Ako skúsený dodávateľ trojfázových variabilných frekvenčných jednotiek (VFDS) som bol svedkom z prvej ruky kľúčovú úlohu, ktorú tieto zariadenia zohrávajú v moderných priemyselných a komerčných aplikáciách. Pochopenie výstupných vlny trojfázového VFD je rozhodujúce pre kohokoľvek, kto je zapojený do výberu, inštalácie alebo údržby týchto systémov. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do zložitosti týchto vlny, ich významu a toho, ako súvisia s výkonom našich výrobkov.
Základné princípy troch fázových VFD
Predtým, ako preskúmame výstupné krivky, stručne preskúmajme základné princípy troch fázových VFD. VFD je elektronické zariadenie, ktoré riadi rýchlosť striedavého motora zmenou frekvencie a napätia napájaného napájania. To sa dosahuje procesom nazývaným konverzia energie, ktorý zvyčajne zahŕňa tri hlavné fázy: opravenie, filtrovanie zbernice DC a inverzia.
Fáza usmerňovania prevádza prichádzajúci striedavý prúd na DC Power. Zvyčajne sa to robí pomocou usmerňovača diódového mostíka, ktorý umožňuje prúdiť prúd iba v jednom smere. Jednosmerný výkon sa potom filtruje kondenzátorom alebo induktorom, aby sa vyhladil akékoľvek zvlnenie a poskytol stabilné jednosmerné napätie. Nakoniec inverzná fáza prevádza DC napájanie späť do striedavého výkonu s premenlivou frekvenciou a napätím. Toto sa dosahuje pomocou bipolárnych tranzistorov izolovaných brán (IGBT) alebo iných výkonových polovodičových zariadení.
Výstupné vlny trojfázového VFD
Výstupné krivky trojfázového VFD sú typicky tri sínusové vlny, ktoré sú 120 stupňov mimo fázy navzájom. Tieto krivky sú generované meničovým štádiom VFD a používajú sa na riadenie striedavého motora. Tvar a charakteristiky týchto vlny môžu mať významný vplyv na výkon motora a celkový systém.
Sínusový priebeh
Ideálnym výstupným priebehom trojfázového VFD je čistý sínusový priebeh. Sinusoidný priebeh má hladký, kontinuálny tvar, ktorý sa veľmi podobá prirodzenému tvaru vlny striedavého prúdu. Tento typ vlny je preferovaný, pretože minimalizuje harmonické skreslenie, znižuje straty motora a zlepšuje účinnosť motora.
V praxi je však ťažké vytvoriť čistý sínusový tvar vlny v dôsledku obmedzení výkonových polovodičových zariadení a riadiacich algoritmov použitých v VFD. Výsledkom je, že výstupný priebeh VFD zvyčajne obsahuje určité množstvo harmonického skreslenia. Harmonické sú nežiaduce frekvencie, ktoré sú násobkami základnej frekvencie tvaru vlny. Tieto harmonické môžu spôsobiť rôzne problémy vrátane prehriatia motora, zvýšeného elektromagnetického rušenia (EMI) a zníženej kvality energie.
Tvar vlny modulácie šírky impulzov (PWM)
Na zníženie harmonického skreslenia a zlepšenie kvality výstupného tvaru vlny, väčšina trojfázových VFD používa techniku nazývanú modulácia šírky impulzov (PWM). PWM je metóda riadenia priemerného napätia vlny tvaru zmenou šírky impulzov. V priebehu PWM sa výstupné napätie zapne a vypína pri vysokej frekvencii, zvyčajne v rozsahu 2 až 20 kHz. Šírka impulzov je upravená tak, aby riadila priemerné napätie tvaru vlny.
Použitím PWM môže VFD generovať vlnový tvar, ktorý sa úzko približuje sínusoidnému tvaru vlny. Vysokofrekvenčné prepínanie výstupného napätia pomáha vyhladiť tvar vlny a znižovať harmonické skreslenie. PWM však predstavuje aj niektoré nové výzvy, ako napríklad zvýšené straty EMI a vyššie straty prepínania v zariadeniach polovodičov.
Vrhový tvar Vektorovej modulácie (SVM)
Ďalšou technikou, ktorá sa bežne používa v trojfázových VFDS, je modulácia vektorov vesmíru (SVM). SVM je pokročilejšia forma PWM, ktorá používa trojrozmerný vesmírny vektor na reprezentáciu trojfázového výstupného napätia. Použitím SVM môže VFD generovať priebeh, ktorý má ešte nižšie harmonické skreslenie a lepšiu kvalitu energie ako tradičný priebeh PWM.
SVM pracuje tak, že rozdelí trojfázové napätie na niekoľko sektorov a vyberie príslušné spínacie stavy IGBT na vygenerovanie požadovaného výstupného napätia. Spínacie stavy sú vybrané na základe polohy referenčného napätia vektora v napätí. To umožňuje VFD generovať vlnový tvar, ktorý úzko sleduje vektor referenčného napätia a minimalizuje harmonické skreslenie.
Dôležitosť výstupných tvarov vlny v trojfázových VFD
Výstupné vlny trojfázového VFD hrajú rozhodujúcu úlohu pri výkone a spoľahlivosti motora a celkového systému. Tu je niektoré z hlavných dôvodov, prečo sú výstupné krivky dôležité:
Výkon
Kvalita výstupného tvaru vlny môže mať významný vplyv na výkon motora. Čistá sínusoidná vlna alebo vlna s nízkym harmonickým skreslením môže znížiť straty motorov, zvýšiť účinnosť a predĺžiť životnosť motora. Na druhej strane, vlna s vysokým harmonickým skreslením môže spôsobiť prehriatie motora, zvýšené vibrácie a znížený výkon krútiaceho momentu.
Kvalita energie
Výstupné vlny trojfázového VFD môžu tiež ovplyvniť kvalitu výkonu elektrického systému. Harmonické generované VFD môžu spôsobiť skreslenie napätia, zvýšený neutrálny prúd a rušenie s inými elektrickými zariadeniami. Použitím VFD s nízkym harmonickým výstupným priebehom sa môže kvalita výkonu systému zlepšiť a riziko elektrických problémov sa môže znížiť.
Elektromagnetická kompatibilita (EMC)
Výstupné krivky trojfázového VFD môžu tiež generovať elektromagnetické interferencie (EMI), ktoré môžu ovplyvniť prevádzku iných elektrických zariadení. Použitím VFD s nízkym výstupným tvarom EMI sa môže znížiť riziko EMI a môže sa zlepšiť elektromagnetická kompatibilita (EMC) systému.
Naše trojfázové výrobky VFD
V našej spoločnosti ponúkame širokú škálu trojfázových VFD, ktoré sú navrhnuté tak, aby vyhovovali rôznym potrebám našich zákazníkov. Naše VFD sú k dispozícii v rôznych výkonoch, úrovniach napätia a možnostiach riadenia a sú vhodné pre rôzne aplikácie vrátane660V-690V VFD,1,5 kW VFDaČerpadlo ventilátora VFD.
Naše VFD sú vybavené pokročilými riadiacimi algoritmami a polovodičovými zariadeniami, ktoré nám umožňujú generovať vysokokvalitné výstupné krivky s nízkym harmonickým skreslením. Používame najmodernejšie techniky PWM a SVM, aby sme zaistili, že naše VFD poskytujú hladkú, efektívnu a spoľahlivú prevádzku. Okrem toho sú naše VFD navrhnuté tak, aby spĺňali najvyššie štandardy elektromagnetickej kompatibility (EMC) a kvality energie, čím sa zabezpečuje, že sa môžu používať v širokej škále elektrických systémov bez toho, aby spôsobili rušenie alebo iné problémy.
Kontaktujte nás kvôli nákupu a konzultáciám
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich trojfázových VFD alebo máte nejaké otázky týkajúce sa výstupných vlny alebo iných technických aspektov našich výrobkov, neváhajte nás kontaktovať. Náš tím skúsených inžinierov a pracovníkov technickej podpory je k dispozícii, aby vám poskytol podrobné informácie, technickú pomoc a prispôsobené riešenia, ktoré vyhovujú vašim konkrétnym potrebám.
Sme presvedčení, že naše trojfázové VFD ponúkajú najlepšiu kombináciu výkonu, spoľahlivosti a hodnoty na trhu. Či už hľadáte VFD pre malú priemyselnú aplikáciu alebo veľký komerčný projekt, máme odborné znalosti a výrobky, ktoré spĺňajú vaše požiadavky. Kontaktujte nás ešte dnes a začnite diskusiu o vašom projekte a o tom, ako vám naše VFD môžu pomôcť dosiahnuť vaše ciele.
Odkazy
- Bollea, I., & Nasar, SA (1999). Elektrické disky: koncepty, aplikácie a schémy riadenia. CRC Press.
- Krishnan, R. (2001). Elektrické motory: modelovanie, analýza a riadenie. Prentice Hall.
- Mohan, N., Undeland, TM, & Robbins, WP (2012). Elektronika: Prevodníci, aplikácie a dizajn. Wiley.