Frekvences pārveidotāja atbalsta iekārtu piegādātāji atgādina, ka, uzlabojoties frekvences pārveidošanas tehnoloģijai, maiņstrāvas motoru pielietojums kļūst arvien plašāks. Izmantojot frekvences pārveidošanas ātruma regulēšanu, var uzlabot ražošanas iekārtu vadības precizitāti, ražošanas efektivitāti un produktu kvalitāti, kas veicina ražošanas procesa automatizāciju. Maiņstrāvas piedziņas sistēmām ir lieliska vadības veiktspēja un ievērojama enerģijas taupīšanas ietekme daudzos ražošanas gadījumos.
Frekvences pārveidotāja pielietojums
Elektromotoru elektroenerģijas patēriņš mūsu valstī veido 60–70% no valsts saražotās elektroenerģijas, un ventilatoru un ūdenssūkņu gada elektroenerģijas patēriņš veido 1/3 no valsts elektroenerģijas patēriņa. Galvenais iemesls šai situācijai ir tas, ka tradicionālā ventilatoru, ūdenssūkņu un cita aprīkojuma ātruma regulēšanas metode ir gaisa un ūdens padeves regulēšana, regulējot ieplūdes vai izplūdes deflektoru un vārstu atvērumu. Ieejas jauda ir liela, un deflektoru un vārstu pārtveršanas procesā tiek patērēts liels enerģijas daudzums.
Tā kā lielākā daļa ventilatoru un ūdens sūkņu ir ar vienādu griezes momenta slodzi, vārpstas jaudai un ātrumam ir kubiska attiecība. Tāpēc, samazinoties ventilatoru un ūdens sūkņu ātrumam, ievērojami samazinās arī enerģijas patēriņš. Tāpēc pastāv liels enerģijas taupīšanas potenciāls. Visefektīvākais enerģijas taupīšanas pasākums ir frekvences pārveidotāja izmantošana plūsmas ātruma regulēšanai. Frekvences pārveidotāju izmantošana ļauj ietaupīt no 20% līdz 50% enerģijas, un ieguvumi ir ievērojami.
Daudzām mašīnām ir nepieciešami elektromotori, lai varētu pielāgot ātrumu atbilstoši procesa prasībām. Agrāk maiņstrāvas elektromotoru ātruma regulēšanas grūtību un augsto ātruma regulēšanas veiktspējas prasību dēļ tika izmantota līdzstrāvas ātruma regulēšana. Tomēr līdzstrāvas elektromotoriem ir sarežģītas konstrukcijas, lieli tilpumi un sarežģīta apkope ziemā. Tāpēc, attīstoties mainīgas frekvences ātruma regulēšanas tehnoloģijai, maiņstrāvas ātruma regulēšana pakāpeniski aizstāj līdzstrāvas ātruma regulēšanu, bieži vien pieprasot kvantitatīvu un tiešu griezes momenta kontroli, lai izpildītu dažādas procesa prasības.
Izmantojot frekvences pārveidotāju elektromotora vadīšanai, palaišanas strāva ir maza, kas ļauj panākt maigu iedarbināšanu un pakāpenisku ātruma regulēšanu. Tas atvieglo paātrinājuma un palēninājuma kontroli, ļaujot motoram sasniegt augstu veiktspēju un ievērojami ietaupīt enerģiju. Tāpēc frekvences pārveidotāji arvien plašāk tiek izmantoti rūpnieciskajā ražošanā un ikdienas dzīvē.
Esošās problēmas un pretpasākumi
Paplašinoties frekvences pārveidotāju pielietojuma jomai, darbības laikā rodas arvien vairāk problēmu, kas galvenokārt izpaužas kā augstas kārtas harmonikas, troksnis un vibrācija, slodzes saskaņošana, pārkaršana un citas problēmas. Šajā rakstā tiek analizētas iepriekš minētās problēmas un ierosināti atbilstoši pasākumi.
Universālā frekvences pārveidotāja galvenā shēma parasti sastāv no trim daļām: taisngriešanas, inversijas un filtrēšanas. Taisngrieža daļa ir trīsfāžu tilta nekontrolēts taisngriezis, vidējā filtrēšanas daļa kā filtru izmanto lielu kondensatoru, un invertora daļa ir IGBT trīs terminu tilta invertors ar PWM viļņu formas ieeju. Izejas spriegums satur harmonikas, kas nav pamatviļņi, un zemākas kārtas harmonikas parasti vairāk ietekmē motora slodzi, izraisot griezes momenta pulsāciju; un augstākas harmonikas palielina frekvences pārveidotāja izejas kabeļa noplūdes strāvu, kā rezultātā motora izeja ir nepietiekama. Tāpēc ir jāapslāpē gan augstas, gan zemas kārtas harmonikas, ko izvada frekvences pārveidotājs. Harmoniku apslāpēšanai var izmantot šādas metodes.
1. Palieliniet frekvences pārveidotāja barošanas avotu
Barošanas avota ierīces iekšējā pretestība parasti var darboties kā buferis frekvences pārveidotāja līdzstrāvas filtrēšanas kondensatora reaktīvajai jaudai. Jo lielāka ir iekšējā pretestība, jo mazāks ir harmonisko elementu saturs. Šī iekšējā pretestība ir transformatora īsslēguma pretestība. Tāpēc, izvēloties frekvences pārveidotāja barošanas avotu, vislabāk ir izvēlēties transformatoru ar augstu īsslēguma pretestību.
2. Uzstādiet reaktoru
Pievienojiet piemērotus reaktorus vai uzstādiet harmonisko filtru virknē starp frekvences pārveidotāja ieejas un izejas spailēm. Filtrs ir LC tipa, kas absorbē harmonikas un palielina barošanas avota vai slodzes pretestību, lai sasniegtu slāpēšanas mērķi.
3. Vairākas darbības, izmantojot transformatorus
Universālais frekvences pārveidotājs ir sešu impulsu taisngriezis, kas ģenerē lielas harmonikas. Ja tiek pieņemta transformatoru daudzfāžu darbība ar 30° fāzes leņķa starpību starp tiem, Y-△ un △-△ transformatoru kombinācija var radīt 12 impulsu efektu, kas var samazināt zemas kārtas harmoniku strāvas un efektīvi nomākt harmonikas.
4. Iestatiet īpašas harmonikas
Izveidojiet īpašu filtru, lai noteiktu frekvences pārveidotāju un fāzi un ģenerētu strāvu ar tādu pašu amplitūdu un pretēju fāzi kā harmonikas strāva, kas tiek nodota frekvences pārveidotājam, lai efektīvi absorbētu harmonikas strāvu.