Kas ir VFD piedziņas ķēde: tā darbība, veidi un pielietojums

Pasaulē ir daudz rūpnīcu un rūpnīcu, kas izmanto cita veida lieljaudas motorus. Lielā enerģijas patēriņa dēļ rūpnīcas un rūpnīcas galu galā maksā lielu rēķinu par enerģiju. Lai pārvarētu lielo enerģijas patēriņu un palielinātu efektivitāti, VFD tika ieviests pirms četrām desmitgadēm, taču shēma nebija pietiekami spēcīga.

VFD ir mainīgas frekvences diska vai regulējama frekvences piedziņas īsā forma. Frekvence nosaka motora apgriezienu skaitu, un, kontrolējot maiņstrāvas frekvenci, var kontrolēt motora apgriezienus. Elektronikas un elektrotehnikas tirgū ir pieejami dažāda veida VFD, sākot no maziem motoriem līdz lieljaudas asinhronajiem motoriem. Izņemot trīsfāžu VFD, ir pieejami arī vienfāzes VFD.

VFD ķēde un tās darbība

VFD ķēde sastāv no trim daļām.

1. Taisngrieža sadaļa

2. Filtra sadaļa

3. Komutācijas vai invertora sekcija.

Zemāk esošajā attēlā trīs sadaļas ir parādītas blokshēmas iekšpusē. Šī ir trīsfāžu VFD ķēdes pamata shēma.

VFD ķēdes taisngrieža sadaļa

taisngrieža sadaļā tiek izmantotas 6 diodes. Diodes D1, D2 un D3 ir savienotas ar pozitīvo sliedi un diode D4, D5 un D6 ir savienotas ar negatīvo sliedi. Šīs 6 diodes darbojas kā diodes tilts, kas pārveido trīsfāžu maiņstrāvas signālu vienā DC sliedē. Trīsfāžu R, B un Y ir savienoti pa diode. Atkarībā no sinusoidālā viļņu polaritātes, diodes tiek virzītas uz priekšu vai atpakaļgaitā, tādējādi nodrošinot pozitīvu vai negatīvu impulsu gan pozitīvajā, gan negatīvajā sliedē.

Lai uzzinātu vairāk par taisngrieža darbību, vienkārši noklikšķiniet uz saites.

Filtrs sekcija VFD ķēdē

Kā mēs zinām, standarta taisngrieža diodes tikai pārveido maiņstrāvas signālu par līdzstrāvu, bet izejas līdzstrāvas signāls nav pietiekami gluds, jo ar to ir saistīti arī no frekvences atkarīgi maiņstrāvas viļņi. Lai izlīdzinātu maiņstrāvas pulsāciju un nodrošinātu vienmērīgu līdzstrāvas izvadi, ir nepieciešami daži pulsācijas noraidīšanas filtri. Filtra standarta sastāvdaļa ir dažāda veida lielu kondensatoru un induktoru izmantošana. Filtra sadaļā galvenokārt kondensators filtrē maiņstrāvas pulsāciju un nodrošina vienmērīgu līdzstrāvas izvadi.

Dažos gadījumos tiek izmantoti arī cita veida filtri, lai samazinātu ieejas maiņstrāvas trokšņus un harmonikas.

VFD shēmas komutācijas vai invertora sadaļa

Komutācijas vai invertora sekcija pārveido līdzstrāvu par maiņstrāvu. Šajā sadaļā tiek izmantoti dažāda veida elektroniskie slēdži, sākot no lieljaudas tranzistoriem, IGBT vai MOSFET. Slēdži tiek ātri ieslēgti vai izslēgti, un slodze saņem pulsējošu spriegumu, kas ir ļoti līdzīgs maiņstrāvai. Izejas frekvence ir proporcionāla komutācijas ātrumam. Augsts komutācijas ātrums nodrošina augstas frekvences izvadi, savukārt zems komutācijas ātrums nodrošina zemas frekvences izvadi.

Dažādi VFD veidi

Atkarībā no tā, kā VFD pārveido maiņstrāvu par līdzstrāvu un veic labošanu, tirgū ir pieejami citi VFD veidi.

Galvenie trīs VFD veidi ir VSI , CSI un PWM .

VSI tipa VFD

VSI apzīmē sprieguma avota invertoru. Šis ir visizplatītākais mainīgās frekvences draiveru veids. Šāda veida VFD tiek izmantots vienkāršs diodes tilts, lai pārveidotu maiņstrāvas signālu par līdzstrāvu, un enerģijas uzkrāšanai tiek izmantots kondensators. Invertora komutācijas ķēde izmanto kondensatorā uzkrāto enerģiju un nodrošina izeju.

Priekšrocība

1. Tam ir labs ātruma diapazons.

2. Vairākas motora vadības iekārtas. Ar vienu VSI tipa VFD var savienot vairākus motorus.

3. Vienkāršs dizains.

4. Tas ir rentabli no ražošanas un uzstādīšanas puses.

Trūkumi

1.Due uz cogging efektu, krava motors sejas saraustītas sāktu un apturētu situācijas laikā.

2. Izeja nodrošina dažāda veida harmonikas un trokšņus.

3. Ja motora ātrums tiek kontrolēts vai ātrums tiek samazināts, kopējais jaudas koeficients lielā mērā tiek kavēts, kā rezultātā slikts jaudas koeficients.

CSI tipa VFD

CSI nozīmē pašreizējo avota invertoru. VSI tipa VFD ir konstruēti tā, lai tas varētu nodrošināt vienmērīgu sprieguma izvadi atkarībā no mainīgā frekvenču diapazona, bet CSI tipa VFD konstrukcija ir atkarīga no strāvas, nevis sprieguma. Arī CSI gadījumā diode tilta taisngrieža vietā tiek izmantots SCR tilta pārveidotājs. Izejas enerģija tiek filtrēta, izmantojot virknes induktorus kā kondensatoru alternatīvu vienmērīgai strāvas izejai. CSI tipa VFD darbojas tāpat kā pastāvīgas strāvas ģenerators. Sprieguma kvadrātveida viļņa vietā CSI tipa VFD spēj nodrošināt strāvas kvadrātveida vilni.

Priekšrocība

1. Pēc tam uzticami VSI tipa VFD.

2. Atbalstiet lielākas jaudas asinhronos motorus, ja VSI nav piemērota izvēle.

3. Vienkāršs dizains.

4. Labas reģenerācijas iespējas.

Trūkumi

1. Kopējais jaudas koeficients ir slikts, īpaši ar mazu apgriezienu skaitu minūtē.

2. Pārslodzes efekts pastāv un var vibrēt motora vārpstu, braucot.

3. Tas nav piemērots vairāku motoru darbībai attiecībā uz VSI.

PWM tipa VFD

Šī ir uzlabota un modificēta VSI tipa VFD versija. PWM nozīmē pulsa platuma modulāciju. Izmantojot PWM tehniku, VFD spēj nodrošināt stabilu sprieguma izvadi ar frekvences attiecību. Konstrukcijā tiek izmantots diodes tilts, lai labotu maiņstrāvas signālu līdzstrāvas signālā. Pārslēgšanas ķēde kontrolē darba ciklu mainīgā frekvenču diapazonā. PWM izejas regulēšanai tiek izmantots papildu regulators, lai nodrošinātu stabilu un pareizu slodzes spriegumu un strāvu.

Priekšrocība

1. Nav aizsērēšanas vai saraustīšanas efekta.

2. Plašs ātruma un vadības diapazons.

3. sastāv no dažāda veida aizsardzības ķēdēm.

4. Pastāvīgs jaudas koeficients.

5. Izraisīt ļoti augstu efektivitāti.

6. Enerģijas ziņā efektīva.

Trūkumi

1. Komplekss dizains.

2. Komplekss attiecībā uz ieviešanu.

3. Nepieciešama papildu aparatūra.

4. Dzirdama trokšņa radīšana vadītāja ķēdē.

5. Dārgs risinājums.

Kā manai lietojumprogrammai izvēlēties VFD?

Lai konkrētai lietojumprogrammai izvēlētos pareizos VFD, ir nepieciešama laba kravas izpratne. Dažādi motoru veidi rada dažāda veida griezes momentu. Dažos gadījumos ir nepieciešams pastāvīgs griezes moments, turpretī citos gadījumos griezes moments ir jākontrolē. Arī motora slodze nosaka motora specifikācijas faktoru, galvenokārt jaudu.

Lai izvēlētos piemērotu lietošanai piemērotu VFD, mums jānovērtē vai jāapsver šādas lietas.

1. Motora jauda

2. Izmaksas

3. VFD un motoru darbības vide

4. Viena fāze vai trīs fāzes

5. Viens VFD ar vienu motoru vai viens VFD ar vairākiem motoriem

6. Papildu vadības funkciju prasības

VFD priekšrocības

Ir daudz iemeslu, kāpēc VFD ir populāra izvēle patērētājiem, ja citi kontrolieri ir viegli pieejami. Vissvarīgākais VFD popularitātes iemesls ir zemās enerģijas patēriņa iespējas un sākotnējās iestatīšanas izmaksas. VFD piedāvā augstu efektivitāti enerģijas patēriņa ziņā, izņemot jebkuras kontrollera ierīces tajā pašā segmentā. Tādēļ lielu rūpnīcu un rūpnīcu gadījumā, kur nepieciešami lielāki zirgspēku motori, VFD piedāvā zemu enerģijas patēriņu, tādējādi samazinot enerģijas rēķina summu un nodrošinot izmaksu ietaupīšanas iespējas.

VFD ierobežo ieslēgšanas strāvu motora iedarbināšanas un apstāšanās laikā, kas arī samazina ieslēgšanas slodzi padeves līnijā, kā arī nodrošina drošības rezervi dārgajiem motoriem.

Izņemot iepriekš minētās priekšrocības, VFD var samazināt sistēmas uzturēšanas izmaksas. Nav nepieciešamas papildu dārgas elektriskās pieslēgšanas un vadības darbības. Ir iespējas savienot vairākus motorus, kurus var vadīt, izmantojot vienu VFD, kas vēl vairāk samazina papildu sistēmas iestatīšanas izmaksas.

VFD trūkumi

Tomēr, neskatoties uz iepriekšminētajām priekšrocībām, ir daži trūkumi, kas saistīti arī ar VFD sistēmu. Galvenais VFD sistēmas trūkums ir sākotnējais iestatīšanas ieguldījums. Rūpnīcai vai rūpnīcai, kur vairāki lieljaudas motori jākontrolē, izmantojot VFD, nepieciešami lieli ieguldījumi.

Arī VFD izraisa motora apkuri, un tam nepieciešama īpaša motora konstrukcija. Konstrukcijai ir nepieciešami īpaši motora izolācijas veidi, kā arī motori ir jāprecizē lietošanai ar invertoru.

Cits būtisks VFD trūkums ir tas, ka galvenā avota elektropārvades līnija ir ļoti traucēta ar izkropļojumiem, līnijas robotu harmoniku. Tādēļ darbības apstākļos tiek traucētas arī citas vienā un tajā pašā elektrolīnijā pievienotās ierīces.

Tomēr mūsdienu pusvadītāju nozares attīstība ir ļoti uzlabojusi moderno VFD sistēmu konstrukciju. Pirms cietvielu ierīču laikmeta rotējošās mašīnas ir galvenā sastāvdaļa, ko izmanto VFD izgatavošanai. Mūsdienu mikroprocesoru laikmetā VFD ir aprīkoti ar visu veidu aizsardzību, piemēram, nepietiekamu spriegumu, pārspriegumu, termiskās pārslodzes aizsardzību utt., Ar atbilstošām vadības iespējām. Motora pielietojums nozarē ir atbildīgs par 25% no pasaules elektroenerģijas patēriņa, ko var efektīvi kontrolēt, izmantojot VFD.