In verschillende situaties kan het nodig zijn om de frequentie van de beginstroom om te zetten in een stroom met een geregelde frequentiespanning. Dit is bijvoorbeeld nodig bij het gebruik van asynchrone motoren om hun rotatiesnelheid te wijzigen. In dit artikel worden het doel en het werkingsprincipe van de frequentieomvormer besproken.
Inhoud
Wat is een frequentieomvormer?
Een frequentieomvormer (FC) is een elektrisch apparaat dat eenfasige of driefasige wisselstroom met een frequentie van 50 Hz omzet en soepel regelt in een soortgelijk type stroom met een frequentie van 1 tot 800 Hz. Dergelijke apparaten worden veel gebruikt om de werking van verschillende asynchrone elektrische machines te regelen, bijvoorbeeld om de frequentie van hun rotatie te wijzigen. Er zijn ook apparaten voor gebruik in industriële hoogspanningsnetwerken.
Eenvoudige omvormers regelen de frequentie en spanning volgens de V/f-karakteristiek, complexe apparaten gebruiken vectorbesturing.
De frequentieomvormer is een technisch complex apparaat en bestaat niet alleen uit een frequentieomvormer, maar is ook beveiligd tegen overstroom, overspanning en kortsluiting. Dergelijke apparatuur kan ook een smoorspoel hebben om de golfvorm te verbeteren en filters om verschillende elektromagnetische interferentie te verminderen. Er zijn elektronische converters, evenals elektrische machine-apparaten.
Het werkingsprincipe van de frequentieomvormer
Een elektronische omvormer bestaat uit verschillende hoofdcomponenten: een gelijkrichter, een filter, een microprocessor en een omvormer.
gelijkrichter heeft een aantal diodes of thyristors die de beginstroom bij de ingang naar de omzetter corrigeren. Diode-omvormers worden gekenmerkt door een volledige afwezigheid van rimpelingen, het zijn goedkope, maar tegelijkertijd betrouwbare apparaten. Op thyristor gebaseerde omvormers creëren de mogelijkheid om stroom in beide richtingen te laten vloeien en maken de terugkeer van elektrische energie naar het netwerk mogelijk wanneer de motor wordt geremd.
Filter gebruikt in thyristorapparaten om spanningsrimpels te verminderen of te elimineren. Smoothing wordt uitgevoerd met behulp van capacitieve of inductief-capacitieve filters.
Microprocessor – is een controle- en analyselink van de converter. Het ontvangt en verwerkt signalen van sensoren, waardoor u het uitgangssignaal van de frequentieomvormer met een ingebouwde PID-regelaar kunt aanpassen.Ook registreert en slaat dit systeemonderdeel gebeurtenisgegevens op, registreert en beschermt het apparaat tegen overbelasting, kortsluiting, analyseert de bedrijfsmodus en schakelt het apparaat uit in geval van noodwerking.
omvormer spanning en stroom worden gebruikt om elektrische machines te besturen, dat wil zeggen om de frequentie van de stroom soepel te regelen. Een dergelijk apparaat produceert een "pure sinus" -uitgang, waardoor het in veel industrieën kan worden gebruikt.
Het werkingsprincipe van de elektronische frequentieomvormer (omvormer) bestaat uit de volgende werkfasen:
- De sinusvormige ingangs- of driefasige wisselstroom wordt gelijkgericht door een diodebrug of thyristors;
- Met behulp van speciale filters (condensatoren) wordt het signaal gefilterd om spanningsrimpels te verminderen of te elimineren;
- De spanning wordt omgezet in een driefasige golf met bepaalde parameters met behulp van een microschakeling en een transistorbrug;
- Aan de uitgang van de omvormer worden rechthoekige pulsen met gespecificeerde parameters omgezet in een sinusvormige spanning.
Soorten frequentieomvormers
Er zijn verschillende typen frequentieomvormers, die momenteel het meest gangbaar zijn voor productie en gebruik:
Elektromachine (elektro-inductie) omvormers: worden gebruikt in gevallen waarin het onmogelijk of ongepast is om elektronische FC's te gebruiken. Structureel zijn dergelijke apparaten asynchrone motoren met een faserotor, die werken in de generator-converter-modus.
Deze apparaten zijn scalair gestuurde converters. Aan de uitgang van dit apparaat wordt een spanning met een bepaalde amplitude en frequentie gecreëerd om een bepaalde magnetische flux in de statorwikkelingen te handhaven.Ze worden gebruikt in gevallen waar het niet nodig is om de rotorsnelheid te handhaven afhankelijk van de belasting (pompen, ventilatoren en andere apparatuur).
Elektronische omvormers: veel gebruikt in alle werkomstandigheden voor verschillende apparatuur. Dergelijke apparaten zijn vectoren, ze berekenen automatisch de interactie van de magnetische velden van de stator en rotor en geven een constante waarde van de rotorsnelheid, ongeacht de belasting.
- Cycloomzetters;
- Cyclo-omvormers;
- Omvormer met tussenkring tussenkring:
- Frequentieomvormer van stroombron;
- Frequentieomvormer van de spanningsbron (met amplitude- of pulsbreedtemodulatie).
Per scope kan de apparatuur zijn:
- voor apparatuur met een vermogen tot 315 kW;
- vectoromvormers voor vermogen tot 500 kW;
- explosieveilige apparaten voor gebruik in explosieve en stoffige omgevingen;
- frequentieomvormers gemonteerd op elektromotoren;
Elk type frequentieomvormer heeft bepaalde voor- en nadelen en is toepasbaar op verschillende apparatuur en belastingen, evenals op werkomstandigheden.
De frequentieomvormer kan handmatig of extern worden bestuurd. Handmatige bediening wordt uitgevoerd vanaf het bedieningspaneel van de omvormer, die de snelheid kan aanpassen of de werking kan stoppen. Externe besturing wordt uitgevoerd met behulp van automatische besturingssystemen (APCS), die alle apparaatparameters kunnen regelen en u in staat stellen om het schema of de bedrijfsmodus te schakelen (via FC of bypass).Met externe besturing kunt u ook de werking van de converter programmeren, afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden, belasting, tijd, waardoor u in de automatische modus kunt werken.
Waarom heeft een elektromotor een frequentieomvormer nodig?
Het gebruik van frequentieomvormers maakt het mogelijk om de kosten van elektriciteit, de afschrijvingskosten van motoren en apparatuur te verlagen. Ze kunnen worden gebruikt voor goedkope kooiankermotoren, wat de productiekosten verlaagt.
Veel elektromotoren werken in omstandigheden van frequente verandering van bedrijfsmodi (frequent starten en stoppen, veranderende belasting). Met frequentieomvormers kunt u de motor soepel starten en het maximale startkoppel en de verwarming van de apparatuur verminderen. Dit is bijvoorbeeld belangrijk bij hijsmachines en stelt u in staat de negatieve impact van plotselinge starts te verminderen, evenals het slingeren van de last en schokken bij het stoppen.
Met behulp van de omvormer kunt u de werking van ventilatoren, pompen soepel regelen en kunt u technologische processen automatiseren (gebruikt in ketelhuizen, in de mijnbouw, in de olie- en olieraffinagesectoren, bij waterleidingbedrijven en andere ondernemingen).
Het gebruik van frequentieomvormers in transportbanden, transportbanden, liften stelt u in staat de levensduur van hun componenten te verlengen, omdat het schokken, schokken en andere negatieve factoren bij het starten en stoppen van apparatuur vermindert. Ze kunnen het motortoerental soepel verhogen en verlagen, een omgekeerde beweging uitvoeren, wat belangrijk is voor een groot aantal zeer nauwkeurige industriële apparatuur.
Voordelen van frequentieomvormers:
- Verlaging van energiekosten: door verlaging van startstromen en aanpassing van het motorvermogen op basis van belasting;
- De betrouwbaarheid en duurzaamheid van apparatuur verhogen: hiermee kunt u de levensduur verlengen en de periode van de ene technische dienst naar de andere verlengen;
- Hiermee kunt u externe controle en beheer van apparatuur van externe computerapparaten implementeren en de mogelijkheid om te integreren in automatiseringssystemen;
- Frequentieomvormers kunnen werken met elk belastingsvermogen (van één kilowatt tot tientallen megawatt);
- De aanwezigheid van speciale componenten in de samenstelling van frequentieomvormers stelt u in staat om te beschermen tegen overbelasting, fase-uitval en kortsluiting, en om een veilige werking en uitschakeling van apparatuur in geval van nood te garanderen.
Natuurlijk, als je naar zo'n lijst met voordelen kijkt, zou je je kunnen afvragen waarom ze niet voor alle motoren in de onderneming worden gebruikt? Het antwoord ligt hier helaas voor de hand, maar dit zijn de hoge kosten van chastotnikov, hun installatie en aanpassing. Niet elk bedrijf kan deze kosten opbrengen.
Vergelijkbare artikelen:
