Kas yra VFD pavaros grandinė: jos veikimas, tipai ir programos

Pasaulyje yra daugybė gamyklų ir gamyklų, naudojančių kitokio tipo didelės galios variklius. Dėl didelio energijos suvartojimo gamyklos ir gamyklos galiausiai moka dideles sąskaitas už energiją. Siekiant įveikti didelį energijos suvartojimą ir padidinti efektyvumą, VFD buvo pristatytas prieš keturis dešimtmečius, tačiau grandinė nebuvo pakankamai stipri.

VFD yra trumpoji kintamo dažnio pavaros arba reguliuojamo dažnio pavaros forma. Dažnis lemia variklio apsisukimus ir valdant kintamosios srovės dažnį, galima valdyti variklio apsisukimus. Elektronikos ir elektros rinkoje yra įvairių tipų VFD, pradedant nuo mažų variklių pritaikymo ir baigiant didelio galingumo asinchroniniais varikliais. Be trifazių VFD, taip pat yra vienos fazės VFD.

VFD grandinė ir jos veikimas

VFD grandinė susideda iš trijų dalių.

1. Lygintuvo skyrius

2. Filtro skyrius

3. Perjungimo arba keitiklio sekcija.

Žemiau esančiame paveikslėlyje trys skyriai parodyti bloko schemoje. Tai yra pagrindinė trifazio VFD grandinės blokinė schema.

VFD grandinės lygintuvo skyrius

lygintuvo skyriuje naudojami 6 diodai. Diodai D1, D2 ir D3 yra prijungti prie teigiamo bėgio, o diodai D4, D5 ir D6 - su neigiamuoju bėgiu. Tie 6 diodai veikia kaip diodinis tiltas, kuris paverčia trifazį kintamosios srovės signalą į vieną nuolatinės srovės bėgį. Trifaziai R, B ir Y yra sujungti per diodą. Priklausomai nuo sinusinės bangos poliškumo, diodai į priekį nukreipiami į priekį arba atvirkščiai, taip užtikrinant teigiamą arba neigiamą impulsą tiek teigiamame, tiek neigiamame bėgyje.

Norėdami sužinoti daugiau apie lygintuvo veikimą, tiesiog spustelėkite nuorodą.

VFD grandinės filtro skyrius

Kaip žinome, standartiniai lygintuvo diodai tik keičia kintamosios srovės signalą į nuolatinę, tačiau išėjimo nuolatinės srovės signalas nėra pakankamai sklandus, nes su juo taip pat siejami nuo dažnio priklausantys kintamosios srovės signalai. Norint ištaisyti kintamosios srovės bangas ir užtikrinti sklandų nuolatinės srovės išėjimą, reikalingi tam tikri bangų atmetimo filtrai. Standartinis filtro komponentas yra naudoti skirtingo tipo didelius kondensatorius ir induktorius. Filtro skyriuje daugiausia kondensatorius filtruoja kintamosios srovės bangas ir užtikrina sklandų nuolatinės srovės išėjimą.

Kai kuriais atvejais, norint sumažinti įėjimo kintamą triukšmą ir harmoniką, naudojami ir kitokio tipo filtrai.

VFD grandinės perjungimo arba keitiklio skyrius

Perjungimo arba keitiklio skyrius paverčia nuolatinę įtampą į kintamą. Šiame skyriuje naudojami įvairių tipų elektroniniai jungikliai, pradedant didelės galios tranzistoriais, IGBT ar MOSFET. Jungikliai greitai įjungiami arba išjungiami, o apkrova gauna pulsuojančią įtampą, labai panašią į kintamą. Išėjimo dažnis yra proporcingas perjungimo greičiui. Didelis perjungimo dažnis suteikia aukšto dažnio išvestį, o mažas perjungimo greitis - žemo dažnio išėjimą.

Skirtingi VFD tipai

Priklausomai nuo to, kaip VFD paverčia kintamą energiją į nuolatinę galią ir ištaisys, rinkoje yra kitų tipų VFD.

Pagrindinės trys VFD rūšys yra VSI , CSI ir PWM .

VSI tipo VFD

VSI reiškia įtampos šaltinio keitiklį. Tai yra labiausiai paplitęs kintamo dažnio tvarkyklių tipas. Šio tipo VFD yra paprastas diodinis tiltas, skirtas kintamosios srovės signalui paversti nuolatine, o energijai kaupti naudojamas kondensatorius. Inverterio perjungimo grandinė naudoja kondensatoriuje sukauptą energiją ir užtikrina išėjimą.

Privalumas

1. Jis turi gerą greičio diapazoną.

2. Keli variklio valdymo įrenginiai. Su vienu VSI tipo VFD galima prijungti kelis variklius.

3. Paprastas dizainas.

4. Tai ekonomiškai naudinga nuo gamybos ir montavimo pusės.

Trūkumai

1.Due į cogging poveikį, apkrova variklis veido trūkčiojimas metu paleisti ir sustabdyti situaciją.

2. Išvestis suteikia įvairių tipų harmonikų ir triukšmo.

3. Jei variklio greitis yra kontroliuojamas arba greitis yra sumažintas, bendras galios koeficientas yra apsunkintas, o tai lemia prastą galios koeficientą.

CSI tipo VFD

CSI reiškia dabartinį šaltinio keitiklį. VSI tipo VFD yra suprojektuoti taip, kad galėtų užtikrinti sklandų įtampos išėjimą, priklausomai nuo kintamo dažnio diapazono, tačiau CSI tipo VFD konstrukcija priklauso nuo srovės, o ne nuo įtampos. Be to, CSI atveju vietoj diodinio tilto lygintuvo naudojamas SCR tilto keitiklis. Išėjimo energija filtruojama naudojant nuoseklius induktorius kaip kondensatorių alternatyvą sklandžiai srovės išvedimui. CSI tipo VFD veikia taip pat, kaip ir nuolatinės srovės generatorius. Vietoj kvadratinės įtampos bangos CSI tipo VFD gali užtikrinti kvadratinę srovės bangą.

Privalumas

1. Patikimas tada VSI tipo VFD.

2. Palaikykite didesnės galios asinchroninius variklius, kai VSI nėra tinkamas pasirinkimas.

3. Paprastas dizainas.

4. Geros regeneravimo galimybės.

Trūkumai

1. Bendras galios koeficientas yra prastas, ypač esant mažam sūkių skaičiui.

2. Yra užsikimšimo efektas, kuris važiuojant gali vibruoti variklio veleną.

3. Jis netinka kelių variklių darbui atsižvelgiant į VSI.

PWM tipo VFD

Tai patobulinta ir modifikuota VSI tipo VFD versija. PWM reiškia pulso pločio moduliavimą. Naudojant PWM techniką, VFD gali užtikrinti stabilų įtampos išėjimą palaikomą dažnio santykiu. Konstrukcija naudoja diodinį tiltą, kad kintamosios srovės signalą ištaisytų į nuolatinės srovės signalą. Perjungimo grandinė kontroliuoja darbo ciklą kintamu dažnių diapazonu. PWM išėjimui reguliuoti naudojamas papildomas reguliatorius, užtikrinantis stabilią ir tinkamą įtampą ir srovę į apkrovą.

Privalumas

1. Nėra užsikimšimo ar trūkčiojančio poveikio.

2. Platus greičio ir valdymo diapazonas.

3. Sudarykite skirtingo tipo apsaugos grandines.

4. Nuolatinis galios koeficientas.

5. Sukelkite labai didelį efektyvumą.

6. Energijos vartojimo efektyvumas.

Trūkumai

1. Sudėtingas dizainas.

2. Kompleksinis įgyvendinimas.

3. Reikalinga papildoma aparatūra.

4. Garsinis triukšmo generavimas vairuotojo grandinėje.

5. Brangus sprendimas.

Kaip pasirinkti VFD mano programai?

Norint pasirinkti tinkamus VFD konkrečiai programai, reikia gerai suprasti apkrovą. Skirtingi variklių tipai sukuria skirtingus sukimo momentus. Kai kuriais atvejais sukimo momentas yra būtinas, o kitose - sukimo momentas. Taip pat variklio apkrova yra lemiamas variklio specifikacijos veiksnys, daugiausia galia.

Norėdami pasirinkti tinkamą VFD tinkamam pritaikymui, turime įvertinti arba atsižvelgti į šiuos dalykus.

1. Variklio arklio galia

2. Sąnaudos

3. VFD ir variklių veikimo aplinka

4. Vienfazis arba trifazis

5. Vienas VFD su vienu varikliu arba vienas VFD su keliais varikliais

6. Papildomų valdymo funkcijų reikalavimai

VFD pranašumai

Yra daugybė priežasčių, kodėl VFD yra populiarus vartotojo pasirinkimas, kai kiti valdikliai yra lengvai prieinami. Svarbiausia VFD populiarumo priežastis yra mažos energijos vartojimo galimybės ir pradinės sąrankos išlaidos. VFD siūlo didelį energijos vartojimo efektyvumą, išskyrus bet kokius to paties segmento valdiklius. Dėl šios priežasties didelių gamyklų ir gamyklų, kur reikalingi didesni arklio galios varikliai, VFD siūlo mažai energijos, taigi sumažėja sąskaitos už energiją suma ir suteikiamos taupymo galimybės.

VFD riboja įsiurbimo srovę variklio paleidimo ir sustabdymo metu, o tai taip pat sumažina įsiurbimo apkrovą tiekimo linijoje, taip pat užtikrina brangių variklių saugumo ribą.

Išskyrus aukščiau nurodytus pranašumus, VFD gali sumažinti sistemos priežiūros išlaidas. Nereikia jokių papildomų brangių elektros jungčių ir valdymo operacijų. Yra galimybių sujungti kelis variklius, kuriuos galima valdyti naudojant vieną VFD, o tai dar labiau sumažina papildomas sistemos sąrankos išlaidas.

VFD trūkumai

Nepaisant minėtų privalumų, yra keletas trūkumų, susijusių su VFD sistema. Pagrindinis VFD sistemos trūkumas yra pradinė sąranka. Gamyklai ar gamyklai, kur reikia valdyti kelis didelio galingumo variklius naudojant VFD, reikia didelių investicijų.

Be to, VFD sukelia variklių šildymą ir jiems reikia specialios variklių konstrukcijos. Konstrukcijai reikalingi specialūs variklių izoliacijos tipai, taip pat varikliai turi būti nurodyti inverterio reitingui.

Kitas didelis VFD trūkumas yra tas, kad pagrindinė elektros energijos tiekimo linija yra labai sutrikusi iškraipant, linijos įpjovus harmoniką. Dėl šios priežasties kiti įrenginiai, prijungti toje pačioje elektros linijoje, veikimo metu taip pat sutrinka.

Tačiau pažanga šiuolaikinėje puslaidininkių pramonėje labai pagerino šiuolaikinių VFD sistemų konstrukciją. Prieš kietojo kūno prietaisų erą rotacinės mašinos yra pagrindinis komponentas, naudojamas gaminant VFD. Šiuolaikiniu mikroprocesorių laikais VFD yra įrengtos įvairios apsaugos priemonės, tokios kaip nepakankamas įtampa, viršįtampis, šiluminė apsauga nuo perkrovos ir kt., Tinkamos valdymo priemonės. Variklių taikymas pramonėje lemia 25% viso pasaulio elektros energijos suvartojimo, kurį galima efektyviai valdyti naudojant VFD.