Les fournisseurs d'équipements pour convertisseurs de fréquence rappellent que ces derniers sont aujourd'hui largement utilisés dans la production industrielle. Les équipements pilotés par convertisseurs de fréquence permettent de réaliser d'importantes économies d'énergie, ce qui explique leur popularité auprès de nombreux industriels.
Pour obtenir des fonctionnalités telles que le stationnement progressif, le démarrage progressif, la régulation de vitesse en continu ou des adaptations spécifiques à la vitesse, les moteurs asynchrones modernes nécessitent un dispositif de régulation de vitesse appelé convertisseur de fréquence. Le circuit principal de ce dispositif utilise une conversion AC-DC-AC avec une fréquence de fonctionnement de 0 à 400 Hz. La tension de sortie du convertisseur de fréquence universel basse tension est de 380 à 460 V et sa puissance de sortie de 0,37 à 400 kW.
Choisissez un convertisseur de fréquence raisonnable
Les problèmes rencontrés lors de l'utilisation de convertisseurs de fréquence, tels que les dysfonctionnements, les pannes d'équipement, etc., entraînant des arrêts de production et des pertes économiques inutiles, sont souvent dus à un choix et une installation inadéquats. Il est donc essentiel de choisir un convertisseur de fréquence économique et adapté aux conditions et exigences de production.
Le moteur, principal élément moteur du convertisseur de fréquence, doit être sélectionné en fonction de ses paramètres de fonctionnement lors du choix du type de convertisseur.
(1) Adaptation de tension : La tension nominale du convertisseur de fréquence correspond à la tension de charge du moteur.
(2) Current matching: The capacity of the frequency converter depends on the rated current continuously output by the frequency converter. When selecting a frequency converter for motors that require speed regulation, it is necessary to choose a frequency converter with a continuous rated current greater than the rated current of the motor when operating at rated parameters, and with a quantitative margin; For general frequency converters with more than 4 poles, the selection cannot be based on the capacity of the motor, but on the current seat verification standard of the motor; Even if the load on the motor is relatively light and the current is less than the rated current of the frequency converter, the selected frequency converter cannot be too small in capacity compared to the motor.
(3) Capacity matching: Depending on the different load characteristics of the motor, there are different requirements for selecting the capacity of the frequency converter.
Control method of frequency converter
The main control methods of frequency converters currently include the following.
(1) The first generation used U/f=C control, also known as sine pulse width modulation (SPWM) control method. Its characteristics include a simple control circuit structure, low cost, good mechanical properties and hardness, which can meet the smooth speed regulation requirements of general transmission. However, this control method reduces the maximum output torque at low frequencies due to the lower output voltage, resulting in decreased stability at low speeds. Its characteristic is that without feedback device, the speed ratio ni is less than 1/40, and with feedback, ni=1/60. Suitable for general fans and pumps.
(2) The second generation adopts voltage space vector control (magnetic flux trajectory method), also known as SVPWM control method. It is based on the overall generation effect of three-phase waveforms, generating three-phase modulation waveforms at once and controlling them by cutting polygons to approximate circles. To eliminate the influence of stator resistance at low speeds, the output voltage and current are closed loop to improve dynamic accuracy and stability. Its characteristics: no feedback device, speed ratio ni=1/100, suitable for speed regulation in general industry.
(3) The third generation adopts vector control (VC) method. The practice of vector control variable frequency speed regulation essentially equates an AC motor to a DC motor, and independently controls the speed and magnetic field components. By controlling the rotor magnetic flux and decomposing the stator current to obtain two components, torque and magnetic field, orthogonal or decoupled control can be achieved through coordinate transformation. Its characteristics: speed ratio ni=1/100 without feedback, ni=1/1000 with feedback, and starting torque of 150% at zero speed. It can be seen that this method is applicable to all speed control, and when equipped with feedback, it is suitable for high-precision transmission control.
(4) Direct Torque Control (DTC) method. Direct torque control (DTC) is another high-performance variable frequency speed control mode that differs from vector control (VC). Obtain magnetic flux and torque data using magnetic flux simulation models and electromagnetic torque models, compare them with given values to generate hysteresis comparison state signals, and then switch the switch state through logic control to achieve constant magnetic flux control and electromagnetic torque control. It does not require imitation of DC motor control, and this technology has been successfully applied to the AC drive of traction electric locomotives. Its characteristics: without feedback device, the speed ratio ni=1/100, with feedback ni=1/1000, and the starting torque can reach 150% to 200% at zero speed. Suitable for heavy-duty starting and large loads with constant torque fluctuations.
Installation environment requirements
(1) Environmental temperature: The environmental temperature of the frequency converter refers to the temperature near the cross-section of the frequency converter. Due to the fact that frequency converters are mainly composed of high-power power electronic devices that are highly susceptible to temperature, the lifespan and reliability of frequency converters largely depend on temperature, generally ranging from -10 ℃ to+40 ℃. In addition, it is necessary to consider the heat dissipation of the frequency converter itself and the extreme situations that may occur in the surrounding environment, and a certain margin is generally required for temperature.
(2) Environmental humidity: The frequency converter requires a relative humidity of no more than 90% in its surrounding environment (with no condensation on the surface).
(3) Vibrations et chocs : Lors de l’installation et du fonctionnement du convertisseur de fréquence, il convient d’éviter les vibrations et les chocs. Il est important d’éviter les joints de soudure et les pièces internes desserrées, qui pourraient entraîner un mauvais contact électrique, voire des pannes graves telles que des courts-circuits. Par conséquent, l’accélération vibratoire du site d’installation doit généralement être limitée à moins de 0,6 g, et des mesures de résistance aux chocs, comme des amortisseurs en caoutchouc, peuvent être ajoutées à certains endroits.
(4) Emplacement d'installation : Le courant et la tension de sortie maximum admissibles du convertisseur de fréquence sont affectés par sa capacité de dissipation thermique. Lorsque l'altitude dépasse 1 000 m, la capacité de dissipation thermique du convertisseur de fréquence diminue ; il est donc généralement requis de l'installer à une altitude inférieure à 1 000 m.
(5) Les exigences générales pour le site d'installation du convertisseur de fréquence sont les suivantes : absence de corrosion, absence de gaz ou de liquides inflammables ou explosifs ; absence de poussière, de fibres flottantes et de particules métalliques ; éviter la lumière directe du soleil ; absence d'interférences électromagnétiques.
La recherche sur la régulation de vitesse à fréquence variable est actuellement le domaine le plus actif et le plus précieux en pratique dans le domaine de la transmission électrique. Le potentiel de l'industrie des convertisseurs de fréquence est immense, car cette technologie est largement utilisée dans des secteurs tels que la climatisation, les ascenseurs, la métallurgie et la construction mécanique. Les moteurs à vitesse variable et leurs convertisseurs de fréquence associés connaîtront un développement rapide.