 380 V:n piireille voidaan käyttää erilaisia piirejä. Jos tarvitaan suurempaa jännitettä, on olemassa myös piirejä, jotka voidaan muuntaa suoraan 220 V:iin tai 380 V:iin ja sitten kaksinkertaistaa jännite korkean jännitteen saamiseksi. Taajuusmuuttajia käytetään pääasiassa kuorman ohjaukseen (kuten sähkömoottoreissa) ja niitä käytetään harvoin tehon taajuusmuuntamiseen. Taajuusmuuntimien toiminnot eivät suinkaan rajoitu itse taajuusmuuntamiseen, ja on olemassa monia lisätoimintoja, kuten erilaisia suojauksia. Jos taajuusmuuttajia käytetään taajuusmuunnostehon aikaansaamiseen, se ei ole taloudellisesta näkökulmasta suositeltavaa. On suositeltavaa käyttää muita taajuusmuunnospiirejä.
Voidaanko taajuusmuuttaja säätää 1 Hz:iin, ja kuinka moneen Hz:iin asti sitä voidaan säätää käyttöä varten?
Jos taajuusmuuttajaa käytetään yleisessä asynkronisessa AC-moottorissa, 1 Hz:iin säädetty taajuus on jo lähellä tasavirtaa, mikä on ehdottomasti kiellettyä. Moottori toimii taajuusmuuttajan sallimalla maksimivirralla ja moottori tuottaa voimakasta lämpöä, joka todennäköisesti polttaa moottorin loppuun.
Jos toiminta ylittää 50 Hz:n, se lisää moottorin rautahäviötä, mikä on myös haitallista moottorille. Yleensä on parasta olla ylittämättä 60 Hz:tä (sen ylittäminen lyhyessä ajassa on sallittua), muuten se vaikuttaa myös moottorin käyttöikään.
Mikä on taajuusmuuttajan taajuudensäätövastuksen toimintaperiaate? Miksi resistanssin säätäminen voi muuttaa taajuutta?
Taajuusmuuttajan taajuudensäätövastusta käytetään taajuusmuuttajan 10 V:n referenssijännitteen suhteelliseen jakamiseen ja sen lähettämiseen takaisin taajuusmuuttajan pääohjauskorttiin. Taajuusmuuttajan pääohjauskortti suorittaa sitten vastuksen takaisin lähettämän jännitteen analogia-digitaalimuunnoksen lukeakseen tiedot ja muuntaakseen ne nimellistaajuuden verrannolliseksi arvoksi, jolloin saadaan lähtövirta. Siksi vastuksen arvoa säätämällä voidaan säätää taajuusmuuttajan taajuutta.
11. Voiko taajuusmuuttaja irrottaa moottorin virran?
Voidaanko taajuusmuunnos irrottaa? En voi! Mutta niin kauan kuin lähtötaajuus f ja synkroninen nopeus n1 pitävät luistonopeuden vakaalla alueella eli nimellisellä luistonopeudella Se, se vastaa moottorin virran irrottamista, koska roottorin tehokerroin on nyt 1 ja roottorin virta on vääntömomenttivirta, jota kaikkien on irrotettava ja säädettävä! Taajuusmuuttaja on asynkronimoottoreiden nopeuden säätölaite, eikä se voi suorittaa mitään säätöä asynkronimoottoreiden mekaanisten ominaisuuksien ulkopuolella.
Miksi virta on suuri oikosulkumoottoria käynnistettäessä? Pieneneekö virta käynnistyksen jälkeen?
Kun induktiomoottori on pysähdyksissä, sähkömagneettisesta näkökulmasta se on kuin muuntaja. Virtalähteeseen kytketty staattorikäämi vastaa muuntajan ensiökäämiä, ja suljetussa piirissä roottorin käämi vastaa oikosulussa olevan muuntajan toisiokäämiä. Staattorikäämin ja roottorin käämin välillä ei ole sähköistä yhteyttä, ainoastaan magneettinen yhteys. Magneettivuo kulkee staattorin, ilmavälin ja roottorin sydämen läpi muodostaen suljetun piirin. Sulkemishetkellä roottori ei ole vielä alkanut pyöriä inertian vuoksi, ja pyörivä magneettikenttä katkaisee roottorin käämin suurimmalla leikkausnopeudella - synkronisella nopeudella, jolloin roottorin käämi indusoi suurimman mahdollisen potentiaalin. Siksi roottorin johtimen läpi kulkee suuri virta, joka tuottaa magneettista energiaa staattorin magneettikentän vastapainoksi, aivan kuten muuntajan toisiomagneettivuon on vastattava ensiömagneettivuota.
Alkuperäisen, virtalähteen jännitteen kanssa yhteensopivan magneettivuon ylläpitämiseksi staattori lisää automaattisesti virtaa. Koska roottorin virta on tällä hetkellä erittäin korkea, myös staattorivirta kasvaa merkittävästi, jopa 4–7-kertaiseksi nimellisvirtaan verrattuna, mikä on syynä korkeaan käynnistysvirtaan.
Miksi virta on pieni käynnistyksen jälkeen: Moottorin nopeuden kasvaessa staattorin magneettikentän roottorin johtimen katkaisunopeus pienenee, roottorin johtimen indusoitu potentiaali pienenee ja myös roottorin johtimen virta pienenee. Näin ollen myös roottorin virran synnyttämän magneettivuon kompensointiin käytettävä staattorivirran osa pienenee, joten staattorivirta pienenee suuresta pieneen, kunnes se palautuu normaaliksi.
Miten kantoaaltotaajuus vaikuttaa taajuusmuuttajiin ja moottoreihin?
Kantoaaltotaajuudella on vaikutusta taajuusmuuttajan lähtövirtaan:
(1) Mitä korkeampi toimintataajuus on, sitä suurempi on jänniteaallon käyttösuhde, sitä pienemmät ovat virran korkeamman asteen harmoniset komponentit eli mitä korkeampi on kantoaallon taajuus ja sitä tasaisempi on virran aaltomuoto;
(2) Mitä korkeampi kantoaallon taajuus on, sitä pienempi on taajuusmuuttajan sallittu lähtövirta;
(3) Mitä suurempi kantoaaltotaajuus on, sitä pienempi on johdotuskondensaattorin kapasitanssin impedanssi (koska Xc=1/2 π fC) ja sitä suurempi on suurtaajuuspulssien aiheuttama vuotovirta.
Kantoaaltotaajuuden vaikutus moottoreihin:
Mitä korkeampi kantoaaltotaajuus, sitä pienempi moottorin värähtely, sitä alhaisempi on käyntimelu ja sitä vähemmän moottori tuottaa lämpöä. Mutta mitä korkeampi kantoaaltotaajuus, sitä korkeampi on harmonisen virran taajuus, sitä voimakkaampi on moottorin staattorin ihovaikutus, sitä suurempi on moottorin häviö ja sitä pienempi on lähtöteho.
Miksi taajuusmuuttajaa ei voida käyttää taajuusmuuttajan virtalähteenä?
Muuttuvan taajuuden virtalähteen koko virtapiiri koostuu vaihto- ja tasavirta-, vaihtovirta- ja suodatusosista, joten sen tuottamat jännite- ja virta-aaltomuodot ovat puhtaita siniaaltoja, jotka ovat hyvin lähellä ihanteellista vaihtovirtalähdettä. Se voi tuottaa minkä tahansa maan verkkojännitteen ja -taajuuden.
Ja taajuusmuuttaja koostuu piireistä, kuten AC-suoravirrasta ja AC-moduloidusta aallosta, ja taajuusmuuttajan standardinimi on taajuusmuuttajan nopeussäädin. Sen lähtöjännitteen aaltomuoto on pulssin neliöaalto, jossa on monia harmonisia komponentteja. Jännite ja taajuus muuttuvat suhteellisesti samanaikaisesti, eikä niitä voida säätää erikseen, mikä ei täytä vaihtovirtalähteen vaatimuksia. Periaatteessa sitä ei voida käyttää virtalähteenä, ja sitä käytetään yleensä vain kolmivaiheisten asynkronimoottoreiden nopeuden säätöön.
Miksi moottorin lämpötilan nousu on suurempi taajuusmuuttajaa käytettäessä kuin verkkotaajuudella?
Koska taajuusmuuttajan lähtöaaltomuoto ei ole siniaalto, vaan vääristynyt aalto, moottorin virta nimellismomentilla on noin 10 % suurempi kuin tehotaajuudella, joten lämpötilan nousu on hieman suurempi kuin tehotaajuudella.
Toinen huomioitava seikka on, että kun moottorin nopeus laskee, moottorin jäähdytyspuhaltimen nopeus ei riitä ja moottorin lämpötila nousee.