Trojfázové pohony s premenlivou frekvenciou (VFD) sú nepostrádateľnými komponentmi v modernom priemyselnom a komerčnom prostredí, ktoré ponúkajú presnú kontrolu nad rýchlosťou motora, krútiacim momentom a celkovým výkonom. Ako dôveryhodný dodávateľ trojfázových VFD som dobre oboznámený s technickými zložitosťami a praktickými aplikáciami týchto pozoruhodných zariadení. Cieľom tohto blogu je demystifikovať fungovanie trojfázových VFD a vysvetliť, ako efektívne riadia rýchlosť motora.
Pochopenie základov trojfázových motorov a VFD
Predtým, ako sa ponoríme do toho, ako trojfázový VFD riadi rýchlosť motora, je nevyhnutné pochopiť základné princípy trojfázových motorov. Trojfázové motory sú základom priemyselných aplikácií vďaka ich vysokej účinnosti, spoľahlivosti a plynulej prevádzke. Spoliehajú sa na rotujúce magnetické pole generované tromi striedavými prúdmi, ktoré sú navzájom fázovo posunuté o 120 stupňov. Rýchlosť trojfázového motora sa riadi frekvenciou napájania a počtom pólov v motore, ako je opísané vo vzorci:
[n=\frac{120f}{p}]
Kde (n) je synchrónna rýchlosť motora v otáčkach za minútu (RPM), (f) je frekvencia napájania v Hertzoch (Hz) a (p) je počet pólov v motore.
Na druhej strane trojfázový VFD je elektronické zariadenie, ktoré môže meniť frekvenciu a napätie dodávané do trojfázového motora. Úpravou týchto parametrov môže VFD riadiť otáčky motora v širokom rozsahu, čím poskytuje vysokú úroveň flexibility a účinnosti.
Komponenty trojfázového VFD
Typický trojfázový VFD pozostáva z troch hlavných častí: usmerňovač, zbernica jednosmerného prúdu a menič.
1. Usmerňovač
Usmerňovač je predná časť VFD. Jeho primárnou funkciou je premieňať prichádzajúci trojfázový striedavý prúd na jednosmerný prúd. To sa dosiahne pomocou sady diód alebo tyristorov. Vo väčšine moderných VFD sa bežne používa usmerňovač s diódovým mostíkom. Usmerňovač odoberá striedavý prúd, ktorý má neustále sa meniace napätie a smer, a premieňa ho na pulzujúce jednosmerné napätie.
2. DC zbernica
Jednosmerná zbernica je sekcia na ukladanie a filtrovanie energie. Vyhladzuje pulzujúce jednosmerné napätie produkované usmerňovačom na relatívne stabilné jednosmerné napätie. Kondenzátory sa zvyčajne používajú v jednosmernej zbernici na ukladanie elektrickej energie a zníženie zvlnenia napätia. Toto stabilné jednosmerné napätie slúži ako vstup pre ďalší stupeň, invertor.
3. Invertor
Invertor je srdcom VFD, pokiaľ ide o riadenie rýchlosti. Preberá jednosmerné napätie z jednosmernej zbernice a premieňa ho späť na trojfázové striedavé napätie. Kľúčom je, že frekvencia a napätie výstupného striedavého prúdu sa dajú presne nastaviť. Invertor používa izolované bipolárne tranzistory (IGBT) alebo iné vysokovýkonné spínacie zariadenia na rýchle zapnutie a vypnutie jednosmerného napätia, čím sa vytvorí ekvivalentný tvar striedavého prúdu s požadovanou frekvenciou a napätím.
Ako trojfázový VFD riadi otáčky motora
Regulácia otáčok trojfázového motora pomocou VFD je založená hlavne na princípe zmeny frekvencie napájacieho zdroja. Ako už bolo spomenuté, synchrónna rýchlosť trojfázového motora je priamo úmerná frekvencii napájacieho zdroja. Takže zmenou výstupnej frekvencie VFD môžeme zmeniť rýchlosť motora.
Okrem frekvencie upravuje VFD aj výstupné napätie podľa frekvencie, aby sa udržal konštantný pomer voltov na hertz (V/Hz). To je rozhodujúce, pretože magnetické pole v motore je určené pomerom V/Hz. Ak je napätie vzhľadom na frekvenciu príliš vysoké, motor sa môže prehriať v dôsledku nadmerného magnetického toku. Naopak, ak je napätie príliš nízke, motor nemusí mať dostatočný krútiaci moment, aby správne fungoval.
Napríklad, keď chceme znížiť otáčky motora, VFD zníži výstupnú frekvenciu. Zároveň úmerne znižuje výstupné napätie, aby pomer V/Hz zostal konštantný. Motor tak môže bežať efektívne pri nižších otáčkach s príslušným krútiacim momentom. Podobne pri zvyšovaní otáčok motora VFD koordinovane zvyšuje frekvenciu a napätie.
Pokročilé funkcie riadenia rýchlosti
Okrem základnej regulácie rýchlosti založenej na frekvencii ponúkajú moderné trojfázové VFD množstvo pokročilých funkcií na zvýšenie výkonu a účinnosti motora.
Senzor - menej Vector Control
Bezsenzorové vektorové riadenie je sofistikovaný riadiaci algoritmus používaný v mnohých VFD. Umožňuje VFD nezávisle riadiť krútiaci moment a otáčky motora, a to aj bez použitia externých snímačov otáčok. Analýzou prúdu a napätia motora môže VFD odhadnúť polohu rotora motora a podľa toho upraviť výstup. Výsledkom je presnejšie ovládanie rýchlosti, lepšia dynamická odozva a lepšia energetická účinnosť.
Uzavreté ovládanie - slučka
V niektorých aplikáciách, kde sa vyžaduje extrémne vysoká presnosť, je možné použiť riadenie s uzavretou slučkou. To zahŕňa použitie snímača rýchlosti, ako je napríklad kódovač, na poskytovanie spätnej väzby do VFD. VFD porovnáva skutočnú rýchlosť motora s nastavenou rýchlosťou a v reálnom čase upravuje výstupnú frekvenciu a napätie, aby sa minimalizovala chyba rýchlosti. Riadenie s uzavretou slučkou sa bežne používa v aplikáciách, ako sú obrábacie stroje, robotika a dopravníkové systémy.
Aplikácie trojfázových VFD
Trojfázové VFD nachádzajú uplatnenie v širokej škále priemyselných odvetví, od výroby až po systémy HVAC.
Priemyselná výroba
Vo výrobných závodoch sa VFD používajú na riadenie rýchlosti dopravníkových pásov, čerpadiel, ventilátorov a obrábacích strojov. Úpravou otáčok motora podľa výrobných požiadaviek môžu tieto systémy fungovať efektívnejšie, znižovať spotrebu energie a zlepšovať kvalitu produktu. Napríklad dopravný pás sa môže spomaliť počas procesu nakladania a vykladania a potom zrýchliť počas fázy prepravy.
HVAC systémy
Systémy vykurovania, vetrania a klimatizácie (HVAC) často používajú trojfázové VFD na riadenie rýchlosti ventilátorov a čerpadiel. To umožňuje systému prispôsobiť prietok vzduchu a prietok vody podľa aktuálnej potreby, čo vedie k výraznej úspore energie. Napríklad vo veľkej kancelárskej budove môže VFD spomaliť ventilátory v čase mimo špičky, keď je budova menej obsadená.
Odporúčania produktov
Ako trojfázový dodávateľ VFD odporúčam rôzne produkty na základe rôznych požiadaviek aplikácie. Pre aplikácie s potrebou energie okolo 15 kW je naša15KW VFDje výbornou voľbou. Ponúka spoľahlivý výkon a pokročilé ovládacie funkcie za konkurencieschopnú cenu.
Ak hľadáte ovládanie jednofázového motora, nášPohon s premenlivou rýchlosťou pre jednofázový motorposkytuje cenovo výhodné riešenie s plynulou reguláciou rýchlosti.
Okrem toho máme celý radNormálne a ťažké VFDzariadenia prispôsobené rôznym požiadavkám na zaťaženie. Či už potrebujete VFD pre ľahké aplikácie alebo ťažké priemyselné použitie, máme pre vás ten správny produkt.
Záver
Trojfázové VFD sú výkonné nástroje na riadenie otáčok motora, ktoré ponúkajú množstvo výhod, ako je úspora energie, zvýšená účinnosť a presné ovládanie. Keď pochopíte, ako fungujú a ich pokročilé funkcie, môžete robiť informované rozhodnutia pri výbere VFD pre vašu konkrétnu aplikáciu. Či už pôsobíte v priemyselnej výrobe, HVAC alebo v akomkoľvek inom odvetví, ktoré vyžaduje riadenie otáčok motora, naša spoločnosť môže poskytnúť vysokokvalitné trojfázové VFD, ktoré vyhovujú vašim potrebám.
Ak máte záujem o naše produkty alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa trojfázových VFD, neváhajte nás kontaktovať pre obstaranie a vyjednanie. Zaviazali sme sa poskytovať vám tie najlepšie riešenia a vynikajúce služby zákazníkom.
Referencie
- Chapman, SJ (2012). Základy elektrických strojov. McGraw - Hill.
- Bolton, W. (2016). Priemyselná elektronika. Routledge.