Leverantörer av energiåterkopplingsenheter påminner om att frekvensomvandlares användningshistorik i Kina har varit mer än 30 år lång. Med den kontinuerliga teknikutvecklingen har även frekvensomvandlares användningsområde börjat omfatta flera områden, och marknadsstorleken ökar år för år. För närvarande finns det mer än 140 inhemska och utländska märken av frekvensomvandlare, och nyetablerade tillverkare och distributörer av frekvensomvandlare är också spridda över hela landet. Även om det fortfarande finns en viss prestandaklyfta mellan inhemska och importerade frekvensomvandlare, är denna skillnad inte oöverstiglig med den snabba utvecklingen av vetenskap och teknik i Kina. Samtidigt, genom att dra nytta av den inhemska industrikedjans integritet, finns det stor potential för produktionseffektivitet och tillverkningskostnader för inhemska frekvensomvandlare.
Frekvensomvandlarsystemet består av en frekvensomvandlare som har uppnått eller överträffat prestandan hos ett DC-hastighetsregleringssystem. Frekvensomvandlaren har fördelarna med liten storlek, lågt brus, låg kostnad och enkelt underhåll av asynkronmotorer, vilket avsevärt förenklar produktionsprocessen och minskar initiala investeringskostnader. Generellt sett kan en rimlig användning av frekvensomvandlare förbättra arbetsproduktiviteten, produktkvaliteten och utrustningsautomationen, samtidigt som energi sparas och produktionskostnaderna minskas.
1. Klassificering, arbetsprincip och struktur för lågspänningsfrekvensomvandlare
1. Klassificering av lågspänningsfrekvensomvandlare
Det finns olika standarder för klassificering av frekvensomvandlare. Variabla frekvensomvandlare kan delas in i allmänna frekvensomvandlare och specialfrekvensomvandlare. Enligt arbetsprincipen kan frekvensomvandlare delas in i AC-AC-frekvensomvandlare och AC-DC-AC-frekvensomvandlare, bland vilka AC-DC-AC-frekvensomvandlare också kan delas in i strömtyps- och spänningstypsfrekvensomvandlare enligt huvudkretsens arbetssätt. Dessutom, ur utvecklingsriktningen för frekvensomvandlartekniken, kan den delas in i VVVF-frekvensomvandlare, vektorfrekvensomvandlare, direkt momentstyrda frekvensomvandlare och så vidare.
2. Lågspänningsarbetsprincip frekvensomvandlare
Generellt sett använder frekvensomvandlare ett direkt korsningsläge. Relativt sett används lågspänningsfrekvensomvandlare i stor utsträckning på grund av deras mogna teknik, låga kostnad och enkla underhåll. Funktionsprincipen för en frekvensomvandlare är helt enkelt att omvandla växelström till elektrisk utrustning med justerbar frekvens. Enligt formeln för synkron hastighet N = 60 f / p för växelströmsmotorer (där N är motorns synkrona hastighet, f är effektfrekvensen och p är motorns polantal) kan växelströmsmotorns hastighet ändras genom att ändra frekvensen. Frekvensomvandlaren är utvecklad baserat på denna princip.
3. Strukturen hos lågspänningsfrekvensomvandlaren
Frekvensomvandlarens huvudkretssammansättning:
Spänningstyp: Spänningseffekten omvandlas från DC- till AC-frekvensomvandlare, och kretsfiltret är en kondensator.
Strömtyp: Strömförsörjningen ändras från DC- till AC-frekvensomvandlare, och kretsfiltret är en induktor.
Frekvensomvandlaren består huvudsakligen av följande fyra delar:
(1) Likriktare: För närvarande används diodkonverterare i stor utsträckning, vilka kan omvandla effektfrekvens till likström och även bilda reversibla omvandlare. Eftersom deras effektriktning är reversibel kan de regenerera och fungera.
(2) Plattvågskrets: Likspänningen som likriktas av likriktaren har en pulserande spänning, som är 6 gånger högre än strömförsörjningens frekvens. För att undertrycka spänningsfluktuationer behövs kondensatorer och induktorer för att absorbera pulserande spänning (dvs. ström). När enhetens kapacitet är liten, om det finns överkapacitet, kan en utjämningskrets användas direkt.
(3) Växelriktare: Växelriktaren omvandlar likström till växelström och erhåller därigenom trefasutgång inom en fastställd tid.
(4) Styrkrets: Tillhandahåller signalstyrkrets för huvudkretsen för asynkronmotorns strömförsörjning. Inklusive spänningsfrekvensdriftkrets, huvudkretsström- och spänningsdetekteringskrets, motorhastighetsdetekteringskrets, driftkrets för att förstärka styrsignaler, motor- och växelriktarskyddskrets.
2. Val av lågspänningsomriktartyper
1. Översikt över val av lågspänningsomriktare
För närvarande väljer de flesta användare baserat på instruktioner eller urvalsmanualer från växelriktartillverkaren. Generellt sett anger tillverkaren av frekvensomvandlaren frekvensomvandlarens nominella ström, vilken kan matcha motorns nominella effekt och kapacitet. Parametrarna för de tillgängliga motorerna tillhandahålls alla av tillverkaren baserat på tillverkarens eller nationella standardmotorer och kan inte korrekt återspegla frekvensomvandlarens bärförmåga. Därför bör man, när man väljer en frekvensomvandlare, ta principen att motorns nominella ström inte överstiger frekvensomvandlarens nominella ström som referens. Dessutom bör man, när man väljer en frekvensomvandlare, också förstå processförhållandena och relevanta parametrar för motorn, och vara uppmärksam på motorns typ och arbetsegenskaper.
(1) Val av märkström för frekvensomvandlare. Enligt konstruktionsspecifikationerna måste frekvensomvandlarens märkström vara större än lastens (motorns) märkström för att säkerställa säker och tillförlitlig drift av frekvensomvandlaren, särskilt för motorer med ofta förändrade lastegenskaper. Enligt erfarenhet är en frekvensomvandlares märkström mer än 1,05 gånger motorns märkström.
(2) Val av märkspänning för frekvensomvandlare. Frekvensomvandlarens märkspänning väljs baserat på frekvensomvandlarens ingångsspänning. I princip bör frekvensomvandlarens märkspänning överensstämma med ingångsspänningen. Om ingångsspänningen är för hög kommer frekvensomvandlaren [3] att skadas.
2. Försiktighetsåtgärder vid val av lågspänningsfrekvensomvandlare
(1) Matcha lasttypen med frekvensomvandlaren.
Belastningen inom den petrokemiska industrin omfattar huvudsakligen pumpar och fläktar. Pumpar delas in i vattenpumpar, oljepumpar, tillsatspumpar, doseringspumpar, lyftpumpar, blandpumpar och tvättpumpar. Bland dessa är lyftpumpar, blandpumpar och tvättpumpar mestadels tunga, medan resten är konventionella laster. Fläktar delas in i luftkylda fläktar, panndrivna fläktar, axialfläktar, luftkompressorer etc. När luftkylfläkten och panndrivna fläkten startas är de båda tunga laster, generellt betraktade som tunga laster, och resten är konventionella laster. Vid val av frekvensomvandlare bör valet baseras på lastegenskaperna. Om lasttypen är oklar eller kan ändras under olika processförhållanden rekommenderas det att välja en frekvensomvandlare baserat på tung last för att undvika val av felaktigheter.
(2) Miljöförhållanden påverkar frekvensomformaren.
Vanligtvis kräver frekvensomvandlare högre omgivningstemperaturer och luftfuktighet. När omgivningstemperaturen är under 30 grader Celsius, den relativa luftfuktigheten är under 80 % och höjden är under 100 meter, arbetar frekvensomvandlaren säkert vid nominell ström. Om omgivningstemperaturen överstiger 40 ℃ kommer frekvensomvandlarens faktiska kapacitet och ström gradvis att minska med ökande omgivningstemperatur. Om den relativa luftfuktigheten i omgivningen överstiger 90 % kan kondens uppstå, vilket orsakar kortslutningar i frekvensomvandlarens interna komponenter. Om höjden överstiger 100 meter kommer frekvensomvandlarens uteffekt att minska. Dessutom bör frekvensomvandlare undvikas från användning i dammiga miljöer.
(3) Val av tillvalskomponenter för frekvensomvandlare.
Felaktigt val av tillvalskomponenter för frekvensomvandlare kan leda till en hög felfrekvens, främst koncentrerad till valet av filter och reaktorer.
3. Praktisk tillämpning av lågspänningsfrekvensomvandlare
1. Primär anslutning av lågspänningsfrekvensomvandlare
På grund av den betydande inverkan som installationspositionerna för kontaktorer, filter och reaktorer i primärkretsen har på frekvensomformaren, kommer följande att fokusera på att analysera dessa tre komponenter.
(1) Kontaktor
Det finns två huvudsakliga anslutningsmetoder för kontaktorer: installation på baksidan av växelriktarens hölje och installation på framsidan av växelriktarens hölje. Kontaktorn är installerad på baksidan av växelriktarens hölje, och fördelen är att växelriktaren inte utsätts för frekventa stötar när motorn startas ofta. Nackdelen är att frekvensomvandlarens laddningstid är lång och det uppstår strömförlust. Kontaktorn är installerad på framsidan av växelriktarens hölje och har fördelen att den helt kan stänga av strömmen när motorn är i standby-läge utan att förlora ström. Nackdelen är att frekventa starter av motorn orsakar frekventa laddningsstötar till frekvensomvandlaren, vilket påverkar livslängden för frekvensomvandlarens komponenter.
Sammanfattningsvis, om motorn startar sällan kan kontaktorn installeras på fram- och baksidan av växelriktarhuset, men det är mer lämpligt att installera den på baksidan av växelriktarhuset. Om motorn startar ofta rekommenderas det att installera kontaktorn på baksidan av växelriktarhuset.
(2) Filter
Ingångsfiltret används huvudsakligen för att filtrera elnätet, undertrycka elnätets harmoniska effekter på frekvensomvandlaren och undertrycka den harmoniska effekt som genereras av frekvensomvandlarens likriktning från att återföras till elnätet. Utgångsfiltret optimerar huvudsakligen frekvensomvandlaren, filtrerar bort övertoner och gör utgångsvågformen mer sinusformad.
(3) Reaktor
Ingångsreaktorn kan undertrycka övertoner på nätsidan och skydda likriktarbryggan; När frekvensomvandlarens utgångskabel överskrider den angivna längden (vilket generellt tillåter en kabellängd på 250 m), bör en utgångsreaktor väljas.
2. Installationsmiljö för lågspänningsfrekvensomvandlare
Experiment har visat att felfrekvensen hos frekvensomvandlare ökar avsevärt i tuffa miljöer, särskilt när de är känsliga för temperatur, fuktighet och damm. Därför är det nödvändigt att välja en miljö med kontrollerbar temperatur, fuktighet och låg dammhalt när man väljer en installationsmiljö.
(1) Omgivningstemperatur
I praktisk användning har det visat sig att frekvensomvandlare är lämpliga för arbete i miljöer med temperaturer lägre än eller lika med 35 grader Celsius, annars gäller att ju högre temperaturen är, desto lägre blir frekvensomvandlarens lastkapacitet.
(2) Miljöfuktighet
När den omgivande luftfuktigheten är hög är växelriktaren benägen att kondensera inuti, vilket lätt kan orsaka kortslutningsolyckor. Därför måste vi kontrollera den omgivande luftfuktigheten för frekvensomvandlaren.
(3) Dammmiljö
Frekvensomvandlare bör användas i dammiga miljöer så mycket som möjligt, eftersom dammansamling kan orsaka kortslutningar och skador på frekvensomvandlarens elektroniska komponenter.
4. Vanliga fel och lösningar på lågspänningsfrekvensomvandlare
1. Kan inte starta
Orsak: Det orsakas av för hög rotationströghet eller vridmoment hos lasten.
Lösning: Öka startfrekvensen och vridmomentet på lämpligt sätt och kontrollera skyddsinställningarna.
2. Överspänningsutlösning
Orsak: Orsakas av hög nätspänning eller kort nedförsbacke.
Lösning: Kontrollera om driftstatusen är normal.
3. Överbelastning
Orsak: Lågspänningsomformaren har relativt dålig överbelastningskapacitet eller så är motorns parameterinställningar orimliga.
Lösning: Kontrollera den interna strömdetekteringskretsen och parameterinställningarna för frekvensomvandlaren.