การวิเคราะห์เทคโนโลยีการควบคุมความเร็วความถี่แปรผัน

ซัพพลายเออร์อุปกรณ์สนับสนุนตัวแปลงความถี่: ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังและเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ กระบวนการผลิตอุปกรณ์เรียงกระแสกำลังสูงจึงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง การพัฒนาตัวแปลงความถี่กำลังเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและเหมืองแร่ การใช้งานตัวแปลงความถี่ในองค์กรต่างๆ กำลังแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ และปัญหาต่างๆ ที่เกิดขึ้นก็ดึงดูดความสนใจของผู้คนมากขึ้นเรื่อยๆ

1、คุณลักษณะของตัวแปลงความถี่

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังและเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ กระบวนการผลิตอุปกรณ์เรียงกระแสกำลังสูงจึงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และการพัฒนาตัวแปลงความถี่ก็เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว ตัวแปลงความถี่ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและเหมืองแร่ และมีข้อได้เปรียบหลัก 4 ประการ ได้แก่

ตัวแรกสามารถตอบสนองความต้องการกระบวนการสำหรับการควบคุมความเร็ว และช่วงการควบคุมความเร็วของตัวแปลงความถี่อยู่เหนือ 10:11

ประการที่สองคือการอำนวยความสะดวกในการควบคุมอัตโนมัติ เนื่องจากตัวแปลงความถี่นั้นถูกควบคุมโดยไมโครโปรเซสเซอร์ 16 (หรือ 32) บิตพร้อม RS485 หรือ 422 อินพุต A/D และอินเทอร์เฟซเอาต์พุต D/A ซึ่งสร้างเงื่อนไขที่เพียงพอสำหรับการควบคุมอัตโนมัติ

ประการที่สามคือการบรรลุผลการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานพัดลมและปั๊มกำลังสูง (มากกว่า 15 กิโลวัตต์) ซึ่งสามารถประหยัดพลังงานได้มากกว่า 20%

ประการที่สี่คือการลดภาระงานของเจ้าหน้าที่บำรุงรักษา เนื่องจากระบบควบคุมความเร็วมีความน่าเชื่อถือโดยรวมสูง อัตราความล้มเหลวต่ำ และรอบการบำรุงรักษาที่ยาวนาน จึงช่วยลดภาระงานของเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาที่เกี่ยวข้อง

2、 การเลือกตัวแปลงความถี่

ควรพิจารณาเลือกตัวแปลงความถี่ตามประเภทของวัตถุที่ควบคุม ช่วงความเร็ว ความแม่นยำของความเร็วคงที่ แรงบิดเริ่มต้น ฯลฯ เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการและการผลิต พร้อมทั้งยังเป็นมิตรต่อผู้ใช้และประหยัดอีกด้วย

1. โดยทั่วไปแล้ว จำนวนขั้วของตัวแปลงความถี่และมอเตอร์ควบคุมไม่ควรเกิน 4 ขั้ว มิฉะนั้นการควบคุมความเร็วจะไม่มีความหมาย ลักษณะแรงบิด แรงบิดวิกฤต และแรงบิดเร่ง ภายใต้กำลังมอเตอร์เดียวกัน คุณสมบัติของตัวแปลงความถี่สามารถลดระดับลงเมื่อเทียบกับโหมดแรงบิดโอเวอร์โหลดสูง ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อลดการรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟหลัก ควรเพิ่มรีแอคเตอร์เข้ากับวงจรกลางหรือวงจรอินพุตของตัวแปลงความถี่ หรือติดตั้งหม้อแปลงแยก โดยทั่วไป เมื่อระยะห่างระหว่างมอเตอร์และตัวแปลงความถี่เกิน 50 เมตร ควรเชื่อมต่อรีแอคเตอร์ ตัวกรอง หรือสายเคเบิลป้องกันแบบมีฉนวนเข้าด้วยกันแบบอนุกรม

2. การเลือกโครงสร้างตู้อินเวอร์เตอร์: โครงสร้างตู้อินเวอร์เตอร์ต้องปรับให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม โดยพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ฝุ่น ความเป็นกรด และก๊าซกัดกร่อน โครงสร้างทั่วไปมีดังต่อไปนี้

แบบเปิด: ไม่มีโครงตัวถังและสามารถติดตั้งบนชั้นวางตะแกรงภายในกล่องควบคุมไฟฟ้าหรือห้องไฟฟ้าได้ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเมื่อใช้ตัวแปลงความถี่หลายตัวร่วมกัน แต่สภาพแวดล้อมต้องการมาตรฐานสูง

แบบปิด : เหมาะสำหรับใช้งานทั่วไป อาจมีฝุ่นละอองหรือความชื้นเล็กน้อย

ประเภทปิดผนึก: เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีสภาพพื้นที่อุตสาหกรรมไม่ดี

ประเภทปิดผนึก: เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีสภาพไม่ดี น้ำ ฝุ่น และก๊าซกัดกร่อนบางชนิด

3. การเลือกกำลังไฟฟ้าของตัวแปลงความถี่ต้องคำนึงถึงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราโหลดและประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพของระบบจะเท่ากับผลคูณระหว่างประสิทธิภาพของตัวแปลงความถี่และประสิทธิภาพของมอเตอร์ ในมุมมองของประสิทธิภาพ การเลือกกำลังไฟฟ้าของตัวแปลงความถี่ควรคำนึงถึงประเด็นต่อไปนี้: กำลังไฟฟ้าของตัวแปลงความถี่ควรเทียบเท่ากับกำลังไฟฟ้าของมอเตอร์ เพื่อให้ตัวแปลงความถี่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง เมื่อกำลังไฟฟ้าของตัวแปลงความถี่แตกต่างจากกำลังไฟฟ้าของมอเตอร์ กำลังไฟฟ้าของตัวแปลงความถี่ควรใกล้เคียงกับกำลังไฟฟ้าของมอเตอร์มากที่สุด และควรมากกว่ากำลังไฟฟ้าของมอเตอร์เล็กน้อย เมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าทำงานบ่อยครั้ง เบรกทำงาน หรือเมื่อมอเตอร์ทำงานหนักและสตาร์ทบ่อยครั้ง สามารถเลือกตัวแปลงความถี่ที่มีกำลังไฟฟ้าสูงกว่าหนึ่งระดับ เพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงานที่ปลอดภัยในระยะยาวของตัวแปลงความถี่ หลังจากการทดสอบพบว่ากำลังไฟฟ้าจริงของมอเตอร์นั้นเกินจริง ดังนั้น จึงอาจพิจารณาใช้ตัวแปลงความถี่ที่มีกำลังไฟฟ้าต่ำกว่ากำลังไฟฟ้าของมอเตอร์ได้ แต่ควรคำนึงถึงว่ากระแสสูงสุดชั่วขณะจะทำให้เกิดการป้องกันกระแสเกินหรือไม่ เมื่อกำลังไฟฟ้าของตัวแปลงความถี่แตกต่างจากกำลังไฟฟ้าของมอเตอร์ จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์ของตัวแปลงความถี่ให้เหมาะสมเพื่อให้ได้ผลการประหยัดพลังงานที่สูงขึ้น

3. มาตรการป้องกันการรบกวนในการใช้งานตัวแปลงความถี่

การป้องกันสัญญาณรบกวนของตัวแปลงความถี่ในการใช้งานส่วนใหญ่มักพบในประเด็นต่างๆ เช่น ฮาร์มอนิกอันดับสูง สัญญาณรบกวนและการสั่นสะเทือน การจับคู่โหลด และการเกิดความร้อน การรบกวนเหล่านี้เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากส่วนอินพุตของตัวแปลงความถี่เป็นวงจรเรียงกระแสและส่วนเอาต์พุตเป็นวงจรอินเวอร์เตอร์ ซึ่งทั้งสองส่วนประกอบด้วยส่วนประกอบแบบไม่เชิงเส้นที่ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ ในระหว่างกระบวนการเปิดและปิดวงจร จะเกิดฮาร์มอนิกอันดับสูง ทำให้เกิดความเพี้ยนของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออก รวมถึงรูปคลื่นกระแสไฟฟ้า การวิเคราะห์และมาตรการที่เกี่ยวข้องต่อไปนี้นำเสนอสำหรับปัญหาฮาร์มอนิก อันตรายของฮาร์มอนิกอันดับสูงมีนัยสำคัญ และการรบกวนของฮาร์มอนิกอันดับสูงอาจส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์และส่วนประกอบของเครื่องตรวจจับ ซึ่งอาจทำให้เกิดการทำงานผิดพลาดในกรณีที่รุนแรง จากรายงานเอกสารที่เกี่ยวข้อง ความไวของวัตถุต่างๆ ต่อฮาร์มอนิกอันดับสูงมีดังนี้: มอเตอร์ไฟฟ้าต่ำกว่า 10-20% ไม่มีแรงกระแทก ความเพี้ยนของแรงดันไฟฟ้าเครื่องมือ 10% ความเพี้ยนของกระแสไฟฟ้า 10% ความคลาดเคลื่อนต่ำกว่า 1% สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีกระแสไฟฟ้าเกิน 10% จะทำให้เกิดการทำงานผิดพลาด ขณะที่คอมพิวเตอร์ที่มีกระแสไฟฟ้าเกิน 5% จะทำให้เกิดข้อผิดพลาด ในภาคอุตสาหกรรม จำเป็นต้องมีมาตรการเพื่อลดสัญญาณรบกวนและระงับสัญญาณรบกวนให้อยู่ในระดับที่อนุญาต

1. การตัดเส้นทางการแพร่กระจายสัญญาณรบกวนมักทำได้โดยการใช้สายดิน การแยกสายดินของสายไฟออกจากสายควบคุมเป็นวิธีพื้นฐานในการตัดเส้นทางนี้ เมื่อสายสัญญาณอยู่ใกล้กับสายที่มีสัญญาณรบกวน สัญญาณรบกวนจะถูกเหนี่ยวนำให้รบกวนสัญญาณบนสายสัญญาณ การแยกสายไฟมีประสิทธิภาพในการกำจัดสัญญาณรบกวนนี้ ในการวางสายเคเบิลจริง สายไฟฟ้าแรงสูง สายไฟฟ้า และสายควบคุมมักจะแยกออกจากสายเครื่องมือและสายคอมพิวเตอร์ และเดินสายผ่านถาดสายเคเบิลที่แตกต่างกัน สายควบคุมของตัวแปลงความถี่จะเดินสายในแนวตั้งกับสายวงจรหลัก

2. การติดตั้งรีแอคเตอร์แบบไลน์ด้านหน้าตัวแปลงความถี่เพื่อป้องกันฮาร์มอนิกส์อันดับสูง สามารถลดแรงดันไฟฟ้าเกินที่ด้านแหล่งจ่ายไฟและลดการบิดเบือนกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากตัวแปลงความถี่ ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการรบกวนที่รุนแรงต่อแหล่งจ่ายไฟหลัก การติดตั้งตัวกรองแบบพาสซีฟ LC ด้านหน้าตัวแปลงความถี่สามารถกรองฮาร์มอนิกส์อันดับสูง ซึ่งโดยปกติคือฮาร์มอนิกส์อันดับ 5 และ 7 วิธีนี้ขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟและโหลดเป็นหลัก และมีความยืดหยุ่นต่ำ เมื่อสภาพแวดล้อมโดยรอบของอุปกรณ์ถูกรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ควรติดตั้งตัวกรองป้องกันสัญญาณรบกวนความถี่วิทยุเพื่อลดการปล่อยสัญญาณนำไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟหลัก และควรมีมาตรการป้องกันแหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์ เมื่อความยาวสายเคเบิลระหว่างมอเตอร์และตัวแปลงความถี่มากกว่า 50 เมตร หรือ 80 เมตร (ไม่มีฉนวน) เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินทันทีขณะสตาร์ทมอเตอร์ ลดกระแสไฟฟ้ารั่วและเสียงรบกวนจากมอเตอร์ลงกราวด์ และป้องกันมอเตอร์ จึงติดตั้งรีแอคเตอร์ระหว่างตัวแปลงความถี่และมอเตอร์ ตัวแปลงความถี่สากลใช้หม้อแปลงแบบหลายเฟส และใช้วงจรเรียงกระแสแบบ 6 พัลส์ ซึ่งสร้างฮาร์มอนิกขนาดใหญ่ หากใช้หม้อแปลงแบบหลายเฟส ความแตกต่างของมุมเฟสระหว่างหม้อแปลงจะอยู่ที่ 300 ตัวอย่างเช่น การรวมกันของหม้อแปลง Y - △ และ △ - △ สามารถสร้างเอฟเฟกต์ 12 พัลส์ ซึ่งสามารถลดกระแสฮาร์มอนิกอันดับต่ำและยับยั้งฮาร์มอนิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ