Преобразователи на честоти - Видове, принцип на действие, електрически схеми

Роторът на всеки електродвигател задвижва от сили, причинени от въртящо се електромагнитно поле във вътрешността на намотката на статора. неговата скорост на оборотите обикновено се определя индустриална честотата на мрежата.

Стойността му по подразбиране е 50 херца петдесет включва голови периоди на трептене в рамките на една секунда. В една минута техният брой се увеличава с 60 пъти и е 50x60 = 3000 оборота в минута. Същият брой пъти роторът се завърта от приложна електромагнитно поле.

Ако степента на промяна на мрежовата честота прилага към статора, е възможно да се регулира скоростта на ротора и свързан към него устройство. Този принцип е в основата на контрола на двигателя.

Видове честотни преобразуватели

По проект, честотни преобразуватели са:

1. тип индукция;

Асинхронни двигатели, изпълнени в съответствие с ротор схема рана и работи в режим на генератор, са представителни за първия вид. Те работят при ниска ефективност и са наблюдавали малко ефективна. Поради това, те не са широко използвани в производството на, и се използват много рядко.

електронен процес преобразуване на честотата позволява плавно регулиране на инерцията двете асинхронни и синхронни машини. По този начин един от двата принципа за контрол може да се прилага:

1. характеристика на скорост на въртене на предварително определената зависимост от честотата (V / е);

2. Метод за контрол на вектора.

Първият метод е най-простият и не толкова съвършен, а вторият се използва за прецизно регулиране на скоростите на въртене, отговорен промишлено оборудване.

Характеристики на управлението на вектора на преобразуване на честотата

Разликата на този метод е взаимодействието, ефектът на устройството за контрол инвертор за "пространствен вектор" на магнитния поток на въртящ поле ротор честота.

Алгоритми за конвертори, съгласно този принцип са два начина:

1. безсензорно контрол;

Първият метод се основава на определянето на определена последователност в зависимост от редуване на широчинно-импулсна модулация (PWM) инвертор за предварително определени алгоритми. Амплитудата и честотата на напрежението на изхода на преобразувателя се регулира от фиша и товарния ток, но без използването на обратна връзка за оборотите на ротора.

Този метод се използва при управление на няколко двигателя, свързани в паралел с инвертора. Potokoregulirovanie контрол означава операционна течения в двигателя с разлагането на активни и реактивни компоненти и да се направят корекции в работата на преобразувателя за показване на амплитуда, честота и ъгъл за векторите на изходното напрежение.

Това ще подобри точността на двигателя и увеличи своя граничен контрол. potokoregulirovaniya Application подобрява устройства, работещи при ниска скорост с високи динамични натоварвания, като например устройство за повдигане на кран или ликвидация индустриални машини.

Използването вектор технология дава възможност за динамично регулиране на въртящия момент на асинхронни трифазни двигатели.

Опростена електрическа схема на индукционен двигател може да бъде представен от следните изгледи.

В намотките на статора с активен X1 R1 и индуктивни съпротивления прилага напрежение U1. Това е, преодолявайки съпротивлението на въздушния процеп Хб, трансформиран в роторна намотка, вкарвайки на ток в него, който преодолява съпротивлението.

Векторна диаграма на еквивалентната верига

Изграждането му помага да разберем процесите, които протичат във вътрешността на асинхронен двигател.

статорния ток енергия се разделя на две части:

iμ - potokoobrazuyuschuyu акции;

IW - компонент на въртящия момент.

Роторът има вътрешно съпротивление R2 / и, в зависимост от приплъзване.

За безсензорно контрол се измерват:

Техните стойности се изчисляват:

iμ - potokoobrazuyuschuyu текущата компонент;

IW - стойността на въртящия момент.

Алгоритъмът за изчисляване на вече установени с електронен еквивалент схема на асинхронен двигател с настоящите регулатори, като се отчита условията насищане на електромагнитното поле и магнитни загуби на енергия в стоманата.

И двете от тези компоненти на настоящите вектори, които се различават в ъгъл и амплитуда, се въртят заедно с ротора координатна система (# 969) и преведена в системата определена ориентация на статора (# 945;, # 946).

Съгласно този принцип, да коригирате параметрите на инвертора за асинхронен двигател натоварване.

Принципът на работа на честотния инвертор

В основата на това устройство, което също се нарича инвертор, включени двойна смяна мрежа за доставка на форма на вълната.

На първо място, електрическа енергия се подава към токоизправител блок за захранване с диоди мощни, които почистват синусоидални хармоници, но напускат пулсация сигнал. За да се премахне тях е снабден с банка индуктивност кондензатор (LC-филтър), осигурявайки стабилна, гладка форма на отстранени напрежение.

След това сигналът е въвеждане на честотния преобразувател, който е трифазен мост верига от шест мощност транзистори са IGBT или MOSFET серия с диоди защита срещу повреда напрежение на обратна полярност. По-рано използвани за тази цел тиристори не разполагат с достатъчно скорост и работа с големи смущения.

За да активирате режим "спиране" на мотора веригата може да се настрои с мощен транзистор контролирани резистор разсейва енергия. Този метод позволява да се отстранят стрес, генериран от двигателя за защита филтър кондензатор надценка и щети.

метод на контрол на вектора позволява създаването на честотен преобразувател верига, извършване на SAD автоматизираните системи за контрол на сигнала. За тази цел, системата за контрол на:

2. ШИМ (ширина симулация).

амплитуда контрол метод, базиран на промяната на входното напрежение и PWM - алгоритъм за превключване мощност транзистори с постоянно входно напрежение.

Когато контролиране сигнал се генерира PWM модулация период когато статора намотка е свързан чрез строга последователност на положителни и отрицателни терминали на токоизправителя.

Тъй като честотата на осцилатор часовник е доста висок и в диапазона от 2 ÷ 15 кХц, в намотката на двигателя като индуктивно съпротивление, се извършва преди заглаждането на хармоници нормален вид.

методи за контрол PWM дава възможност за максимална загуба на енергия и осигуряват висока ефективност на преобразуване поради едновременното контрола на честота и амплитуда. Те са станали достъпни, благодарение на развитието на технологиите за управление на захранването за заключване тиристори GTO серия или биполярни марки IGBT транзистори, имащи изолиран порта.

Принципите на включване на двигателя на трифазен е показано на картинката.

Всяка от шестте IGBT-транзистор V1 ÷ 6 е свързан чрез насрещно паралелно веригата си обратен ток диод D1 ÷ 6. Така през силовата верига на всеки транзистор простира активен ток асинхронен двигател и реактивен компонент е насочен през диоди.

За да се елиминира влиянието на външни електрически смущения в работата на инвертора и двигателя в конвертор верига дизайн честота може да бъде включена филтър за шум. ликвидирани:

предизвикани електрически разряди работното оборудване.

Техният външен вид показва, контролера и се използва за намаляване на ефектите екранирани кабели между двигателя и инвертор изходни терминали.

За да се подобри точността на асинхронни двигатели в контролната верига на честотни преобразуватели, включват:

Input комуникационен интерфейс с разширени функции;

Led-информационен дисплей, показващ основните изходните параметри;

спирачка хеликоптер и интегриран EMC филтър;

верига охлаждаща система на базата на високо ресурс разпенващ фен;

функция на двигателя за загряване от DC и някои други функции.

Работна връзка верига

Конвертори на честоти са проектирани да работят с единични или трифазни мрежи. Въпреки това, ако има промишлен източник DC с напрежение от 220 волта, от тях също могат да се захранват инвертори.

Трифазни модели са изчислени на напрежение на мрежата от 380 волта и ги извежда до двигателя. инвертори еднофазни се захранва от 220 волта и изходите на три разположени фази време.

Окабеляване инвертор към двигателя може да се извършва в съответствие с схеми:

Намотките ще "звезда" за преобразувателя захранва от 380 волта трифазен мрежа.

По схемата за "триъгълник" са събрани намотка на двигателя, когато доставките си на конвертор е свързан с еднофазен 220 волта.

Изборът на метод за свързване на електрически двигател за честотния конвертор е необходимо да се обърне внимание съотношение капацитет за, което може да се създаде работещ двигател във всички режими, включително и бавно натоварено старта, с капацитет на инвертор.

Вие не можете да постоянно претоварване на инвертора и малък запас от неговата мощност ще му гарантира дълга и безпроблемна работа.