Para pemasok unit umpan balik energi mengingatkan Anda bahwa sejarah penerapan konverter frekuensi di Tiongkok telah lebih dari 30 tahun. Seiring dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, cakupan penerapan konverter frekuensi juga mulai mencakup berbagai bidang, dan ukuran pasarnya pun terus berkembang dari tahun ke tahun. Saat ini, terdapat lebih dari 140 merek konverter frekuensi domestik dan asing, serta produsen dan distributor konverter frekuensi yang baru berdiri dan tersebar di seluruh negeri. Meskipun masih terdapat kesenjangan kinerja antara konverter frekuensi domestik dan impor, dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di Tiongkok, kesenjangan ini bukannya tidak dapat diatasi. Di saat yang sama, dengan memanfaatkan integritas rantai industri domestik, terdapat potensi besar untuk efisiensi produksi dan biaya manufaktur konverter frekuensi domestik.
Sistem penggerak frekuensi variabel terdiri dari konverter frekuensi, yang telah mencapai atau melampaui kinerja sistem kendali kecepatan DC. Konverter frekuensi ini memiliki keunggulan ukuran kecil, kebisingan rendah, biaya rendah, dan perawatan motor asinkron yang mudah, sehingga sangat menyederhanakan proses produksi dan mengurangi biaya investasi awal. Secara umum, penggunaan konverter frekuensi yang wajar dapat meningkatkan produktivitas tenaga kerja, kualitas produk, dan otomatisasi peralatan, sekaligus menghemat energi dan mengurangi biaya produksi.
1、 Klasifikasi, prinsip kerja dan struktur konverter frekuensi tegangan rendah
1. Klasifikasi konverter frekuensi tegangan rendah
Terdapat berbagai standar klasifikasi konverter frekuensi. Penggerak frekuensi variabel dapat dibagi menjadi penggerak frekuensi umum dan penggerak frekuensi khusus. Berdasarkan prinsip kerjanya, konverter frekuensi dapat dibagi menjadi konverter frekuensi AC-AC dan konverter frekuensi AC-DC-AC. Di antara konverter frekuensi AC-DC-AC, konverter frekuensi juga dapat dibagi menjadi konverter frekuensi tipe arus dan tipe tegangan berdasarkan mode kerja rangkaian utamanya. Selain itu, dari perspektif arah perkembangan teknologi konverter frekuensi, konverter frekuensi dapat dibagi menjadi konverter frekuensi VVVF, konverter frekuensi vektor, konverter frekuensi kendali torsi langsung, dan sebagainya.
2. Prinsip kerja konverter frekuensi tegangan rendah
Secara umum, konverter frekuensi mengadopsi mode kerja crossover langsung. Secara relatif, konverter frekuensi tegangan rendah banyak digunakan karena teknologinya yang matang, biaya rendah, dan perawatannya yang mudah. Prinsip kerja konverter frekuensi sederhana, yaitu mengubah daya AC menjadi peralatan listrik dengan frekuensi yang dapat disesuaikan. Berdasarkan rumus kecepatan sinkron N=60f/p untuk motor AC (dengan N adalah kecepatan sinkron motor, f adalah frekuensi daya, dan p adalah jumlah kutub motor), kecepatan motor AC dapat diubah dengan mengubah frekuensi. Konverter frekuensi dikembangkan berdasarkan prinsip ini.
3. Struktur konverter frekuensi tegangan rendah
Komposisi sirkuit utama konverter frekuensi:
Jenis tegangan: Daya tegangan diubah dari DC ke konverter frekuensi AC, dan filter rangkaian adalah kapasitor.
Jenis arus: Catu daya arus berubah dari konverter frekuensi DC ke AC, dan filter rangkaian adalah induktor.
Konverter frekuensi terutama terdiri dari empat bagian berikut:
(1) Penyearah: Saat ini, konverter dioda banyak digunakan, yang dapat mengubah frekuensi daya menjadi daya DC dan juga dapat membentuk konverter reversibel. Karena arah dayanya reversibel, ia dapat diregenerasi dan beroperasi.
(2) Rangkaian gelombang datar: Tegangan DC yang disearahkan oleh penyearah memiliki tegangan pulsa, yaitu 6 kali frekuensi catu daya. Untuk meredam fluktuasi tegangan, kapasitor dan induktor diperlukan untuk menyerap tegangan pulsa (yaitu arus). Ketika kapasitas perangkat kecil, jika terdapat kelebihan kapasitas, rangkaian penghalus dapat langsung digunakan.
(3) Inverter: Inverter mengubah daya DC menjadi daya AC, sehingga memperoleh output tiga fase dalam waktu tetap.
(4) Rangkaian kontrol: Menyediakan rangkaian kontrol sinyal untuk rangkaian utama catu daya motor asinkron. Termasuk rangkaian operasi frekuensi tegangan, rangkaian deteksi arus dan tegangan rangkaian utama, rangkaian deteksi kecepatan motor, rangkaian penggerak rangkaian operasi yang dapat memperkuat sinyal kontrol, serta rangkaian proteksi motor dan inverter.
2、 Pemilihan Jenis Inverter Tegangan Rendah
1. Tinjauan Umum Pemilihan Jenis Inverter Tegangan Rendah
Saat ini, sebagian besar pengguna memilih berdasarkan petunjuk atau manual pemilihan yang disediakan oleh produsen inverter. Umumnya, produsen konverter frekuensi menyediakan arus pengenal konverter frekuensi, yang dapat disesuaikan dengan daya dan kapasitas pengenal motor. Parameter motor yang tersedia semuanya disediakan oleh produsen berdasarkan motor standar pabrikan atau nasional, dan tidak dapat benar-benar mencerminkan daya dukung konverter frekuensi. Oleh karena itu, ketika memilih konverter frekuensi, prinsip arus pengenal motor tidak melebihi arus pengenal konverter frekuensi harus dijadikan acuan. Selain itu, ketika memilih konverter frekuensi, seseorang juga harus memahami kondisi proses dan parameter motor yang relevan, dan memperhatikan jenis dan karakteristik kerja motor.
(1) Pemilihan arus pengenal untuk konverter frekuensi. Sesuai spesifikasi desain, untuk memastikan pengoperasian konverter frekuensi yang aman dan andal, arus pengenal konverter frekuensi harus lebih besar daripada arus pengenal beban (motor), terutama untuk motor dengan karakteristik beban yang sering berubah. Berdasarkan pengalaman, arus pengenal konverter frekuensi lebih dari 1,05 kali arus pengenal motor.
(2) Pemilihan tegangan pengenal untuk konverter frekuensi. Tegangan pengenal konverter frekuensi dipilih berdasarkan tegangan bus sisi masukan konverter frekuensi. Pada prinsipnya, tegangan pengenal konverter frekuensi harus sesuai dengan tegangan masukan. Jika tegangan masukan terlalu tinggi, konverter frekuensi [3] akan rusak.
2. Tindakan pencegahan dalam memilih konverter frekuensi tegangan rendah
(1) Cocokkan jenis beban dengan konverter frekuensi.
Beban industri petrokimia terutama mencakup pompa dan kipas. Pompa dibagi menjadi pompa air, pompa oli, pompa aditif, pompa pengukur, pompa pengangkat, pompa pencampur, dan pompa pencuci. Di antara mereka, pompa pengangkat, pompa pencampur, dan pompa pencuci sebagian besar adalah tugas berat, sedangkan sisanya adalah beban konvensional. Kipas dibagi menjadi kipas berpendingin udara, kipas angin yang diinduksi boiler, kipas aksial, kompresor udara, dll. Ketika kipas pendingin udara dan kipas angin yang diinduksi boiler dimulai, keduanya adalah beban berat, umumnya dianggap beban berat, dan sisanya adalah beban konvensional. Saat memilih konverter frekuensi, pemilihan harus didasarkan pada sifat beban. Jika jenis beban tidak jelas atau dapat berubah dalam kondisi proses yang berbeda, disarankan untuk memilih konverter frekuensi berdasarkan beban berat untuk menghindari ketidakcocokan pemilihan.
(2) Kondisi lingkungan mempengaruhi konverter frekuensi.
Umumnya, konverter frekuensi memerlukan suhu dan kelembapan sekitar yang lebih tinggi. Ketika suhu sekitar di bawah 30 derajat Celcius, kelembapan relatif di bawah 80%, dan ketinggian di bawah 100 meter, konverter frekuensi beroperasi dengan aman pada arus terukur; jika suhu sekitar melebihi 40 ℃, kapasitas dan arus aktual konverter frekuensi akan menurun secara bertahap seiring dengan peningkatan suhu sekitar. Jika kelembapan relatif lingkungan melebihi 90%, kondensasi dapat terjadi, yang menyebabkan korsleting pada komponen internal konverter frekuensi. Jika ketinggian melebihi 100 meter, daya keluaran konverter frekuensi akan menurun. Selain itu, konverter frekuensi sebaiknya dihindari penggunaannya di lingkungan berdebu.
(3) Pemilihan komponen opsional untuk konverter frekuensi.
Pemilihan komponen opsional yang tidak tepat untuk konverter frekuensi dapat menyebabkan tingkat kegagalan yang tinggi, terutama terkonsentrasi pada pemilihan filter dan reaktor.
3、 Aplikasi praktis konverter frekuensi tegangan rendah
1. Koneksi primer konverter frekuensi tegangan rendah
Karena dampak signifikan dari posisi pemasangan kontaktor, filter, dan reaktor di sirkuit primer pada konverter frekuensi, berikut ini akan difokuskan pada analisis ketiga perangkat ini.
(1) Kontaktor
Terdapat dua metode penyambungan utama kontaktor: pemasangan di bagian belakang bodi inverter dan pemasangan di bagian depan bodi inverter. Kontaktor dipasang di bagian belakang bodi inverter, dan keuntungannya adalah inverter tidak sering terguncang ketika motor sering dihidupkan. Kerugiannya adalah waktu pengisian daya konverter frekuensi yang lama dan kehilangan daya. Kontaktor dipasang di bagian depan bodi inverter dan memiliki keuntungan dapat memutus daya sepenuhnya ketika motor dalam mode siaga tanpa kehilangan daya. Kerugiannya adalah seringnya menghidupkan motor akan menyebabkan kejutan pengisian daya yang sering terjadi pada konverter frekuensi, yang memengaruhi masa pakai komponen konverter frekuensi.
Singkatnya, jika motor jarang menyala, kontaktor dapat dipasang di sisi depan dan belakang bodi inverter, tetapi lebih cocok dipasang di sisi belakang bodi inverter. Jika motor sering menyala, disarankan untuk memasang kontaktor di sisi belakang bodi inverter.
(2) Saring
Filter masukan terutama digunakan untuk menyaring jaringan listrik, menekan efek harmonik jaringan listrik pada konverter frekuensi, dan menekan harmonik yang dihasilkan oleh penyearah konverter frekuensi agar tidak kembali ke jaringan listrik; Filter keluaran terutama mengoptimalkan konverter frekuensi, menyaring harmonik, dan membuat bentuk gelombang keluaran lebih sinusoidal.
(3) Reaktor
Reaktor masukan dapat menekan harmonisa pada sisi jaringan dan melindungi jembatan penyearah; Bila kabel keluaran konverter frekuensi melebihi panjang yang ditentukan (umumnya memperbolehkan panjang kabel 250m), reaktor keluaran harus dipilih.
2. Lingkungan instalasi untuk konverter frekuensi tegangan rendah
Eksperimen telah menunjukkan bahwa tingkat kegagalan konverter frekuensi meningkat secara signifikan di lingkungan yang keras, terutama ketika sensitif terhadap suhu, kelembapan, dan debu. Oleh karena itu, ketika memilih lingkungan instalasi, penting untuk memilih lingkungan dengan suhu, kelembapan, dan debu yang terkendali.
(1) Suhu lingkungan
Dalam penggunaan praktis, telah ditemukan bahwa konverter frekuensi cocok bekerja di lingkungan dengan suhu kurang dari atau sama dengan 35 derajat Celcius, sebaliknya semakin tinggi suhunya, semakin rendah kapasitas beban konverter frekuensi.
(2) Kelembaban lingkungan
Ketika kelembapan di sekitar tinggi, inverter rentan mengalami kondensasi di dalamnya, yang dapat dengan mudah menyebabkan korsleting. Oleh karena itu, kita perlu mengontrol kelembapan lingkungan untuk konverter frekuensi.
(3) Lingkungan berdebu
Konverter frekuensi sebaiknya digunakan di lingkungan berdebu sebanyak mungkin, karena penumpukan debu dapat menyebabkan korsleting dan kerusakan pada komponen elektronik konverter frekuensi.
4、 Kesalahan umum dan solusi konverter frekuensi tegangan rendah
1. Tidak dapat memulai
Penyebab: Disebabkan oleh inersia putaran atau torsi beban yang berlebihan.
Solusi: Tingkatkan frekuensi awal dan torsi dengan tepat, dan periksa pengaturan proteksi.
2. Trip tegangan lebih
Alasan: Disebabkan oleh tegangan pasokan daya yang tinggi atau waktu penurunan yang pendek.
Solusi: Periksa apakah status pengoperasian normal.
3. Kelebihan beban
Alasan: Kapasitas kelebihan beban inverter tegangan rendah relatif buruk atau pengaturan parameter motor tidak masuk akal.
Solusi: Periksa rangkaian deteksi arus internal dan pengaturan parameter konverter frekuensi.