Birgjar búnaðar sem styðja tíðnibreyta minna á að tíðnibreytar hafa verið mikið notaðir í iðnaðarframleiðslu í dag. Búnaður sem stjórnaður er með tíðnibreytum getur sparað orku verulega að vissu marki og þannig notið vinsælda margra iðnaðarframleiðenda.
Til að ná fram eiginleikum eins og mjúkri stöðu, mjúkri ræsingu, þrepalausri hraðastillingu eða sérstökum kröfum um að auka eða minnka hraða, þarf hraðastillingartæki sem kallast tíðnibreytir í nútíma ósamstilltum mótorum. Aðalrás tækisins notar AC-DC-AC rásir með vinnutíðni 0-400Hz. Útgangsspenna lágspennu alhliða tíðnibreytisins er 380-460V og útgangsafl er 0,37-400kW.
Veldu sanngjarnan tíðnibreyti
Vandamál sem koma upp við notkun tíðnibreyta, svo sem óeðlileg notkun, bilun í búnaði o.s.frv., sem leiða til framleiðslustöðvunar og óþarfa fjárhagslegs taps, stafa oft af óviðeigandi vali og uppsetningu tíðnibreyta. Þess vegna er nauðsynlegt að velja hagkvæman og hagnýtan tíðnibreyti sem getur betur uppfyllt grunnskilyrði og kröfur framleiðslu og vinnslu.
Sem aðal drifhlutur tíðnibreytisins ætti að velja mótorinn þannig að hann passi við rekstrarbreytur mótorsins þegar gerð tíðnibreytisins er valin.
(1) Spennujöfnun: Málspenna tíðnibreytisins passar við álagsspennu mótorsins.
(2) Straumjöfnun: Afkastageta tíðnibreytisins fer eftir málstraumnum sem tíðnibreytirinn gefur frá sér stöðugt. Þegar tíðnibreytir er valinn fyrir mótora sem þurfa hraðastýringu er nauðsynlegt að velja tíðnibreyti með samfelldum málstraumi sem er meiri en málstraumur mótorsins þegar hann er starfandi við málbreytur og með magnbundnu framlegð. Fyrir almenna tíðnibreyta með fleiri en 4 pólum er ekki hægt að byggja valið á afkastagetu mótorsins heldur á straumstaðli mótorsins. Jafnvel þótt álagið á mótorinn sé tiltölulega lítið og straumurinn sé minni en málstraumur tíðnibreytisins, má valinn tíðnibreytir ekki vera of lítill í afkastagetu miðað við mótorinn.
(3) Samsvörun afkastagetu: Það eru mismunandi kröfur um val á afkastagetu tíðnibreytisins, allt eftir mismunandi álagseiginleikum mótorsins.
Stjórnunaraðferð tíðnibreytis
Helstu stjórnunaraðferðir tíðnibreyta eru nú eftirfarandi.
(1) Fyrsta kynslóðin notaði U/f=C stýringu, einnig þekkt sem sínuspúlsbreiddarmótunarstýringaraðferð (SPWM). Einkenni hennar eru meðal annars einföld stýrirásarbygging, lágur kostnaður, góðir vélrænir eiginleikar og hörku, sem getur uppfyllt kröfur um mjúka hraðastjórnun almennra gírkassa. Hins vegar dregur þessi stýringaraðferð úr hámarksúttaks togi við lágar tíðnir vegna lægri útgangsspennu, sem leiðir til minnkaðs stöðugleika við lágan hraða. Einkenni hennar er að án afturvirkrar búnaðar er hraðahlutfallið ni minna en 1/40, og með afturvirkri búnaði er ni=1/60. Hentar fyrir almenna viftur og dælur.
(2) Önnur kynslóðin notar spennurýmisvigurstýringu (segulflæðisferilsaðferð), einnig þekkt sem SVPWM stýriaðferð. Hún byggir á heildarmyndunaráhrifum þriggja fasa bylgjuforma, þar sem þriggja fasa mótunarbylgjur eru búnar til í einu og stjórnaðar með því að skera marghyrninga í nálgun hringja. Til að útrýma áhrifum statorviðnáms við lágan hraða eru útgangsspennan og straumurinn lokaðar til að bæta nákvæmni og stöðugleika. Eiginleikar hennar: engin afturvirkni, hraðahlutfall ni = 1/100, hentugur fyrir hraðastjórnun í almennum iðnaði.
(3) Þriðja kynslóðin notar vigurstýringaraðferð (VC). Með vigurstýringu með breytilegri tíðnihraða er í raun jafnt AC mótor og DC mótor og hraða- og segulsviðsþáttunum stjórnað sjálfstætt. Með því að stjórna segulflæði snúningshlutans og sundurliða statorstrauminn til að fá tvo þætti, tog og segulsvið, er hægt að ná fram rétthyrndri eða aftengdri stýringu með hnitabreytingu. Eiginleikar hennar: hraðahlutfall ni = 1/100 án afturvirkrar breytinga, ni = 1/1000 með afturvirkri breytingu og ræsitog 150% við núllhraða. Það má sjá að þessi aðferð á við um alla hraðastýringu og þegar hún er búin afturvirkri breytingu hentar hún fyrir nákvæma gírkassastýringu.
(4) Bein togstýring (DTC) aðferð. Bein togstýring (DTC) er annar afkastamikill breytilegur tíðnihraðastýringarmáti sem er frábrugðinn vigurstýringu (VC). Gögnum um segulflæði og tog er aflað með segulflæðishermunarlíkönum og rafsegulfræðilegum toglíkönum, þau borin saman við gefin gildi til að búa til samanburðarmerki fyrir hýsteresu og síðan er rofaástandið skipt með rökstýringu til að ná fram stöðugri segulflæðisstýringu og rafsegulfræðilegri togstýringu. Það þarf ekki að herma eftir jafnstraumsmótorstýringu og þessi tækni hefur verið notuð með góðum árangri í riðstraumsdrifum rafknúinna ökutækja. Einkenni hennar: án endurgjafarbúnaðar er hraðahlutfallið ni = 1/100, með endurgjöf ni = 1/1000 og ræsivogið getur náð 150% til 200% við núllhraða. Hentar fyrir þungar ræsingar og stór álag með stöðugum togsveiflum.
Kröfur um uppsetningarumhverfi
(1) Umhverfishitastig: Umhverfishitastig tíðnibreytisins vísar til hitastigsins nálægt þversniði tíðnibreytisins. Þar sem tíðnibreytar eru aðallega samsettir úr öflugum rafeindabúnaði sem er mjög viðkvæmur fyrir hitastigi, er endingartími og áreiðanleiki tíðnibreyta að miklu leyti háður hitastigi, almennt á bilinu -10 ℃ til +40 ℃. Að auki er nauðsynlegt að taka tillit til varmadreifingar tíðnibreytisins sjálfs og öfgakenndra aðstæðna sem geta komið upp í umhverfinu, og almennt er krafist ákveðins svigrúms fyrir hitastig.
(2) Rakastig umhverfisins: Tíðnibreytirinn þarfnast ekki meira en 90% rakastigs í umhverfi sínu (án rakaþéttingar á yfirborðinu).
(3) Titringur og högg: Við uppsetningu og notkun tíðnibreytisins skal gæta þess að forðast titring og högg. Til að koma í veg fyrir lóðtengingar og lausa hluta innri íhluta tíðnibreytisins, sem geta valdið lélegri rafmagnstengingu eða jafnvel alvarlegum bilunum eins og skammhlaupi. Þess vegna er venjulega krafist að titringshröðun á uppsetningarstað sé takmörkuð við undir 0,6 g og hægt er að bæta við jarðskjálftaþolnum ráðstöfunum eins og höggdeyfandi gúmmíi á sérstökum stöðum.
(4) Uppsetningarstaður: Hámarks leyfilegur útgangsstraumur og spenna tíðnibreytisins eru háð varmadreifingargetu hans. Þegar hæð yfir 1000 m fer yfir 1000 m minnkar varmadreifingargeta tíðnibreytisins, þannig að almennt þarf að setja tíðnibreytinn upp fyrir neðan 1000 m hæð yfir sjávarmáli.
(5) Almennar kröfur um uppsetningarstað tíðnibreytisins eru: engin tæring, engar eldfimar eða sprengifimar lofttegundir eða vökvar; ryklaust, fljótandi trefjar og málmagnir; forðist beint sólarljós; engar rafsegultruflanir.
Rannsóknir á breytilegri tíðnihraðastýringu eru um þessar mundir virkasta og hagnýtasta verkefnið í rannsóknum á raforkuflutningi. Möguleikar tíðnibreytaiðnaðarins eru gríðarlegir, þar sem hann er mikið notaður í atvinnugreinum eins og loftkælingu, lyftum, málmvinnslu og vélbúnaði. Breytilegir tíðnihraðastýringarmótorar og samsvarandi tíðnibreytar munu þróast hratt.