Furnizorii de unități de feedback energetic vă reamintesc că istoricul de aplicare al convertoarelor de frecvență în China este de peste 30 de ani. Odată cu progresul continuu al tehnologiei, domeniul de aplicare al convertoarelor de frecvență a început să implice și el mai multe domenii, iar dimensiunea pieței se extinde de la an la an. În prezent, există peste 140 de mărci autohtone și străine de convertoare de frecvență, iar producătorii și distribuitorii noi de convertoare de frecvență sunt, de asemenea, răspândiți în toată țara. Deși există încă un anumit decalaj de performanță între convertoarele de frecvență autohtone și cele importate, odată cu dezvoltarea rapidă a științei și tehnologiei în China, acest decalaj nu este insurmontabil. În același timp, beneficiind de integritatea lanțului industrial intern, există un mare potențial pentru eficiența producției și costul de fabricație al convertoarelor de frecvență autohtone.
Sistemul de acționare cu frecvență variabilă este compus dintr-un convertor de frecvență, care a atins sau a depășit performanța unui sistem de control al vitezei în curent continuu. Convertorul de frecvență are avantajele dimensiunilor reduse, zgomotului redus, costului redus și întreținerii ușoare a motoarelor asincrone, simplificând considerabil procesul de producție și reducând costurile de investiție inițiale. În general, utilizarea rezonabilă a convertoarelor de frecvență poate îmbunătăți productivitatea muncii, calitatea produsului și automatizarea echipamentelor, economisind în același timp energie și reducând costurile de producție.
1. Clasificarea, principiul de funcționare și structura convertoarelor de frecvență de joasă tensiune
1. Clasificarea convertoarelor de frecvență de joasă tensiune
Există diferite standarde pentru clasificarea convertoarelor de frecvență. Acționările de frecvență variabilă pot fi împărțite în acționări de frecvență generale și acționări de frecvență speciale. Conform principiului de funcționare, convertoarele de frecvență pot fi împărțite în convertoare de frecvență AC-AC și convertoare de frecvență AC-DC-AC, dintre care convertoarele de frecvență AC-DC-AC pot fi, de asemenea, împărțite în convertoare de frecvență de tip curent și de tip tensiune, în funcție de modul de funcționare al circuitului principal. În plus, din perspectiva direcției de dezvoltare a tehnologiei convertoarelor de frecvență, aceasta poate fi împărțită în convertoare de frecvență VVVF, convertoare de frecvență vectoriale, convertoare de frecvență cu control direct al cuplului și așa mai departe.
2. Principiul de funcționare al convertorului de frecvență de joasă tensiune
În general, convertoarele de frecvență adoptă un mod de lucru crossover direct. Relativ vorbind, convertoarele de frecvență de joasă tensiune sunt utilizate pe scară largă datorită tehnologiei lor mature, costului redus și întreținerii ușoare. Principiul de funcționare al unui convertor de frecvență este pur și simplu de a converti curentul alternativ în echipamente electrice cu frecvență reglabilă. Conform formulei vitezei sincrone N = 60f/p pentru motoarele de curent alternativ (unde N este viteza sincronă a motorului, f este frecvența de alimentare, iar p este numărul de poli ai motorului), viteza motorului de curent alternativ poate fi modificată prin schimbarea frecvenței. Convertorul de frecvență este dezvoltat pe baza acestui principiu.
3. Structura convertorului de frecvență de joasă tensiune
Compoziția circuitului principal al convertorului de frecvență:
Tip de tensiune: Tensiunea de alimentare este convertită de la convertorul de frecvență DC la AC, iar filtrul de circuit este un condensator.
Tip de curent: Sursa de alimentare se schimbă de la convertor de frecvență CC la CA, iar filtrul de circuit este inductor.
Convertorul de frecvență este alcătuit în principal din următoarele patru părți:
(1) Redresoare: În prezent, se utilizează pe scară largă convertoarele cu diode, care pot converti frecvența electrică în curent continuu și pot forma convertoare reversibile. Deoarece direcția puterii lor este reversibilă, acestea se pot regenera și pot funcționa.
(2) Circuit cu undă plată: Tensiunea continuă rectificată de redresor are o tensiune pulsatorie, care este de 6 ori frecvența sursei de alimentare. Pentru a suprima fluctuațiile de tensiune, sunt necesare condensatoare și inductoare pentru a absorbi tensiunea pulsatorie (adică curentul). Când capacitatea dispozitivului este mică, dacă există un exces de capacitate, se poate utiliza direct un circuit de netezire.
(3) Invertor: Invertorul transformă curentul continuu în curent alternativ, obținând astfel o ieșire trifazată într-un timp fix.
(4) Circuit de control: Furnizează circuit de control al semnalului pentru circuitul principal al alimentării cu energie a motorului asincron. Include circuitul de operare a frecvenței de tensiune, circuitul de detectare a curentului și tensiunii din circuitul principal, circuitul de detectare a vitezei motorului, circuitul de acționare al circuitului operațional care poate amplifica semnalele de control, circuitul de protecție a motorului și a invertorului.
2. Selecția tipurilor de invertoare de joasă tensiune
1. Prezentare generală a selecției tipului de invertor de joasă tensiune
În prezent, majoritatea utilizatorilor aleg pe baza instrucțiunilor sau a manualului de selecție furnizat de producătorul invertorului. În general, producătorul convertorului de frecvență furnizează curentul nominal al acestuia, care poate corespunde puterii și capacității nominale a motorului. Parametrii motoarelor disponibile sunt toți furnizați de producător pe baza standardelor producătorului sau a standardelor naționale pentru motoare și nu pot reflecta cu adevărat capacitatea portantă a convertorului de frecvență. Prin urmare, atunci când se alege un convertor de frecvență, trebuie luat ca referință principiul conform căruia curentul nominal al motorului nu depășește curentul nominal al convertorului de frecvență. În plus, atunci când se alege un convertor de frecvență, trebuie înțelese și condițiile de proces și parametrii relevanți ai motorului și trebuie acordată atenție tipului și caracteristicilor de funcționare ale motorului.
(1) Selectarea curentului nominal pentru convertorul de frecvență. Conform specificațiilor de proiectare, pentru a asigura funcționarea sigură și fiabilă a convertorului de frecvență, curentul nominal al convertorului de frecvență trebuie să fie mai mare decât curentul nominal al sarcinii (motorului), în special pentru motoarele cu caracteristici de sarcină care se schimbă frecvent. Conform experienței, curentul nominal al unui convertor de frecvență este de peste 1,05 ori mai mare decât curentul nominal al unui motor.
(2) Selectarea tensiunii nominale pentru convertoarele de frecvență. Tensiunea nominală a convertorului de frecvență este selectată pe baza tensiunii de intrare pe magistrala convertorului de frecvență. În principiu, tensiunea nominală a convertorului de frecvență trebuie să fie consistentă cu tensiunea de intrare. Dacă tensiunea de intrare este prea mare, convertorul de frecvență [3] se va deteriora.
2. Precauții pentru alegerea convertoarelor de frecvență de joasă tensiune
(1) Potriviți tipul de sarcină cu convertorul de frecvență.
Sarcina industriei petrochimice include în principal pompe și ventilatoare. Pompele sunt împărțite în pompe de apă, pompe de ulei, pompe de aditivi, pompe de dozare, pompe de ridicare, pompe de amestecare și pompe de spălare. Printre acestea, pompele de ridicare, pompele de amestecare și pompele de spălare sunt în mare parte pentru sarcini grele, în timp ce restul sunt sarcini convenționale. Ventilatoarele sunt împărțite în ventilatoare răcite cu aer, ventilatoare cu tiraj indus de cazan, ventilatoare axiale, compresoare de aer etc. Când ventilatorul de răcire cu aer și ventilatorul cu tiraj indus de cazan sunt pornite, ambele sunt sarcini grele, în general considerate sarcini grele, iar restul sunt sarcini convenționale. Atunci când se alege un convertor de frecvență, selecția trebuie să se bazeze pe proprietățile de sarcină. Dacă tipul de sarcină este neclar sau se poate schimba în diferite condiții de proces, se recomandă alegerea unui convertor de frecvență bazat pe sarcina grea pentru a evita selectarea nepotrivirilor.
(2) Condițiile de mediu afectează convertorul de frecvență.
De obicei, convertoarele de frecvență necesită temperaturi ambientale și umiditate mai ridicate. Când temperatura ambientală este sub 30 de grade Celsius, umiditatea relativă este sub 80%, iar altitudinea este sub 100 de metri, convertorul de frecvență funcționează în siguranță la curentul nominal; Dacă temperatura ambientală depășește 40 ℃, capacitatea și curentul real al convertorului de frecvență vor scădea treptat odată cu creșterea temperaturii ambientale. Dacă umiditatea relativă a mediului depășește 90%, poate apărea condens, provocând scurtcircuite în componentele interne ale convertorului de frecvență. Dacă înălțimea depășește 100 de metri, puterea de ieșire a convertorului de frecvență va scădea. În plus, convertoarele de frecvență trebuie evitate în medii cu praf.
(3) Selectarea componentelor opționale pentru convertoarele de frecvență.
Selecția necorespunzătoare a componentelor opționale pentru convertoarele de frecvență poate duce la o rată ridicată de defecțiuni, concentrată în principal în selecția filtrelor și a reactoarelor.
3. Aplicarea practică a convertorului de frecvență de joasă tensiune
1. Conectarea principală a convertorului de frecvență de joasă tensiune
Datorită impactului semnificativ al pozițiilor de instalare a contactoarelor, filtrelor și bobinelor de reactanță din circuitul primar asupra convertorului de frecvență, următoarele se vor concentra pe analiza acestor trei dispozitive.
(1) Contactor
Există două metode principale de conectare a contactoarelor: instalarea pe partea din spate a corpului invertorului și instalarea pe partea din față a corpului invertorului. Contactorul este instalat pe partea din spate a corpului invertorului, iar avantajul este că invertorul nu are impacturi frecvente atunci când motorul este pornit frecvent. Dezavantajul este că timpul de încărcare al convertorului de frecvență este lung și există pierderi de putere. Contactorul este instalat pe partea din față a corpului invertorului și are avantajul de a întrerupe complet alimentarea atunci când motorul este în modul standby, fără a pierde putere. Dezavantajul este că pornirea frecventă a motorului va provoca șocuri de încărcare frecvente la convertorul de frecvență, afectând durata de viață a componentelor convertorului de frecvență.
Pe scurt, dacă motorul pornește rar, contactorul poate fi instalat pe părțile frontale și posterioare ale corpului invertorului, dar este mai potrivit să fie instalat pe partea din spate a corpului invertorului. Dacă motorul pornește frecvent, se recomandă instalarea contactorului pe partea din spate a corpului invertorului.
(2) Filtru
Filtrul de intrare este utilizat în principal pentru a filtra rețeaua electrică, a suprima efectele armonice ale rețelei electrice asupra convertorului de frecvență și a suprima revenirea armonicelor generate de rectificarea convertorului de frecvență la rețeaua electrică; filtrul de ieșire optimizează în principal convertorul de frecvență, filtrează armonicele și face ca forma de undă de ieșire să fie mai sinusoidală.
(3) Reactorul
Reactorul de intrare poate suprima armonicele de pe partea rețelei și poate proteja puntea redresoare; Când cablul de ieșire al convertorului de frecvență depășește lungimea specificată (în general, permițând o lungime a cablului de 250 m), trebuie selectat un reactor de ieșire.
2. Mediul de instalare pentru convertorul de frecvență de joasă tensiune
Experimentele au arătat că rata de defecțiune a convertoarelor de frecvență crește semnificativ în medii dure, în special atunci când sunt sensibile la temperatură, umiditate și praf. Prin urmare, atunci când alegeți un mediu de instalare, este necesar să alegeți un mediu cu temperatură, umiditate controlabile și conținut scăzut de praf.
(1) Temperatura mediului ambiant
În practică, s-a constatat că convertoarele de frecvență sunt potrivite pentru lucrul în medii cu temperaturi mai mici sau egale cu 35 de grade Celsius, altfel cu cât temperatura este mai mare, cu atât capacitatea de încărcare a convertorului de frecvență este mai mică.
(2) Umiditatea mediului ambiant
Când umiditatea ambientală este ridicată, invertorul este predispus la condens în interior, ceea ce poate provoca cu ușurință accidente de scurtcircuit. Prin urmare, trebuie să controlăm umiditatea ambientală pentru convertorul de frecvență.
(3) Mediu cu praf
Convertoarele de frecvență ar trebui utilizate pe cât posibil în medii cu praf, deoarece acumularea de praf poate provoca scurtcircuite și deteriorarea componentelor electronice ale convertorului de frecvență.
4. Defecțiuni comune și soluții ale convertoarelor de frecvență de joasă tensiune
1. Nu se poate porni
Motiv: Este cauzată de inerția de rotație excesivă sau de cuplul excesiv al sarcinii.
Soluție: Măriți frecvența de pornire și cuplul în mod corespunzător și verificați setările de protecție.
2. Declanșare la supratensiune
Motiv: Cauzat de tensiunea mare de alimentare sau de timpul scurt de coborâre.
Soluție: Verificați dacă starea de funcționare este normală.
3. Supraîncărcare
Motiv: Capacitatea de supraîncărcare a invertorului de joasă tensiune este relativ slabă sau setările parametrilor motorului sunt nerezonabile.
Soluție: Verificați circuitul intern de detectare a curentului și setările parametrilor convertorului de frecvență.