Fontos ismerni a VFD-k vagy a változó frekvenciájú meghajtók (VFD) működését, mivel ezeket széles körben használják az AC motoros alkalmazásokban, mint pl. változó frekvenciájú hajtás a motor vezérléséhez sokféle tulajdonságuk miatt.
Változtatható frekvenciájú meghajtók
A hagyományos motorhajtásokhoz képest a VFD nagyobb funkcionalitással és működési képességekkel rendelkezik. Az állítható fordulatszám-szabályozás mellett a változó frekvenciájú meghajtók olyan védettségeket kínálnak, mint a fázis, az alul és a túlfeszültség védelme. A VFD szoftverek és interfész-opciók lehetővé teszik a felhasználó számára, hogy a motorokat a kívánt szinten vezérelje.
Mi a változó frekvenciás meghajtó (VFD)
A váltakozó áramú motor fordulatszámát kétféleképpen lehet szabályozni - a feszültség vagy a frekvencia vezérlésével. A frekvenciaszabályozás jobb szabályozást biztosít az állandó fluxus sűrűség miatt, mint a feszültségszabályozás. Itt játszik szerepet a VFD-k működése. Ez egy teljesítményátalakító eszköz, amely a rögzített feszültséget, a bemenő teljesítmény fix frekvenciáját változó feszültséggé, a változó frekvenciájú kimenetet alakítja át az AC indukciós motorok vezérléséhez.
Elektromos elektronikus eszközökből (például IGBT, MOSFET), nagy sebességű központi vezérlőegységből (például mikroprocesszor, DSP) és opcionális érzékelő eszközökből áll, a használt alkalmazástól függően.
Az ipari alkalmazások többsége változó sebességet igényel csúcsterhelés mellett és állandó sebességet normál üzemi körülmények között. A VFD-k zárt hurkú működése állandó szinten tartja a motor fordulatszámát, még bemeneti és terhelési zavarok esetén is.
VFD-k működése
A változó frekvenciájú hajtás két fő jellemzője az állítható sebesség és a lágy indítás / leállítás képességek. Ez a két funkció teszi a VFD-t egy erős vezérlővé az AC motorok vezérléséhez. A VFD főleg négy szakaszból áll: egyenirányító, köztes egyenáramú összeköttetés, inverter és vezérlő áramkör.
VFD-k működése
Egyenirányító:
Ez a változtatható frekvenciájú hajtás első lépcsője. A hálózatról táplált váltóáramot egyenárammá alakítja. Ez a szakasz lehet egyirányú vagy kétirányú az alkalmazott alkalmazás alapján, mint például a motor négykvadráns működése. Diódákat, SCR-eket, tranzisztorokat és más elektronikus kapcsolóeszközöket használ.
Diódák használata esetén az átalakított egyenáramú energia nem szabályozott kimenet az SCR használata közben, az egyenáramú kimenő teljesítményt a kapu vezérli. A háromfázisú átalakításhoz legalább hat diódára van szükség, így az egyenirányító egység hat impulzus konverternek számít.
DC busz:
Az egyenirányító szakaszból származó egyenáramot az egyenáramú összeköttetésre vezetik. Ez a szakasz kondenzátorokból és induktivitásokból áll, hogy kisimítsa a hullámokat és tárolja az egyenáramot. Az egyenáramú kapcsolat fő funkciója az egyenáramú energia fogadása, tárolása és leadása.
Inverter:
Ez a szakasz olyan elektronikus kapcsolókat tartalmaz, mint a tranzisztorok, tirisztorok, IGBT, stb. Ez egyenáramot kap az egyenáramú összeköttetésből, és átalakítja váltóárammá, amelyet a motorhoz juttatnak. Használja modulációs technikák tetszik impulzus szélesség moduláció a kimeneti frekvencia változtatása az indukciós motor fordulatszámának szabályozásához.
Vezérlő áramkör:
Ez egy mikroprocesszor egységből áll, és különféle funkciókat lát el, például vezérlést, a hajtás beállításainak konfigurálását, a hibakörülményeket stb összekötő kommunikációs protokollok . Visszajelzési jelet kap a motortól, mint aktuális fordulatszám-referenciát, és ennek megfelelően szabályozza a feszültség és a frekvencia arányát a motor fordulatszámának szabályozásához.
VFD implementációs alkalmazás
VFD implementációs alkalmazás
A VFD-t az alább megadott mikrokontroller áramkör is megvalósíthatja. A VFD-hez hasonlóan egyenirányító szakaszból, szűrésből, majd inverter szakaszból áll. Itt az inverter szakasz megkapja a programozott mikrovezérlő impulzusait, hogy változó feszültséget és frekvenciát adjon a terhelésnek. Ezt a projektet egyfázisúnak nevezik háromfázisú átalakítóra az SVPWM használatával a váltakozó feszültség és frekvencia vezérlése a terhelésen
A VFD alkalmazása
A VFD alkalmazása az AC motor fordulatszám-szabályozása cyclo konverterekkel .
A hálózati feszültség az egyenirányító áramkörbe kerül, amely a rögzített váltakozó áramot állandó DC-vé alakítja. A három láb konverter két diódából áll, amelyek párhuzamosan vannak összekapcsolva az egyes fázisokhoz, úgy hogy az egyik dióda akkor vezet, ha az adott fázis viszonylag pozitív vagy negatív.
A VFD alkalmazása
Az egyenirányító által generált impulzusos egyenfeszültséget az egyenáramú kapcsoló áramkörre vezetik. Ez a köztes áramkör induktivitásokat és kondenzátorokat tartalmaz. A pulzáló DC-t a hullámtartalom csökkentésével szűri, és az egyenáramú energiának állandó szintet ad.
Annak érdekében, hogy változó feszültséget és változó frekvenciát biztosítson a motor számára, az egyenáramú összeköttetésből származó egyenáramot inverterrel változó váltakozó áramúvá kell alakítani. Az inverter IGBT-kből áll, mint kapcsolóeszközökből, amelyeket a PWM technika vezérel.
Az egyenirányító áramkörhöz hasonlóan az inverter kapcsolók is két csoportba tartoznak, mint pozitív és negatív. Pozitív oldal Az IGBT felelős az inverter kimeneténél a pozitív impulzusért, az IGBT negatív oldalért pedig a negatív impulzusért. Tehát a kapott kimenet egy váltakozó áram, amelyet a motorra vezetnek.
A kapcsolási periódus változtatása egyszerre szabályozza a feszültséget és a frekvenciát az inverterben. A modern VFD a legújabb vezérlési technikákat használja, mint például a skalár, a vektor és a közvetlen nyomatékvezérlés az inverter kapcsolóinak vezérlésére a változó teljesítmény elérése érdekében.
A VFD kimeneti hullámformái
A fenti ábra azt mutatja, hogy a feszültség és a frekvencia hogyan változik egy változó frekvenciájú hajtással. Például az AC 480V, 60Hz tápellátást táplálják a VFD-re, amely változtatja a jel feszültségét és frekvenciáját a sebesség szabályozása érdekében.
A frekvencia csökkenésével a motor sebessége is csökken. A fenti ábrán a motorra alkalmazott átlagos teljesítmény csökken, miközben csökken a feszültség és a frekvencia is, feltéve, hogy e két paraméter aránya állandó.
A VFD előnyei
VFD csatlakozik a motorhoz
A változtatható frekvenciájú meghajtók nem csak állítható fordulatszámot kínálnak a pontos és precíz vezérlési alkalmazásokhoz, hanem több előnnyel járnak a folyamatirányítás és energiamegmaradás . Ezek közül néhányat az alábbiakban adunk meg.
Energiatakarékos
Az energia több mint 65% -át az ipari motorok fogyasztják. Mind a nagyság, mind a frekvencia szabályozási technika a fordulatszám változtatásához kevesebb energiát fogyaszt, ha a motor változtatható sebességet igényel. Tehát nagy mennyiségű energiát takarítanak meg ezek a VFD-k.
Zárt hurkú vezérlés
A VFD lehetővé teszi a motor fordulatszámának pontos pozícionálását azáltal, hogy folyamatosan összehasonlítja a referencia sebességgel, még a terhelési viszonyok és a bemeneti zavarok, például a feszültségingadozások változása esetén is.
• Korlátozza a kezdő áramot
Az indukciós motor felveszi az áramot, amely az indításkor a névleges áram 6-8-szorosa. A hagyományos indítókhoz képest a VFD-k jobb eredményeket adnak, mert alacsony frekvenciát biztosítanak az indításkor. Az alacsony frekvencia miatt a motor kevesebb áramot vesz fel, és ez az áram soha nem haladja meg a névleges névleges értéket indításkor és üzem közben.
• Sima működés
Sima működést kínál az indításkor és a leállításnál, valamint csökkenti a motorok és a szíjhajtások hő- és mechanikai igénybevételét.
Nagy teljesítménytényező
A beépített teljesítménytényező-korrekciós áramkör a VFD egyenáramú összeköttetésében csökkenti a további teljesítménytényező-korrekciós eszközök szükségességét.
Az indukciós motor teljesítménytényezője nagyon alacsony különösen terhelés nélküli alkalmazásoknál, míg teljes terhelés esetén 0,88–0,9. Az alacsony teljesítménytényező a nagy reaktív veszteségek miatt az energia rossz kihasználását eredményezi.
Egyszerű telepítés
Az előre beprogramozott és gyárilag vezetékes VFD-k egyszerű módot kínálnak a csatlakoztatásra és a karbantartásra.
Remélem, hogy cikkünkben pontos és bőséges ismeretekkel látták el a VFD-k működését. Köszönjük, hogy értékes idejét töltötte. Van egy egyszerű feladatunk az Ön számára - Melyek a különféle VFD-k? Kérjük, adja meg válaszait az alábbi megjegyzés részben. Ha bármilyen kérdése van ezzel a témával vagy az elektromos és elektronikus projektek Az alábbi megjegyzés szakaszban megoszthatja a cikkel kapcsolatos véleményeit és javaslatait.
Fotóhitelek
Változó frekvenciás meghajtók emainc
A VFD alapvető részei gépi tervezés
A VFD működése cfnewsads
A VFD kimeneti hullámformái vfds
A motorhoz VFD csatlakozik cfnewsads
