Gaminame ir parduodame dažnio keitiklius:
Dažnio keitiklių kainos (2016-01-21):
Dažnio tvarkyklės viena fazė iš trijų:
Modelio galios kaina
CFM110 0,25 kW 2300 UAH
CFM110 0,37 kW 2400 UAH
CFM110 0,55 kW 2500 UAH
CFM210 1,0 kW 3200 UAH
CFM210 1,5 kW 3400 UAH
CFM210 2,2 kW 4000 UAH
CFM210 3,3 kW 4300 UAH
AFM210 7,5 kW 9900 UAH (vienintelis dažnio generatorius rinkoje 220 v 380, kurio galia 7,5 kW)

Trijų fazių 380V dažnio generatoriai:
CFM310 4,0 kW 6800 UAH
CFM310 5,5 kW 7500 UAH
CFM310 7,5 kW 8500 UAH
Kontaktai dažnio keitiklių užsakymams:
+38 050 4571330
chastotnik@svetainė

Šiuolaikinis dažnis reguliuojama elektrinė pavara susideda iš asinchroninio arba sinchroninio elektros variklio ir dažnio keitiklio (žr. 1 pav.).

Elektros variklis paverčia elektros energiją į

mechaninę energiją ir paleidžia technologinio mechanizmo vykdomąjį organą.

Dažnio keitiklis valdo elektros variklį ir yra elektroninis statinis įtaisas. Keitiklio išvestyje generuojama kintamos amplitudės ir dažnio elektros įtampa.

Pavadinimas „kintamo dažnio elektrinė pavara“ atsirado dėl to, kad variklio sukimosi greitis reguliuojamas keičiant varikliui iš dažnio keitiklio tiekiamos maitinimo įtampos dažnį.

Per pastaruosius 10-15 metų pasaulyje plačiai ir sėkmingai įdiegtos kintamo dažnio elektrinės pavaros, sprendžiančios įvairias technologines problemas daugelyje ūkio sektorių. Tai visų pirma paaiškinama dažnio keitiklių, pagrįstų iš esmės nauja elementų baze, daugiausia pagrįsta dvipoliais tranzistoriais su izoliuotais IGBT, kūrimu ir kūrimu.

Šiame straipsnyje trumpai aprašomi šiandien žinomi dažnio keitiklių tipai, naudojami kintamo dažnio elektrinėse pavarose, juose diegiami valdymo būdai, jų savybės ir charakteristikos.

Tolesnėse diskusijose kalbėsime apie trifazę dažnio valdomą elektrinę pavarą, nes ji turi didžiausią pramoninį pritaikymą.

Apie valdymo metodus

Sinchroniniame elektros variklyje rotoriaus greitis yra

pastovi būsena yra lygi sukimosi greičiui magnetinis laukas statorius.

Asinchroniniame elektros variklyje rotoriaus greitis yra

pastovioje būsenoje skiriasi nuo sukimosi greičio slydimo dydžiu.

Magnetinio lauko sukimosi dažnis priklauso nuo maitinimo įtampos dažnio.

Kai elektros variklio statoriaus apvija tiekiama trifaze įtampa dažniu, susidaro besisukantis magnetinis laukas. Šio lauko sukimosi greitis nustatomas pagal gerai žinomą formulę

kur yra statoriaus polių porų skaičius.

Perėjimas nuo lauko sukimosi greičio, išmatuoto radianais, prie sukimosi dažnio, išreikšto apsisukimais per minutę, atliekamas naudojant šią formulę

kur 60 yra dimensijos konversijos koeficientas.

Pakeitę lauko sukimosi greitį į šią lygtį, gauname tai

Taigi sinchroninių ir asinchroninių variklių rotoriaus greitis priklauso nuo maitinimo įtampos dažnio.

Šia priklausomybe pagrįstas dažnio reguliavimo metodas.

Keičiant dažnį variklio įėjime keitikliu, reguliuojame rotoriaus greitį.

Labiausiai paplitusi kintamo dažnio pavara, pagrįsta voverės narvelio asinchroniniais varikliais, naudoja skaliarinį ir vektorinį dažnio valdymą.

Naudojant skaliarinį valdymą, varikliui taikomos įtampos amplitudė ir dažnis keičiami pagal tam tikrą dėsnį. Pasikeitus maitinimo įtampos dažniui, nukrypstama nuo apskaičiuotų variklio didžiausio ir paleidimo momento, efektyvumo ir galios koeficiento verčių. Todėl, norint išlaikyti reikalingas variklio veikimo charakteristikas, būtina vienu metu keisti įtampos amplitudę keičiant dažnį.

Esamuose dažnio keitikliuose su skaliariniu valdymu maksimalaus variklio sukimo momento ir veleno pasipriešinimo momento santykis dažniausiai išlaikomas pastovus. Tai yra, pasikeitus dažniui, įtampos amplitudė kinta taip, kad maksimalaus variklio sukimo momento ir esamos apkrovos momento santykis išlieka nepakitęs. Šis santykis vadinamas variklio perkrovos galia.

Esant pastoviai perkrovai, vardinės galios koeficientas ir efektyvumas variklio apkrova visame sukimosi greičio reguliavimo diapazone praktiškai nesikeičia.

Didžiausias variklio sukuriamas sukimo momentas nustatomas pagal tokį ryšį

kur yra pastovus koeficientas.

Todėl maitinimo įtampos priklausomybę nuo dažnio lemia elektros variklio veleno apkrovos pobūdis.

Esant pastoviam apkrovos sukimo momentui, išlaikomas santykis U/f = const, o iš tikrųjų užtikrinama, kad didžiausias variklio sukimo momentas išliks pastovus. Maitinimo įtampos priklausomybės nuo dažnio pobūdis atveju, kai apkrovos sukimo momentas yra pastovus, parodyta fig. 2. Tiesės polinkio kampas grafike priklauso nuo pasipriešinimo momento verčių ir didžiausio variklio sukimo momento.

Tuo pačiu metu, esant žemiems dažniams, pradedant nuo tam tikro dažnio vertės, didžiausias variklio sukimo momentas pradeda kristi. Norėdami tai kompensuoti ir padidinti paleidimo momentą, naudojamas maitinimo įtampos lygio padidėjimas.

Esant ventiliatoriaus apkrovai, realizuojama priklausomybė U/f2 = const. Maitinimo įtampos priklausomybės nuo dažnio pobūdis šiuo atveju parodytas 3 pav. Reguliuojant žemų dažnių diapazone, maksimalus sukimo momentas taip pat sumažėja, bet už šio tipo apkrova nėra kritinė.

Naudodami didžiausio sukimo momento priklausomybę nuo įtampos ir dažnio, galite sudaryti U ir f grafiką bet kokio tipo apkrovai.

Svarbus skaliarinio metodo privalumas yra galimybė vienu metu valdyti elektros variklių grupę.

Skaliarinio valdymo pakanka daugeliui praktinių kintamojo dažnio pavarų, kurių variklio greičio reguliavimo diapazonas yra iki 1:40, pritaikymui.

Vektorinis valdymas leidžia žymiai padidinti valdymo diapazoną, valdymo tikslumą ir padidinti elektros pavaros greitį. Šis metodas leidžia tiesiogiai valdyti variklio sukimo momentą.

Sukimo momentą lemia statoriaus srovė, kuri sukuria jaudinantį magnetinį lauką. Su tiesioginiu sukimo momento valdymu

Be to, reikia pakeisti statoriaus srovės amplitudę ir fazę, tai yra, srovės vektorių. Iš čia kilęs terminas „vektoriaus valdymas“.

Norint valdyti srovės vektorių, taigi ir statoriaus magnetinio srauto padėtį besisukančio rotoriaus atžvilgiu, būtina bet kuriuo metu žinoti tikslią rotoriaus padėtį. Problema sprendžiama arba naudojant išorinį rotoriaus padėties jutiklį, arba nustatant rotoriaus padėtį apskaičiuojant kitus variklio parametrus. Kaip šie parametrai naudojami statoriaus apvijų srovės ir įtampa.

Pigesnė yra kintamo dažnio pavara su vektoriniu valdymu be jutiklio. atsiliepimai greitis, tačiau vektorinis valdymas reikalauja didelės apimties ir didelio dažnio keitiklio skaičiavimų greičio.

Be to, norint tiesiogiai valdyti sukimo momentą esant mažam, artimam nuliui sukimosi greičiui, dažnio valdomos elektrinės pavaros veikimas be grįžtamojo greičio ryšio yra neįmanomas.

Vektorinis valdymas su greičio grįžtamojo ryšio jutikliu suteikia valdymo diapazoną iki 1:1000 ir didesnį, greičio reguliavimo tikslumas šimtųjų procentų, sukimo momento tikslumas – keli procentai.

Sinchroninė kintamo greičio pavara naudoja tuos pačius valdymo metodus kaip ir asinchroninė pavara.

Tačiau į gryna forma Sinchroninių variklių sukimosi greičio dažnio reguliavimas naudojamas tik esant mažoms galioms, kai apkrovos momentai maži, o pavaros mechanizmo inercija maža. Esant didelei galiai, šias sąlygas visiškai atitinka tik pavara su ventiliatoriaus apkrova. Esant kitoms apkrovoms, variklis gali iškristi iš sinchronizmo.

Didelės galios sinchroninėms elektrinėms pavaroms naudojamas dažnio valdymo metodas su savaiminiu sinchronizavimu, kuris neleidžia varikliui iškristi iš sinchronizmo. Metodo ypatumas yra tas, kad dažnio keitiklis valdomas griežtai laikantis variklio rotoriaus padėties.

Dažnio keitiklis yra įtaisas, skirtas vieno dažnio kintamajai srovei (įtampai) paversti į AC(įtampa) skirtingo dažnio.

Šiuolaikinių keitiklių išėjimo dažnis gali skirtis plačiame diapazone ir būti didesnis ir mažesnis už maitinimo tinklo dažnį.

Bet kurio dažnio keitiklio grandinė susideda iš galios ir valdymo dalių. Konverterių galios dalis dažniausiai yra pagaminta iš tiristorių arba tranzistorių, kurie veikia elektroniniu jungikliu. Valdymo dalis vykdoma skaitmeniniuose mikroprocesoriuose ir užtikrina galios valdymą
elektroninius raktus, taip pat sprendžiant daugybę pagalbinių užduočių (stebėjimas, diagnostika, apsauga).

Dažnio keitikliai,

naudojamas reguliuojamas

elektrinės pavaros, priklausomai nuo jėgos pavaros struktūros ir veikimo principo, skirstomos į dvi klases:

1. Dažnio keitikliai su aiškiai apibrėžta tarpine nuolatinės srovės grandimi.

2. Dažnio keitikliai su tiesiogine jungtimi (be tarpinės nuolatinės srovės grandies).

Kiekviena iš esamų keitiklių klasių turi savo privalumų ir trūkumų, kurie lemia kiekvieno iš jų racionalaus taikymo sritį.

Istoriškai pirmieji pasirodė tiesioginio sujungimo keitikliai.

(4 pav.), kuriame galios dalis yra valdomas lygintuvas ir pagaminta iš neužrakinamų tiristorių. Valdymo sistema pakaitomis atrakina tiristorių grupes ir prijungia variklio statoriaus apvijas į maitinimo tinklą.

Taigi keitiklio išėjimo įtampa susidaro iš įvesties įtampos sinusoidų „išpjautų“ sekcijų. 5 pav. parodytas vienos iš apkrovos fazių išėjimo įtampos generavimo pavyzdys. Keitiklio įėjime yra trifazė sinusinė įtampa ia, iv, is. Išėjimo įtampa iv1x turi ne sinusoidinę „pjūklo danties“ formą, kurią sąlygiškai galima aproksimuoti sinusoidu (sustorinta linija). Paveikslėlyje parodyta, kad išėjimo įtampos dažnis negali būti lygus arba didesnis nei maitinimo tinklo dažnis. Jis svyruoja nuo 0 iki 30 Hz. Dėl to variklio sūkių skaičiaus reguliavimo diapazonas yra mažas (ne daugiau kaip 1:10). Šis apribojimas neleidžia naudoti tokių keitiklių šiuolaikinėse dažnio valdomose pavarose su plačiu technologinių parametrų valdymo diapazonu.

Neperjungiamų tiristorių naudojimui reikalingos gana sudėtingos valdymo sistemos, o tai padidina keitiklio kainą.

Konverterio išėjime „nupjauta“ sinusoidė yra aukštesnių harmonikų šaltinis, dėl kurio atsiranda papildomų nuostolių elektros variklyje, elektros mašinos perkaitimas, sukimo momento sumažėjimas, labai stiprūs trikdžiai maitinimo tinkle. Naudojant kompensacinius įrenginius, padidėja sąnaudos, svoris, matmenys ir sumažėja efektyvumas. sistemos kaip visuma.

Be išvardytų tiesioginio sujungimo keitiklių trūkumų, jie turi ir tam tikrų privalumų. Tai apima:

Beveik daugiausia didelis efektyvumas palyginti su kitais keitikliais (98,5 % ir daugiau),

Galimybė dirbti su aukšta įtampa ir srovėmis, todėl jas galima naudoti galingose ​​aukštos įtampos pavarose,

Santykinai pigu, nepaisant padidėjusių absoliučių sąnaudų dėl valdymo grandinių ir papildomos įrangos.

Panašios keitiklių grandinės naudojamos senose pavarose, o naujos konstrukcijos praktiškai nėra sukurtos.

Šiuolaikinėse dažnio valdomose pavarose plačiausiai naudojami keitikliai su aiškiai apibrėžta nuolatinės srovės grandine (6 pav.).

Šios klasės keitikliai naudoja dvigubą elektros energijos konversiją: pastovios amplitudės ir dažnio įėjimo sinusoidinė įtampa lygintuve išlyginama (V), filtruojama filtru (F), išlyginama ir vėl konvertuojama keitikliu (I). į kintamą kintamo dažnio ir amplitudės įtampą. Dviguba energijos konversija sumažina efektyvumą. ir dėl tam tikro svorio ir dydžio rodiklių pablogėjimo, palyginti su keitikliais su tiesiogine jungtimi.

Sinusoidinei kintamajai įtampai generuoti naudojami autonominiai įtampos keitikliai ir autonominiai srovės keitikliai.

Rakinamieji tiristoriai GTO ir jų patobulintos modifikacijos GCT, IGCT, SGCT bei izoliuotų vartų dvipoliai tranzistoriai IGBT naudojami kaip elektroniniai jungikliai inverteriuose.

Pagrindinis tiristorių dažnio keitiklių privalumas, kaip ir tiesioginio ryšio grandinėje, yra galimybė dirbti su didelėmis srovėmis ir įtampomis, atlaikant nuolatinę apkrovą ir impulsų poveikį.

Jie turi didesnį efektyvumą (iki 98%), palyginti su keitikliais, kurių pagrindas yra IGBT tranzistoriai (95 - 98%).

Tiristorių pagrindu pagaminti dažnio keitikliai šiuo metu užima dominuojančią padėtį aukštos įtampos pavarose, kurių galia yra nuo šimtų kilovatų iki dešimčių megavatų, kurių išėjimo įtampa yra 3–10 kV ir didesnė. Tačiau jų kaina už kW išėjimo galios yra didžiausia aukštos įtampos keitiklių klasėje.

Dar visai neseniai GTO dažnio keitikliai užėmė didelę žemos įtampos kintamo dažnio pavarų pramonės dalį. Tačiau atsiradus IGBT tranzistoriams, įvyko „natūrali atranka“, ir šiandien jais pagrįsti keitikliai yra visuotinai pripažinti lyderiai žemos įtampos kintamo dažnio pavarų srityje.

Tiristorius yra pusiau valdomas įrenginys: norint jį įjungti, pakanka trumpo impulso į valdymo gnybtą, tačiau norint jį išjungti, reikia arba įjungti atvirkštinę įtampą, arba sumažinti perjungimo srovę iki nulio. Už
Tam reikalinga sudėtinga ir sudėtinga tiristoriaus dažnio keitiklio valdymo sistema.

Izoliuotų vartų dvipoliai tranzistoriai IGBT nuo tiristorių išsiskiria visišku valdomumu, paprasta, mažai energijos sunaudojančia valdymo sistema ir didžiausiu veikimo dažniu.

Dėl to IGBT dažnio keitikliai leidžia išplėsti variklio sukimosi greičio valdymo diapazoną ir padidinti visos pavaros greitį.

Asinchroninei elektrinei pavarai su vektoriniu valdymu IGBT keitikliai leidžia veikti mažu greičiu be grįžtamojo ryšio jutiklio.

Naudojant IGBT su didesniu perjungimo dažniu kartu su mikroprocesorine valdymo sistema dažnio keitikliuose sumažėja tiristoriniams keitikliams būdingų aukštesnių harmonikų lygis. Dėl to atsiranda mažesni papildomi nuostoliai elektros variklio apvijose ir magnetinėje grandinėje, sumažėja elektros mašinos įkaitimas, sumažėja sukimo momento pulsacijos ir pašalinamas vadinamasis rotoriaus „vaikščiojimas“ žemo dažnio diapazone. . Sumažėja transformatorių ir kondensatorių blokų nuostoliai, pailgėja jų tarnavimo laikas ir laidų izoliacija, klaidingi teigiami rezultatai apsaugos įtaisai ir indukcinių matavimo priemonių paklaidos.

IGBT tranzistorių pagrindu pagaminti keitikliai, lyginant su tos pačios išėjimo galios tiristorių keitikliais, išsiskiria mažesniais matmenimis, svoriu, didesniu patikimumu dėl modulinės elektroninių jungiklių konstrukcijos, geresniu šilumos pašalinimu iš modulio paviršiaus ir mažesniu konstrukcijų skaičiumi. elementai.

Jie leidžia labiau apsaugoti nuo srovės šuolių ir viršįtampių, o tai žymiai sumažina elektros pavaros gedimų ir sugadinimo tikimybę.

Šiuo metu žemos įtampos IGBT keitikliai turi didesnę kainą už išėjimo galios vienetą dėl santykinio tranzistorių modulių gamybos sudėtingumo. Tačiau pagal išvardintus privalumus kainos ir kokybės santykiu jie akivaizdžiai lenkia tiristorinius keitiklius, be to, pastaraisiais metais nuolat mažėja IGBT modulių kainos.

Pagrindinė kliūtis juos naudoti aukštos įtampos pavarose su tiesioginiu dažnio keitimu ir esant didesnei nei 1–2 MW galiai šiuo metu yra technologiniai apribojimai. Padidėjus perjungimo įtampai ir darbinei srovei, padidėja tranzistoriaus modulio dydis, be to, reikalingas efektyvesnis šilumos pašalinimas iš silicio kristalo.

Naujos bipolinių tranzistorių technologijos yra skirtos įveikti šiuos apribojimus, o IGBT programų perspektyvos taip pat yra labai didelės aukštos įtampos pavarose. Šiuo metu IGBT tranzistoriai naudojami aukštos įtampos keitikliuose kelių sujungtų serijų pavidalu

Žemos įtampos dažnio keitiklio GBT tranzistorių pagrindu sandara ir veikimo principas

Tipiška žemos įtampos dažnio keitiklio grandinė parodyta fig. 7. Apatinėje paveikslo dalyje pavaizduoti kiekvieno keitiklio elemento išėjimo įtampų ir srovių grafikai.

Maitinimo tinklo (IV) kintamoji įtampa su pastovia amplitudė ir dažniu (UEx = const, f^ = const) tiekiama į valdomą arba nevaldomą lygintuvą (1).

Išlygintos įtampos (ir ištaisytos) bangavimui išlyginti naudojamas filtras (2). Lygintuvas ir talpinis filtras (2) sudaro nuolatinės srovės jungtį.

Iš filtro išvesties pastovi įtampa ud tiekiama į autonominio impulsinio keitiklio (3) įvestį.

Šiuolaikinių žemos įtampos keitiklių autonominis keitiklis, kaip minėta, yra pagrįstas galios dvipoliais tranzistoriais su izoliuotais vartais IGBT. Aptariamame paveikslėlyje pavaizduota dažnio keitiklio grandinė su autonominiu įtampos keitikliu kaip plačiausiai naudojama.

ZVE MO PS xr<)A\U IQTOTOKAj

Inverteris paverčia tiesioginę įtampą ud į trifazę (arba vienfazę) impulsinę įtampą ir kintamą amplitudę bei dažnį. Remiantis valdymo sistemos signalais, kiekviena elektros variklio apvija per atitinkamus keitiklio galios tranzistorius yra prijungta prie teigiamų ir neigiamų nuolatinės srovės grandinės polių.

Kiekvienos apvijos prijungimo trukmė impulsų pasikartojimo laikotarpiu yra moduliuojama pagal sinusoidinį dėsnį. Didžiausias impulsų plotis suteikiamas pusės ciklo viduryje ir mažėja pusės ciklo pradžioje ir pabaigoje. Taigi valdymo sistema užtikrina variklio apvijų įtampos impulsų pločio moduliavimą (PWM). Įtampos amplitudė ir dažnis nustatomi moduliuojančios sinusinės funkcijos parametrais.

Esant dideliems PWM nešlio dažniams (2 ... 15 kHz), variklio apvijos veikia kaip filtras dėl didelio induktyvumo. Todėl juose teka beveik sinusinės srovės.

Keitiklio grandinėse su valdomu lygintuvu (1) reguliuojant pastovios įtampos ud reikšmę galima pasiekti įtampos amplitudės uH pokytį, o reguliuojant keitiklio darbo režimą – dažnio pokytį.

Jei reikia, autonominio keitiklio išėjime įrengiamas filtras (4), kuris išlygins srovės bangavimą. (IGBT keitiklių grandinėse dėl žemo aukštesnių harmonikų lygio išėjimo įtampoje filtro praktiškai nereikia.)

Taigi dažnio keitiklio išėjime susidaro kintamo dažnio ir amplitudės trifazė (arba vienfazė) kintamoji įtampa (iout = var, ^out = var).

Pastaraisiais metais daugelis įmonių, diktuojamų rinkos poreikių, didelį dėmesį skiria aukštos įtampos dažnio keitiklių kūrimui ir kūrimui. Reikalinga dažnio keitiklio išėjimo įtampa aukštos įtampos elektros pavarai siekia 10 kV ir aukštesnę, kai galia iki kelių dešimčių megavatų.

Tokioms įtampoms ir galioms tiesioginiam dažnio konvertavimui naudojami labai brangūs tiristorių galios elektroniniai jungikliai su sudėtingomis valdymo grandinėmis. Keitiklis yra prijungtas prie tinklo per įvesties srovę ribojantį reaktorių arba per atitinkamą transformatorių.

Vieno elektroninio jungiklio maksimali įtampa ir srovė yra riboti, todėl keitiklio išėjimo įtampai padidinti naudojami specialūs grandinių sprendimai. Be to, tai leidžia sumažinti bendras aukštos įtampos dažnio keitiklių sąnaudas naudojant žemos įtampos elektroninius jungiklius.

Įvairių gamintojų dažnio keitikliuose naudojami šie grandinės sprendimai.

Konverterio grandinėje (8 pav.) dviguba įtampos transformacija atliekama naudojant žeminančius (T1) ir paaukštintus (T2) aukštos įtampos transformatorius.

Dviguba transformacija leidžia dažnio reguliavimui naudoti 9 pav

žemos įtampos dažnio keitiklis, kurio struktūra parodyta fig. 7.

Keitikliai išsiskiria santykinai mažomis sąnaudomis ir praktinio įgyvendinimo paprastumu. Dėl to jie dažniausiai naudojami iki 1 - 1,5 MW galios aukštos įtampos elektros varikliams valdyti. Esant didesnei elektros pavaros galiai, transformatorius T2 įveda didelius elektros variklio valdymo proceso iškraipymus. Pagrindiniai dviejų transformatorių keitiklių trūkumai yra didelės svorio ir dydžio charakteristikos, mažesnis efektyvumas lyginant su kitomis schemomis (93 - 96%) ir patikimumas.

Keitikliai, pagaminti pagal šią schemą, turi ribotą variklio greičio reguliavimo diapazoną tiek virš, tiek žemiau vardinio dažnio.

Mažėjant dažniui keitiklio išėjime, didėja šerdies prisotinimas ir sutrinka projektinis išėjimo transformatoriaus T2 darbo režimas. Todėl, kaip rodo praktika, reguliavimo diapazonas ribojamas iki Pnom>P>0,5Pnom. Norint išplėsti valdymo diapazoną, naudojami transformatoriai su padidintu magnetinės šerdies skerspjūviu, tačiau tai padidina kainą, svorį ir matmenis.

Didėjant išėjimo dažniui, didėja nuostoliai transformatoriaus T2 šerdyje dėl įmagnetinimo apsisukimo ir sūkurinių srovių.

Didesnės kaip 1 MW galios ir 0,4 - 0,6 kV žemosios įtampos pavarose kabelio skerspjūvis tarp dažnio keitiklio ir transformatorių žemosios įtampos apvijos turi būti suprojektuotas iki kiloamperų srovėms, kurios padidina keitiklio svorį.

Dažnio keitiklio darbinei įtampai padidinti nuosekliai jungiami elektroniniai jungikliai (žr. 9 pav.).

Kiekvienos rankos elementų skaičius nustatomas pagal darbinę įtampą ir elemento tipą.

Pagrindinė šios schemos problema – griežtas elektroninių raktų veikimo koordinavimas.

Puslaidininkiniai elementai, gaminami net ta pačia partija, turi parametrų išsibarstymą, todėl jų veikimo koordinavimo laikui bėgant užduotis yra labai opi. Jei vienas iš elementų atsidaro vėlai arba užsidaro anksčiau nei kiti, jam bus taikoma visa svirties įtampa ir jis suges.

Siekiant sumažinti aukštesnių harmonikų lygį ir pagerinti elektromagnetinį suderinamumą, naudojamos kelių impulsų keitiklių grandinės. Keitiklio derinimas su tiekimo tinklu atliekamas naudojant kelių apvijų suderinimo transformatorius T.

9 pav. parodyta 6 impulsų grandinė su dviejų apvijų derinimo transformatoriumi. Praktiškai yra 12, 18, 24 impulsų schemos

keitikliai. Transformatorių antrinių apvijų skaičius šiose grandinėse yra atitinkamai 2, 3, 4.

Grandinė dažniausiai naudojama aukštos įtampos didelės galios keitikliams. Keitikliai turi vienus geriausių savitojo svorio ir dydžio rodiklių, išėjimo dažnių diapazonas yra nuo 0 iki 250-300 Hz, o keitiklio efektyvumas siekia 97,5%.

3. Keitiklio grandinė su kelių apvijų transformatoriumi

Keitiklio maitinimo grandinė (10 pav.) susideda iš kelių apvijų transformatoriaus ir elektroninio keitiklio elementų. Žinomose grandinėse transformatorių antrinių apvijų skaičius siekia 18. Antrinės apvijos viena kitos atžvilgiu yra elektra pasislinkusios.

Tai leidžia naudoti žemos įtampos keitiklio elementus. Ląstelė pagaminta pagal šią schemą: nevaldomas trifazis lygintuvas, talpinis filtras, vienfazis keitiklis naudojant IGBT tranzistorius.

Ląstelių išėjimai jungiami nuosekliai. Pateiktame pavyzdyje kiekvienoje variklio galios fazėje yra trys ląstelės.

Pagal savo charakteristikas keitikliai yra arčiau grandinės su nuosekliu elektroninių raktų prijungimu.

Šiuo metu Rusijos rinkoje yra dešimtys užsienio ir Rusijos gamintojų žemos įtampos dažnio keitiklių markių. Tarp jų pirmaujančios Europos įmonės: Siemens, ABB, SEW Eurodrive, Control Techniques (Emerson Corporation), Schneider Electric, Danfoss, K.E.B., Lenze, Allen-Breadly (Rockwell Automation Corporation), Bosch Rexroth. Šių gamintojų produktai yra plačiai atstovaujami, yra platus pardavėjų tinklas. Kol kas mažiau žinomi tokių įmonių iš Europos kaip Emotron, Vacon, SSD Drives (Parker Corporation), Elettronica Santerno produktai. Taip pat yra gaminių iš Amerikos gamintojų – „General Electric Corporation“, „AC Technology International“ (koncerno „Lenze“ dalis) ir WEG (Brazilija).

Azijos įmonės kelia rimtą konkurenciją Europos ir Amerikos gamintojams. Visų pirma, tai įmonės iš Japonijos: „Mitsubishi Electric“, „Omron-Yaskawa“, „Panasonic“, „Hitachi“, „Toshiba“, „Fuji Electric“. Plačiai atstovaujami Korėjos ir Taivano prekių ženklai – LG Industrial Systems, HYUNDAI Electronics, Delta Electronics, Tecorp, Long Shenq Electronic, Mecapion.

Tarp vietinių gamintojų garsiausia yra „Vesper“ įmonė. Taip pat galite atkreipti dėmesį į specializuotus ACh, EPV (JSC Elektroapparat), REN2K arba REMS (MKE) keitiklius.

Dauguma gamintojų siūlo dažnio keitiklius, kurie gali veikti atviro ciklo ir uždara kilpa valdymas (vektorinis valdymas), su programuojamų įėjimų ir išėjimų rinkiniais, su įmontuotu PID valdikliu. Netgi pigiausiuose Korėjos ar Taivano dažnio keitikliuose galima rasti vadinamųjų besensorių, t.y. be rotoriaus padėties jutiklio, vektorinis darbo režimas. Valdymo diapazonas gali būti 1:50.

Tačiau pirmaujantys gamintojai siūlo pažangesnį vektorinio valdymo režimą be grįžtamojo ryšio jutiklio, pagrįstą pažangiais valdymo algoritmais. Vienas iš šios srities pionierių buvo ABB, pasiūliusi DTR (tiesioginį sukimo momento valdymą) – greičio ir sukimo momento valdymo metodą be grįžtamojo ryšio jutiklio. Anglijos įmonė Control Techniques nenaudojant grįžtamojo ryšio jutiklio įdiegė rotoriaus srauto jungties (RFC) valdymo režimą, leidžiantį valdyti sukimo momentą daugumai užduočių pakankamu tikslumu, išplėsti valdymo diapazoną iki 100, užtikrinti aukštą greičio palaikymo tikslumą. esant mažam greičiui ir pasiekti tokią pat perkrovos srovę, kaip ir uždarojo ciklo režimuose.

Stambūs gamintojai siūlo daugiafunkcinius įrenginius su visomis pasirinkimo galimybėmis (išplėtimo moduliais, stabdymo rezistoriais, įmontuotais valdikliais, filtrais, droseliais ir kt.) arba aprūpina juos CNC sistemomis ar judesio valdikliais.

Vis dažniau galima pastebėti pavaros naudojimą regeneraciniu režimu, t.y. su galimybe grąžinti stabdymo metu išleistą energiją atgal į tinklą (liftus, eskalatorius, kranai). Paprastai tam naudojama specializuota pavara su valdomu lygintuvu. Pirmaujančios įmonės, tokios kaip „Control Techniques“, siūlo regeneraciją kaip vieną iš Unidrive SP dažnio keitiklio veikimo režimų, taip sutaupydami daug energijos ir padidindami sistemos efektyvumą.

Aprašytas diapazonas leidžia inžinieriui pasirinkti tinkamą dažnio keitiklį su daugybe integruotų funkcijų ir programų. Tuo pačiu metu pirmaujantys Europos prekių ženklai, pavyzdžiui, iš JK ir Vokietijos, sėkmingai konkuruoja dėl kainos ir pasižymi didesniu funkcionalumu ir kokybe.

Atkreipiame jūsų dėmesį į kai kurių Rusijos rinkoje parduodamų produktų aprašymą. Informaciją apie tiekėjus rasite mūsų svetainėje:

Rokvelo automatikos įmonė nuolatinis vadovas galios elektros rinkoje, išleido naują Allen-Bradley® PowerFlex® dažnio pavarų seriją, kurios galios diapazonas nuo 0,25 kW iki 6770 kW. Naujoji itin efektyvi serija sujungia kompaktišką dizainą ir platų funkcionalumą ir puikiai veikimo charakteristikos. Jis naudojamas maisto, popieriaus, tekstilės pramonėje, metalo apdirbimo, medžio apdirbimo, siurbimo ir vėdinimo įrenginiuose ir kt. Paletėje yra dvi diskų klasės – komponentų ir architektūrinių. Komponentų klasės modeliai skirti standartinėms valdymo užduotims spręsti, o Architektūros klasės pavaros dėl lanksčių konfigūracijos keitimų gali būti lengvai pritaikomos ir integruojamos į įvairių galios įrenginių valdymo sistemas. Visi modeliai siūlo išskirtines komunikacijos galimybes, platų operatoriaus pultų ir programavimo įrankių asortimentą, o tai labai palengvina veikimą ir pagreitina įrangos paleidimą.

PowerFlex® 4

„Powerflex 4“ pavara yra kompaktiškiausias ir nebrangiausias atstovas šios šeimos. Šis modelis yra idealus greičio reguliavimo įtaisas, todėl jis yra universalus ir atitinka gamintojų bei galutinių vartotojų reikalavimus dėl lankstumo, kompaktiškumo ir naudojimo paprastumo.

Pavara įgyvendina įtampos ir dažnio valdymo dėsnį su galimybe kompensuoti slydimą. Puikus šio modelio papildymas yra itin kompaktiška Power@Flex4M pavaros versija, kurios veikimo galios diapazonas yra iki 2,2 kW vienfazei versijai ir iki 11 kW trifazei 400 VAC įtampai. Siūloma šio modelio kainų skalė leidžia tikėtis jei ne sezono hito, tai gana plataus populiarumo.

PowerFlex® 7000

PowerFlex 7000 serijos diskai yra trečios kartos vidutinės įtampos diskai iš Rockwell Automation. Skirta reguliuoti asinchroninių ir sinchroninių kintamosios srovės variklių greitį, sukimo momentą, sukimosi kryptį. Unikalus dizainas„PowerFlex 7000“ serija yra patentuotas „PowerCage“ maitinimo elementų dizainas, kuriame yra pagrindiniai pavaros galios komponentai. Naujas modulinis dizainas yra paprastas ir turi nedaug komponentų, todėl didelis patikimumas ir palengvina naudojimą. Pagrindiniai vidutinės įtampos pavarų pranašumai: mažesnės eksploatacinės sąnaudos, galimybė paleisti didelius variklius iš mažų maitinimo šaltinių ir patobulintos kontroliuojamo proceso bei naudojamos įrangos kokybės charakteristikos.

Priklausomai nuo išėjimo galios, diskai yra trijų dydžių:

Korpusas A – galios diapazonas 150-900 kW su maitinimo įtampa 2400-6600 V

Korpusas B – galios diapazonas 150-4100 kW su maitinimo įtampa 2400-6600V

Korpusas C – galios diapazonas 2240-6770 kW, kai maitinimo įtampa 4160-6600 V

Galimi „PowerFlex 7000“ įrenginiai su 6 impulsų, 18 impulsų arba PWM parinktimis, todėl vartotojui suteikiama daug lankstumo mažinant komunalinių linijų harmonikų poveikį. Be to, jis suteikia tiesioginį vektorinį valdymą be jutiklių, kad pagerintų zonos valdymą mažas greitis, palyginti su pavaromis, naudojančiomis U/f valdymo metodą, taip pat galimybe reguliuoti variklio sukimo momentą, kaip tai daroma nuolatinės srovės pavarose. Modulis su skystųjų kristalų ekranu su 16 eilučių ir 40 simbolių siūlomas kaip operatoriaus skydelis.

Didesnis inercijos momentas be papildomos pavarų dėžės

Mažos inercijos servovarikliai iš Beckhoff AM3000 serijos, kurie gaminami naudojant naujas medžiagas ir technologijas, daugiausia naudojami dinamiškose srityse su didelės apkrovos, pavyzdžiui, varyti metalo apdirbimo staklių ar įrenginių be pavarų dėžių ašis. Kartu su didele rotoriaus inercija jie siūlo tuos pačius privalumus, kaip ir AM3xxx serijos varikliai, pavyzdžiui, polių statoriaus apvija, kuri leidžia gerokai sumažinti bendruosius variklio matmenis. Naujųjų AM3500 serijos variklių flanšai, jungtys ir velenai yra suderinami su gerai patikrintais AM3000 varikliais. Naujieji AM3500 modeliai yra 3–6 flanšo dydžių ir jų sukimo momentai yra nuo 1,9 iki 15 Nm. Variklio sukimosi greitis svyruoja nuo 3000 iki 6000 aps./min. Grįžtamojo ryšio sistemoms galimi koordinačių keitikliai arba absoliučios padėties jutikliai (vieno arba kelių apsisukimų). Korpusas įvertintas IP 64; Galimi IP 65/67 apsaugos klasės variantai. Šios serijos varikliai atitinka CE, UL ir CSA saugos standartus.

Naujos kartos diskai

Emotron linija papildyta NGD pavaromis: FDU2.0, VFX2.0 (galia nuo 0,75 kW iki 1,6 MW) ir VSC/VSA (0,18–7,5 kW). Kintamo greičio pavaros FDU2.0 (išcentriniams mechanizmams) ir VFX2.0 (stūmokliniams mechanizmams) leidžia vartotojui nustatyti darbo parametrus reikiamuose mazguose, turi nuimamą valdymo pultą su nustatymų kopijavimo funkcija, modeliai iki 132 kW turi standartinė ekonomiška IP54 konstrukcija (modeliai nuo 160 iki 800 kW gali būti montuojami ir į specialius kompaktiškus IP54 korpusus). Duomenų mainai proceso metu vykdomi naudojant lauko magistralę (Profibus-DP, DeviceNet, Ethernet), per prievadus (RS-232, RS-485, Modbus RTU), taip pat analoginius ir skaitmeninius išėjimus.

Mažo dydžio VSA ir VSC vektorinės pavaros yra specialiai sukurtos mažos galios trifazių asinchroninių variklių greičio reguliavimui: 220 V įvesties modeliai yra nuo 0,18 iki 2,2 kW ir 380 V modeliai nuo 0,75 iki 7,5 kW.

Šeima ATV61-ATV71

Dažnio keitiklių rinka Rusijoje vystosi sparčiai. Nenuostabu, kad jis pritraukia daugybę gamintojų, tiek didelių, tiek mažai žinomų. Šiuo metu Rusijos rinka labai segmentuota. Tačiau čia yra paradoksas: nepaisant to, kad šiuo metu rinkoje yra daugiau nei 30 prekių ženklų, nemaža rinkos dalis priklauso 7–8 įmonėms, o ne daugiau nei dviem aiškiems lyderiams. Tačiau puikios techninės įrangos charakteristikos nėra sėkmės garantas. Pirmaujančias pozicijas Rusijoje užėmė investuojančios įmonės didelių lėšų verslo plėtros ir verslo infrastruktūros srityse.

Bendrovė „Schneider Electric“, kurios interesams Rusijoje atstovauja UAB „Schneider Electric“, 2007 metais gerokai išplėtė savo produktų pasiūlą. Dabar ATV61-ATV71 šeima buvo papildyta 690 V įtampos modifikacija ir atsirado daug versijų su IP54 apsaugos laipsniu. Taip pat yra specialus modelis lifto ir krano pavarai ATV71*383 su unikali technologija sinchroninis variklio valdymas. Iki 2008 m. pabaigos Altivar linijoje pasirodys įrenginys, kurio galia 2400 kW esant 690 V. „Altivar 61“ dabar gali veikti naudojant pakopinius transformatorius.

Naujoji ekonomiška Altivar 21 serija sukurta specialiai šildymo, oro kondicionavimo ir vėdinimo sistemoms gyvenamuosiuose ir visuomeniniai pastatai. Altivar 21 valdo variklius nuo 0,75 iki 75 kW esant 380 V ir 200...240 V įtampai.

Altivar 21 turi daug taikomųjų funkcijų:

– įmontuotas PI reguliatorius;

– „pasiimti skrendant“;

– miego/pabudimo funkcija;

– apsaugos ir signalizacijos valdymas;

– atsparumas tinklo trikdžiams, veikimas iki + 50°C temperatūroje ir -50% įtampos kritimas.

Naudojant naują bekondensatorių technologiją, Altivar 21 nereikalauja harmonikų mažinimo įtaisų. Bendras koeficientas– THDI 30%. Atsisakius kondensatorių ir naudojant galingesnius puslaidininkius, pailgėjo veikimo laikas.

„Schneider Electric“ lyderystė keitiklių rinkoje yra rimto darbo, siekiant pagerinti keitiklių atsparumą gedimams, rezultatas. Kai kurių modelių MTTF yra iki 640 000 valandų. Altivar veikia esant įtampos kritimui iki -50%, temperatūrai iki +50%, chemiškai agresyvioje aplinkoje ir su impulsiniu triukšmu tinkle. Tai rimtas argumentas pakartotiniam pirkimui. Pirkėjo pasitikėjimo įranga ir įmonės reputacija negalima pervertinti.

Važiuoja iš SICK

Šiuolaikinėje gamyboje reikia automatizuoti daugybę rankinių operacijų, kad būtų galima nustatyti įvairius parametrus įvairiose mašinose ir pakavimo mašinose. Dažnai operatoriui reikia keisti gaminamo gaminio geometrinius parametrus ar atlikti kitus panašius darbus. Šiuo atveju SICK-Stegmann padėties nustatymo pavaros yra idealus nebrangus įrenginys tokio tipo operacijoms.

HIPERDRIVE® – padėties nustatymo pavaros yra viename įrenginyje integruoto bešepetėlio nuolatinės srovės variklio, pavarų dėžės, absoliutaus kelių apsisukimų kodavimo įrenginio, galios ir valdymo elektronikos rezultatas. Be kita ko, diskai turi Profibus arba DeviceNet tinklo sąsają. Šis įrenginys skirtas padėties nustatymo iš taško į tašką užduotims atlikti ir yra juodos dėžės įrenginys, kurį lengva valdyti.

Šiuo metu tokioms užduotims atlikti naudojamos servo pavaros. Tačiau tokių sistemų naudojimas turi nemažai trūkumų. Visų pirma, tai nėra ekonomiškai pagrįsta. Servo pagrindu veikiančioms sistemoms paprastai taip pat reikia keitiklio, stabdžio ir absoliučiojo kodavimo.

Pagrindiniai šių diskų privalumai:

- Labai integruotas įrenginys

Sumažinti disko dydį

Lengvas surinkimas ir nustatymas

Kintamo dažnio pavara

Kintamo dažnio pavara (kintamo dažnio pavara, VFD)- asinchroninio (sinchroninio) elektros variklio sukimosi greičio valdymo sistema. Jį sudaro pats elektros variklis ir dažnio keitiklis.

Dažnio keitiklis (dažnio keitiklis) yra įrenginys, susidedantis iš lygintuvo (DC tilto), kuris pramoninio dažnio kintamąją srovę paverčia nuolatine srove, ir keitiklio (keitiklio) (kartais su PWM), kuris paverčia nuolatinę srovę į reikiamo dažnio kintamąją srovę. ir amplitudė. Išėjimo tiristoriai (GTO) arba induktorius, o elektromagnetiniams trukdžiams sumažinti – EMC filtras.

Taikymas

VFD naudojami konvejerių sistemose, pjovimo mašinose, maišytuvų, siurblių, ventiliatorių, kompresorių pavarų valdymui ir kt. VFD rado vietą buitiniai oro kondicionieriai. VFD tampa vis populiaresni miesto elektriniame transporte, ypač troleibusuose. Taikymas leidžia:

• pagerinti valdymo tikslumą
• sumažinti energijos sąnaudas esant kintamoms apkrovoms.

Dažnio keitiklių taikymas siurblinėse

Klasikinis siurbimo agregatų tiekimo valdymo metodas apima slėgio linijų droselį ir veikiančių agregatų skaičiaus reguliavimą pagal bet kurį techninis parametras(pavyzdžiui, slėgis vamzdyne). Šiuo atveju siurbimo agregatai parenkami atsižvelgiant į tam tikras konstrukcines charakteristikas (dažniausiai aukštyn) ir nuolat veikia tam tikru režimu, esant pastoviam sukimosi greičiui, neatsižvelgiant į srauto greičio ir slėgio svyravimus, atsirandančius dėl kintamo vandens suvartojimo. Tie. paprastais žodžiais tariant, net kai nereikia didelių pastangų, siurbliai ir toliau dirba nustatytu darbo tempu, kartu sunaudodami nemažą kiekį elektros energijos. Tai atsitinka, pavyzdžiui, naktį, kai vandens suvartojimas smarkiai sumažėja.

Reguliuojamos elektros pavaros gimimas leido pasukti priešinga kryptimi tiekimo sistemos technologijoje: dabar sąlygas diktuoja ne siurbimo agregatas, o pačių vamzdynų charakteristikos. Platus pritaikymas pasaulinėje praktikoje gavo dažnio valdomą elektros pavarą su asinchroniniu elektros varikliu, skirtą bendram pramoniniam naudojimui. Asinchroninio variklio veleno sukimosi greičio dažnio valdymas atliekamas naudojant elektroninis prietaisas, kuris paprastai vadinamas dažnio keitikliu. Minėtas efektas pasiekiamas keičiant į elektros variklį tiekiamos trifazės įtampos dažnį ir amplitudę. Taigi, pakeisdami maitinimo įtampos parametrus (dažnio valdymą), galite padaryti variklio sukimosi greitį ir mažesnį, ir didesnį nei vardinis.

Dažnio keitimo metodas pagrįstas vadovaujantis principu. Paprastai pramoninio tinklo dažnis yra 50 Hz. Pavyzdžiui, paimkime siurblį su dviejų polių elektros varikliu. Esant tokiam tinklo dažniui, variklio sukimosi greitis yra 3000 (50 Hz x 60 sek.) apsisukimų per minutę ir siurbimo agregato išeigai suteikiamas vardinis slėgis ir našumas (nes tai yra jo vardiniai parametrai pagal pasą). Jei naudodamiesi dažnio keitikliu sumažinsite į jį tiekiamos kintamos įtampos dažnį, atitinkamai sumažės variklio sukimosi greitis, todėl pasikeis siurbimo įrenginio slėgis ir našumas. Informacija apie slėgį tinkle į dažnio keitiklio bloką tiekiama naudojant specialų slėgio jutiklį, sumontuotą vamzdyne, remiantis šiais duomenimis, keitiklis atitinkamai keičia varikliui tiekiamą dažnį.

Šiuolaikinis dažnio keitiklis turi kompaktišką dizainą, dulkėms ir drėgmei atsparų korpusą bei patogią sąsają, leidžiančią naudoti sudėtingiausiomis sąlygomis ir problemiškoje aplinkoje. Galios diapazonas yra labai platus ir svyruoja nuo 0,4 iki 500 kW ar daugiau, kai standartinis maitinimo šaltinis yra 220/380 V ir 50-60 Hz. Praktika rodo, kad dažnio keitiklių naudojimas siurblinėse leidžia:

Taupykite energiją reguliuodami elektros pavaros veikimą pagal faktinį vandens suvartojimą (taupymo efektas 20-50%);

Sumažinti vandens sąnaudas sumažinant nuotėkius, kai viršijamas slėgis magistralinėje linijoje, kai vandens suvartojimas faktiškai mažas (vidutiniškai 5%);

Sumažinkite išlaidas prevencinėms ir kapitalinė renovacija konstrukcijas ir įrenginius (visą vandentiekio infrastruktūrą) dėl avarinių situacijų, ypač sukeltų vandens plaktuko, slopinimo, kuris dažnai nutinka naudojant nereguliuojamą elektros pavarą (įrodyta, kad įrangos tarnavimo laikas pailgėja mažiausiai 1,5 karto);

Pasiekti tam tikrą šilumos taupymą karšto vandens tiekimo sistemose mažinant šilumą nešančio vandens nuostolius;

Jei reikia, padidinkite slėgį virš normalaus;

Visapusiškai automatizuoti vandens tiekimo sistemą, taip sumažinant fondą darbo užmokesčio aptarnaujančio ir budinčio personalo bei panaikinti „žmogiškojo faktoriaus“ įtaką sistemos veikimui, o tai taip pat svarbu. Jau įgyvendintų projektų skaičiavimais, dažnio keitiklių diegimo projekto atsipirkimo laikotarpis yra 1-2 metai.

Energijos nuostoliai stabdant varikliu

Daugelyje įrenginių reguliuojama elektrinė pavara turi ne tik sklandžiai reguliuoti elektros variklio sukimo momentą ir sukimosi greitį, bet ir sulėtinti bei stabdyti įrenginio elementus. Klasikinis sprendimas Tokia užduotis yra pavaros sistema su asinchroniniu varikliu su dažnio keitikliu su stabdymo jungikliu su stabdymo rezistoriumi.

Tuo pačiu metu lėtėjimo/stabdymo režimu elektros variklis veikia kaip generatorius, mechaninę energiją paverčiantis elektros energija, kurią galiausiai išsklaido stabdymo rezistorius. Tipiški įrenginiai, kuriuose pagreičio ciklai kaitaliojami su lėtėjimo ciklais, yra keltuvai, liftai, centrifugos, vyniojimo mašinos ir kt.

Tačiau šiuo metu jau yra dažnio keitikliai su įmontuotu rekuperatoriumi, kurie leidžia iš variklio, veikiančio stabdymo režimu, gautą energiją grąžinti atgal į tinklą. Įdomu ir tai, kad esant tam tikram galių diapazonui dažnio keitiklio su stabdymo rezistoriais įrengimo kaina dažnai prilygsta dažnio keitiklio su įmontuotu rekuperatoriumi įrengimo kainai, net neatsižvelgiant į sutaupytą elektros energiją.

Tokiu atveju įrenginys pradeda „uždirbti pinigų“ beveik iškart po paleidimo.

Gamintojai

• STC "Drive Technology", prekės ženklas "Momentum" (Čeliabinskas)

Taip pat žr

Išorinės nuorodos

Wikimedia fondas.

2010 m.

Kintamo dažnio pavara (kintamo dažnio pavara, VFD) – asinchroninio (sinchroninio) elektros variklio sukimosi greičio valdymo sistema. Jis susideda iš paties elektros variklio ir dažnio keitiklio... Vikipedija

Pavara: mechanikoje pavara (taip pat kaip galios pavara) yra įtaisų, skirtų mašinoms vairuoti, rinkinys. Susideda iš variklio, transmisijos ir valdymo sistemos. Yra grupiniai diskai (keletui mašinų) ir... ... Vikipedija - (sutrumpintai kaip elektrinė pavara) yra elektromechaninė vairavimo sistema pavaros

2010 m.

darbo mašinas ir valdyti šį judėjimą, kad būtų įgyvendintas technologinis procesas. Šiuolaikinė elektrinė pavara ... ... Vikipedija

Norint patobulinti šį straipsnį, patartina?: Įtraukti interwiki į Interwiki projektą. Raskite ir išnašų pavidalu sutvarkykite nuorodas į autoritetingus šaltinius, patvirtinančius tai, kas parašyta... Vikipedija

Šis straipsnis turėtų būti wikifikuotas. Prašome formatuoti pagal straipsnių formatavimo taisykles... Vikipedija

Šiuo metu plačiai naudojamas elektrinės pavaros su asinchroniniu varikliu kampinio sukimosi greičio reguliavimas, kuris leidžia sklandžiai keisti rotoriaus sukimosi greitį plačiame diapazone, tiek virš, tiek žemiau vardinių verčių.

Dažnio keitikliai yra modernūs, aukštųjų technologijų įrenginiai, turintys didelį valdymo diapazoną ir daugybę funkcijų, skirtų valdyti asinchroninius variklius. Aukščiausia kokybė ir patikimumas leidžia juos naudoti įvairiose pramonės šakose valdant siurblių, ventiliatorių, konvejerių pavaras ir kt.

Pagal maitinimo įtampą dažnio keitikliai skirstomi į vienfazius ir trifazius, o pagal konstrukciją – į elektros mašinų besisukančius ir statinius. Elektros mašinų keitikliuose kintamasis dažnis gaunamas naudojant įprastas arba specialias elektros mašinas. Maitinimo srovės dažnio keitimas pasiekiamas naudojant elektrinius elementus, kurie nejuda.

Vienfazių tinklų dažnio keitikliai leidžia tiekti elektros pavarą iki 7,5 kW galios gamybos įrangai. Šiuolaikinių vienfazių keitiklių konstrukcinė ypatybė yra ta, kad įėjime yra viena fazė, kurios įtampa yra 220 V, ir trys fazės, kurių įtampa yra tokia pati, o tai leidžia prie įrenginio prijungti trifazius elektros variklius. kondensatorių naudojimas.

Trifaziu 380V tinklu maitinami dažnio keitikliai gaminami nuo 0,75 iki 630 kW galios. Priklausomai nuo galios lygio, įrenginiai gaminami kombinuotuose polimeriniuose ir metaliniuose korpusuose.

Populiariausia asinchroninių elektros variklių valdymo strategija yra vektorinis valdymas. Šiuo metu dauguma dažnio keitiklių įgyvendina vektorinį valdymą arba net be jutiklių vektorinį valdymą (ši tendencija pastebima dažnio keitikliuose, kurie iš pradžių įgyvendina skaliarinį valdymą ir neturi gnybtų greičio jutikliui prijungti).

Atsižvelgiant į išėjimo apkrovos tipą, dažnio keitikliai skirstomi pagal konstrukcijos tipą:

siurblių ir ventiliatorių pavaroms;

bendrajai pramoninei elektrinei pavarai;

naudojamas kaip elektros variklių, veikiančių su perkrova, dalis.

Šiuolaikiniai dažnio keitikliai turi daugybę funkcinių savybių, pavyzdžiui, jie turi rankinį ir automatinį variklio greičio ir sukimosi krypties valdymą, taip pat valdymo skydelyje. Įrengtas galimybe reguliuoti išėjimo dažnių diapazoną nuo 0 iki 800 Hz.

Keitikliai gali automatiškai valdyti asinchroninį variklį naudodami periferinių jutiklių signalus ir įjungti elektrinę pavarą pagal nurodytą laiko algoritmą. Pagalbinės funkcijos, skirtos automatiškai atkurti darbo režimą trumpam nutrūkus elektros tiekimui. Valdykite pereinamuosius procesus nuotolinio valdymo pulteliu ir apsaugokite elektros variklius nuo perkrovų.

Ryšys tarp kampinio sukimosi greičio ir maitinimo srovės dažnio išplaukia iš lygties

ω o = 2πf 1 /p

Kai maitinimo šaltinio U1 įtampa išlieka pastovi ir keičiasi dažnis, keičiasi asinchroninio variklio magnetinis srautas. Tuo pačiu metu, norint geriau išnaudoti magnetinę sistemą, sumažinus maitinimo dažnį, reikia proporcingai sumažinti įtampą, kitaip įmagnetinimo srovė ir nuostoliai pliene žymiai padidės.

Panašiai, padidėjus maitinimo dažniui, reikia proporcingai padidinti įtampą, kad magnetinis srautas būtų pastovus, nes priešingu atveju (esant pastoviam veleno sukimo momentui) padidės rotoriaus srovė, perkraunant jo apvijas srove. , ir maksimalaus sukimo momento sumažėjimas.

Racionalus įtampos reguliavimo dėsnis priklausė nuo varžos momento pobūdžio.

Esant pastoviam statinės apkrovos sukimo momentui (Mс = const), įtampa turi būti reguliuojama proporcingai jos dažniui U1/f1 = const. Ventiliatoriaus apkrovos santykis yra U1/f 2 1 = konst.

Esant apkrovos sukimo momentui, atvirkščiai proporcingam greičiui U1/ √ f1= konst.

Žemiau pateiktuose paveikslėliuose parodyta supaprastinta asinchroninio variklio su kampinio greičio dažnio valdymu sujungimo schema ir mechaninės charakteristikos.

Asinchroninis variklis nuleidžiamas nuo pagrindinio iki beveik nulio.

Keičiantis maitinimo tinklo dažniui, viršutinė asinchroninio variklio sukimosi greičio riba priklauso nuo jo mechaninių savybių, juolab, kad dažniais, viršijančiais vardinį dažnį, asinchroninis variklis veikia geresniu energetiniu efektyvumu nei esant žemesniems dažniams. Todėl, jei pavaros sistemoje naudojama pavarų dėžė, šis variklio dažnio valdymas turėtų būti atliekamas ne tik žemyn, bet ir aukštyn nuo vardinio taško iki didžiausio leistino sukimosi greičio mechaninio stiprumo sąlygomis. rotorius.

Kai variklio sūkių skaičius padidėja virš jo pase nurodytos vertės, maitinimo šaltinio dažnis neturi viršyti vardinio dažnio ne daugiau kaip 1,5–2 kartus.

Dažnio metodas yra perspektyviausias reguliuojant asinchroninį variklį su voverės narvelio rotoriumi. Galios nuostoliai tokiu būdu yra nedideli, nes jie nepadidėja. Gautos mechaninės charakteristikos yra labai standžios.

Reguliavimas dažnio pavara leidžia, naudojant specialų keitiklį, lanksčiai keisti elektros variklio darbo režimus: užvesti, sustabdyti, įsibėgėti, stabdyti, keisti sukimosi greitį.

Pasikeitus maitinimo įtampos dažniui, pasikeičia statoriaus magnetinio lauko kampinis greitis. Kai dažnis mažėja, variklis mažėja, o slydimas didėja.

Pavaros dažnio keitiklio veikimo principas

Pagrindinis asinchroninių variklių trūkumas yra sunkumas valdyti greitį naudojant tradicinius metodus: keičiant maitinimo įtampą ir į apvijų grandinę įvedant papildomas varžas. Tobulesnis yra dažnio pavara elektros variklis. Dar visai neseniai keitikliai buvo brangūs, tačiau IGBT tranzistorių ir mikroprocesorių valdymo sistemų atsiradimas leido tai padaryti. užsienio gamintojų sukurti įperkamus įrenginius. Pažangiausi dabar yra statiniai

Statoriaus magnetinio lauko kampinis greitis ω 0 kinta proporcingai dažniui ƒ 1 pagal formulę:

ω 0 = 2π׃ 1 /p,

kur p yra polių porų skaičius.

Metodas užtikrina sklandų greičio valdymą. Tokiu atveju variklio slydimo greitis nepadidėja.

Norint gauti aukštą variklio energetinį efektyvumą - efektyvumą, galios koeficientą ir perkrovos pajėgumą, kartu su dažniu, maitinimo įtampa keičiama pagal tam tikras priklausomybes:

• pastovios apkrovos sukimo momentas - U 1 / ƒ 1 = const;
• ventiliatoriaus apkrovos sukimo momento charakteristika - U 1 / ƒ 1 2 = const;
• apkrovos sukimo momentas, atvirkščiai proporcingas greičiui - U 1 /√ ƒ 1 = pastovus.

Šios funkcijos įgyvendinamos naudojant keitiklį, kuris vienu metu keičia variklio statoriaus dažnį ir įtampą. Elektra taupoma reguliuojant naudojant reikiamą technologinį parametrą: siurblio slėgį, ventiliatoriaus našumą, mašinos padavimo greitį ir kt. Tokiu atveju parametrai keičiasi sklandžiai.

Asinchroninių ir sinchroninių elektros variklių dažnio valdymo metodai

Dažniu valdomoje pavaroje, pagrįstoje asinchroniniais varikliais su voverės narvelio rotoriumi, naudojami du valdymo metodai - skaliarinis ir vektorinis. Pirmuoju atveju maitinimo įtampos amplitudė ir dažnis kinta vienu metu.

Tai būtina norint išlaikyti variklio veikimo charakteristikas, dažniausiai pastovų maksimalaus sukimo momento ir veleno pasipriešinimo momento santykį. Dėl to efektyvumas ir galios koeficientas nesikeičia visame sukimosi diapazone.

Vektorinis valdymas susideda iš tuo pačiu metu keičiant statoriaus srovės amplitudę ir fazę.

Šio tipo dažnio pavara veikia tik esant mažoms apkrovoms, o joms padidėjus virš leistinų verčių, gali sutrikti sinchronizavimas.

Dažnio pavaros pranašumai

Dažnio reguliavimas turi daugybę privalumų, palyginti su kitais metodais.

1. Variklio darbo ir gamybos procesų automatizavimas.
2. Sklandus paleidimas, pašalinant tipines klaidas, atsirandančias variklio įsibėgėjimo metu. Dažnio pavarų ir įrangos patikimumo didinimas mažinant perkrovas.
3. Padidėjęs veikimo efektyvumas ir bendras pavaros našumas.
4. Sukurti pastovų variklio greitį, neatsižvelgiant į apkrovos pobūdį, o tai svarbu pereinamųjų procesų metu. Naudojant grįžtamąjį ryšį galima palaikyti pastovus greitis variklis veikiamas įvairiais trikdančiais poveikiais, ypač esant kintamoms apkrovoms.
5. Keitikliai lengvai integruojami į esamas technines sistemas be esminių modifikacijų ir nestabdant technologinių procesų. Pajėgumų asortimentas didelis, tačiau jiems didėjant kainos gerokai išauga.
6. Galimybė atsisakyti variatorių, pavarų dėžių, droselių ir kitos valdymo įrangos arba išplėsti jų pritaikymo spektrą. Taip sutaupoma daug energijos.
7. Pereinamųjų procesų žalingo poveikio technologinei įrangai pašalinimas, pavyzdžiui, vandens plaktukas ar padidėjęs skysčio slėgis vamzdynuose, sumažinant jo suvartojimą naktį.

Trūkumai

Kaip ir visi keitikliai, dažnio keitikliai yra trikdžių šaltiniai. Jiems reikia įdiegti filtrus.

Prekės ženklo vertės yra aukštos. Jis žymiai padidėja didėjant prietaisų galiai.

Dažnio reguliavimas transportuojant skysčius

Įrenginiuose, kuriuose siurbiamas vanduo ir kiti skysčiai, srauto reguliavimas dažniausiai atliekamas naudojant sklendes. Šiuo metu perspektyvi kryptis yra siurblio ar ventiliatoriaus dažnio pavara, kuri varo jų mentes.

Dažnio keitiklio naudojimas kaip alternatyva droselio vožtuvui suteikia energijos taupymo efektą iki 75%. Vožtuvas, ribodamas skysčio srautą, neveikia naudingo darbo. Tuo pačiu metu didėja energijos ir medžiagos praradimas ją transportuojant.

Dažnio pavara leidžia palaikyti pastovų slėgį vartotojui, kai keičiasi skysčio srauto greitis. Iš slėgio jutiklio į pavarą siunčiamas signalas, kuris keičia variklio greitį ir taip reguliuoja jo greitį, išlaikydamas nurodytą srautą.

Siurbimo įrenginiai valdomi keičiant jų našumą. Siurblio energijos suvartojimas yra kubinė rato veikimo arba sukimosi greičio funkcija. Jei greitis sumažinamas 2 kartus, siurblio našumas sumažės 8 kartus. Turėdami kasdienį vandens suvartojimo grafiką, galite nustatyti energijos sutaupymą per šį laikotarpį, jei valdote dažnio pavarą. Dėl to galima automatizuoti siurblinę ir taip optimizuoti vandens slėgį tinkluose.

Vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemų eksploatavimas

Maksimalus oro srautas vėdinimo sistemos ne visada reikia. Darbo sąlygomis gali reikėti sumažinti našumą. Tradiciškai tam naudojamas droselis, kai rato greitis išlieka pastovus. Oro srautą patogiau keisti dėl dažnio valdomos pavaros, kai keičiasi sezoninės ir klimato sąlygos, šilumos, drėgmės, garų ir kenksmingų dujų išsiskyrimas.

Energijos taupymas vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemose pasiekiamas ne mažesnis nei siurblinės, nes veleno sukimosi energijos suvartojimas yra kubinė apsisukimų funkcija.

Dažnio keitiklis

Šiuolaikinė dažnio pavara sukurta naudojant dvigubo keitiklio grandinę. Jį sudaro lygintuvas ir impulsinis keitiklis su valdymo sistema.

Ištaisius tinklo įtampą, signalas išlyginamas filtru ir tiekiamas į keitiklį su šešiais tranzistoriniais jungikliais, kur kiekvienas iš jų prijungiamas prie asinchroninio elektros variklio statoriaus apvijų. Blokas ištaisytą signalą paverčia reikiamo dažnio ir amplitudės trifaziu signalu. Galios IGBT tranzistoriai išėjimo pakopose turi aukštą perjungimo dažnį ir suteikia aiškų kvadratinės bangos signalą be iškraipymų. Dėl variklio apvijų filtravimo savybių srovės kreivės forma jų išėjime išlieka sinusinė.

Signalo amplitudės reguliavimo metodai

Išėjimo įtampos vertė reguliuojama dviem būdais:

1. Amplitudė – įtampos vertės pokytis.
2. Impulso pločio moduliacija – tai impulsinio signalo konvertavimo būdas, kai jo trukmė kinta, bet dažnis išlieka nepakitęs. Čia galia priklauso nuo impulso pločio.

Antrasis metodas dažniausiai naudojamas kuriant mikroprocesorių technologiją. Šiuolaikiniai inverteriai gaminami remiantis išjungiamais GTO tiristoriais arba IGBT tranzistoriais.

Konverterių galimybės ir pritaikymas

Dažnio pavara turi daug galimybių.

1. Trifazės maitinimo įtampos dažnio reguliavimas nuo nulio iki 400 Hz.
2. Elektros variklio pagreitis arba stabdymas nuo 0,01 sek. iki 50 min. pagal duotą laiko dėsnį (dažniausiai tiesinį). Įsibėgėjimo metu galima ne tik sumažinti, bet ir padidinti dinaminius bei paleidimo momentus iki 150%.
3. Variklio atbulinė eiga su nurodytais stabdymo ir greitėjimo režimais iki pageidaujamo greičio kita kryptimi.
4. Keitikliai turi konfigūruojamą elektroninę apsaugą nuo trumpojo jungimo, perkrovų, įžeminimo nuotėkio ir atvirų variklio maitinimo linijų.
5. Skaitmeniniai keitiklių ekranai rodo duomenis apie jų parametrus: dažnį, maitinimo įtampą, greitį, srovę ir kt.
6. Keitikliai reguliuoja įtampos-dažnio charakteristikas, priklausomai nuo reikiamos variklių apkrovos. Jomis pagrįstų valdymo sistemų funkcijas užtikrina įmontuoti valdikliai.
7. Žemiems dažniams svarbu naudoti vektorinį valdymą, kuris leidžia dirbti visu variklio sukimo momentu, išlaikyti pastovų greitį keičiantis apkrovoms ir valdyti sukimo momentą ant veleno. Kintamo dažnio pavara veikia gerai, kai variklio vardinės lentelės duomenys įvesti teisingai ir vėliau sėkmingas įgyvendinimas jį išbandydamas. Gerai žinomi gaminiai iš kompanijų HYUNDAI, Sanyu ir kt.

Konverterių taikymo sritys yra šios:

• siurbliai karšto ir šalto vandens bei šilumos tiekimo sistemose;
• perdirbimo įmonių srutų, smėlio ir plaušienos siurbliai;
• transportavimo sistemos: konvejeriai, ritininiai stalai ir kitos priemonės;
• maišytuvai, malūnai, trupintuvai, ekstruderiai, dozatoriai, tiektuvai;
• centrifugos;
• liftai;
• metalurgijos įranga;
• gręžimo įranga;
• Staklių elektrinės pavaros;
• ekskavatorių ir kranų įranga, manipuliatorių mechanizmai.

Dažnio keitiklių gamintojai, apžvalgos

Vietinis gamintojas jau pradėjo gaminti produktus, kurie tinka vartotojams pagal kokybę ir kainą. Privalumas yra galimybė greitai gauti norimą įrenginį, taip pat išsamūs patarimai dėl sąrankos.

Įmonė " Efektyvios sistemos"gamina serijinius gaminius ir bandomąsias įrangos partijas. Gaminiai naudojami buitiniam naudojimui, mažame versle ir pramonėje. Gamintojas „Vesper“ gamina septynias keitiklių serijas, tarp kurių yra ir daugiafunkcinių, tinkančių daugumai pramoninių mechanizmų.

Dažnių gamybos lyderis yra danas Danfoss kompanija. Jos gaminiai naudojami vėdinimo, oro kondicionavimo, vandens tiekimo ir šildymo sistemose. Suomijos įmonė Danijos įmonei priklausanti „Vacon“ gamina modulines konstrukcijas, iš kurių be nereikalingų dalių galima surinkti reikiamus įrenginius, o tai leidžia sutaupyti komponentų. Taip pat žinomi tarptautinio koncerno ABB keitikliai, naudojami pramonėje ir kasdieniame gyvenime.

Sprendžiant iš apžvalgų, norėdami išspręsti paprastas tipines problemas, galite naudoti pigius buitinius keitiklius, tačiau sudėtingiems jums reikia prekės ženklo su žymiai daugiau nustatymų.

Išvada

Dažnio pavara valdo elektros variklį, keisdama maitinimo įtampos dažnį ir amplitudę, kartu apsaugodama jį nuo gedimų: perkrovų, trumpasis jungimas, gedimai tiekimo tinkle. Jie atlieka tris pagrindines funkcijas, susijusias su pagreičiu, stabdymu ir variklio sūkiais. Tai leidžia padidinti įrangos efektyvumą daugelyje technologijų sričių.