Važno je znati rad VFD-a ili pogona s promjenjivom frekvencijom (VFD), jer se oni opsežno koriste u primjenama na izmjenični pogon, poput pogon promjenljive frekvencije za upravljanje motorom , zbog njihovih širokih raznolikosti.
Pogoni s promjenjivom frekvencijom
U usporedbi s konvencionalnim motornim pogonima, VFD ima veću funkcionalnost i radne mogućnosti. Uz prilagodljivu kontrolu brzine, pogoni s promjenjivom frekvencijom nude zaštitu poput fazne, ispod i prenaponske zaštite. Softver i mogućnosti povezivanja VFD-a omogućavaju korisniku upravljanje motorima na željenim razinama.
Što je pogon promjenjive frekvencije (VFD)
Brzina izmjeničnog motora kontrolira se na dva načina - bilo kontroliranjem napona ili frekvencije. Regulacija frekvencije daje bolju kontrolu zbog konstantne gustoće protoka od regulacije napona. Tu dolazi do izražaja rad VFD-ova. To je uređaj za pretvorbu snage koji pretvara fiksni napon, fiksnu frekvenciju ulazne snage u promjenjivi napon, izlaz s promjenjivom frekvencijom za upravljanje izmjeničnim indukcijskim motorima.
Sastoji se od elektroničkih uređaja za napajanje (poput IGBT, MOSFET), centralne upravljačke jedinice velike brzine (poput mikroprocesora, DSP) i opcionalnih senzorskih uređaja, ovisno o korištenoj aplikaciji.
Većina industrijskih aplikacija zahtijeva promjenjive brzine u uvjetima vršnog opterećenja i konstantne brzine u normalnim radnim uvjetima. Zatvoreni rad VFD-a održava brzinu motora na konstantnoj razini, čak i u slučaju poremećaja ulaza i opterećenja.
Rad VFD-ova
Dvije glavne značajke pogona s promjenjivom frekvencijom su podesive brzine i mogućnosti mekog pokretanja / zaustavljanja. Ove dvije značajke čine VFD moćnim kontrolerom za upravljanje izmjeničnim motorima. VFD se sastoji od uglavnom četiri odjeljka, a to su ispravljač, srednja istosmjerna veza, pretvarač i upravljački krug.
Rad VFD-ova
Ispravljač:
To je prva faza pogona promjenjive frekvencije. Pretvara izmjeničnu snagu napajanu iz mreže u istosmjernu. Ovaj odjeljak može biti jednosmjerni ili dvosmjerni na temelju primjene koja se koristi poput rada motora s četiri kvadranta. Koristi diode, SCR-ove, tranzistore i druge elektroničke sklopne uređaje.
Ako koristi diode, pretvorena istosmjerna snaga je nekontrolirani izlaz dok se koristi SCR, istosmjerna izlazna snaga varira upravljanjem vrata. Za trofaznu pretvorbu potrebno je najmanje šest dioda, tako da se ispravljačka jedinica smatra pretvaračem sa šest impulsa.
Istosmjerna sabirnica:
Istosmjerna snaga iz dijela ispravljača dovodi se na istosmjernu vezu. Ovaj se odjeljak sastoji od kondenzatora i prigušnica za ujednačavanje valova i spremanje istosmjerne energije. Glavna funkcija istosmjerne veze je prihvat, pohrana i isporuka istosmjerne energije.
Pretvarač:
Ovaj se odjeljak sastoji od elektroničkih prekidača poput tranzistora, tiristora, IGBT-a itd. Prima istosmjernu snagu iz istosmjerne veze i pretvara se u izmjeničnu struju koja se isporučuje na motor. Koristi tehnike modulacije Kao modulacija širine impulsa za promjenu izlazne frekvencije za upravljanje brzinom asinkronog motora.
Upravljački krug:
Sastoji se od mikroprocesorske jedinice i izvodi razne funkcije poput upravljanja, konfiguriranja postavki pogona, stanja kvara i povezivanje komunikacijskih protokola . Prima povratni signal od motora kao referentnu brzinu trenutne brzine i u skladu s tim regulira omjer napona i frekvencije za kontrolu brzine motora.
Primjena VFD implementacije
Primjena VFD implementacije
VFD se također može implementirati putem kruga mikrokontrolera koji je dan u nastavku. Slično VFD-u, također se sastoji od dijela ispravljača, filtriranja i zatim dijela pretvarača. Ovdje pretvarač dobiva impulse pucanja od programiranog mikrokontrolera dajući promjenjivi napon i frekvenciju opterećenja. Ovaj se projekt naziva jednofaznim u trofazni pretvarač pomoću SVPWM za kontrolu izmjeničnog napona i frekvencije na opterećenju
Primjena VFD-a
Primjena VFD-a je kontrola brzine izmjeničnog motora ciklo pretvaračima .
Snaga iz mreže napaja se u ispravljački krug koji pretvara fiksni izmjenični u fiksni istosmjerni. Tri nožna pretvarača sastoje se od dvije paralelno povezane diode za svaku fazu, tako da jedna od dioda provodi kad je određena faza relativno pozitivnija ili negativnija.
Primjena VFD-a
Impulsni istosmjerni napon generiran iz ispravljača primjenjuje se na krug istosmjerne veze. Ovaj međukrug obuhvaća prigušnice i kondenzatore. Filtrira impulsni istosmjerni tok smanjenjem sadržaja mreškanja i daje istosmjernu snagu konstantnoj razini.
Da bi motor dobio promjenjivi napon i promjenjivu frekvenciju, istosmjernu snagu iz istosmjerne veze pretvarač mora pretvoriti u promjenjivu izmjeničnu struju. Pretvarač se sastoji od IGBT-a kao sklopnih uređaja kojima se upravlja PWM tehnikom.
Slično krugu ispravljača, sklopke pretvarača također pripadaju dvije skupine kao pozitivne i negativne. Pozitivna strana IGBT odgovorna je za pozitivni impuls, a negativna IGBT za negativni impuls na izlazu pretvarača. Dakle, dobiveni izlaz je izmjenična struja koja se primjenjuje na motor.
Variranje razdoblja uključivanja istovremeno regulira napon i frekvenciju u pretvaraču. Suvremeni VFD koristi najnovije tehnike upravljanja poput skalarnog, vektorskog i izravnog upravljanja zakretnim momentom za upravljanje prekidačima pretvarača u postizanju promjenjive snage.
Izlazni valni oblici VFD-a
Gornja slika prikazuje kako variraju napon i frekvencija pogonom promjenjive frekvencije. Kao primjer, na VFD se primjenjuje napajanje AC 480V, 60Hz, koje mijenja napon i frekvenciju signala kako bi imalo kontrolu brzine.
Kako se frekvencija smanjuje, tako se smanjuje i brzina motora. Na gornjoj slici, prosječna snaga primijenjena na motor opada, a smanjuje i napon i frekvenciju, pod uvjetom da je omjer ova dva parametra konstantan.
Prednosti VFD-a
VFD spojen na motor
Pogoni s promjenjivom frekvencijom ne samo da nude podesive brzine za precizne i precizne upravljačke programe, već imaju i više prednosti u pogledu upravljanja procesom i čuvanje energije . Neki od njih dati su u nastavku.
Ušteda energije
Više od 65% snage troše električni motori u industriji. Tehnika regulacije veličine i frekvencije za promjenu brzine troši manje energije kada motor zahtijeva promjenjivu brzinu. Dakle, ove VFD-ove čuvaju veliku količinu energije.
Kontrola u zatvorenoj petlji
VFD omogućuje precizno pozicioniranje brzine motora kontinuiranom usporedbom s referentnom brzinom čak i kod promjena uvjeta opterećenja i ulaznih poremećaja poput fluktuacija napona.
• Ograničava početnu struju
Indukcijski motor crpi struju koja je 6 do 8 puta veća od nominalne struje pri pokretanju. U usporedbi s konvencionalnim pokretačima, VFD daje bolje rezultate jer daje nisku frekvenciju u trenutku pokretanja. Zbog niske frekvencije, motor vuče manje struje i ta struja nikada ne prelazi nazivnu vrijednost pri pokretanju, kao ni pri radu.
• Neometan rad
Nudi glatke operacije pri pokretanju i zaustavljanju, a također smanjuje toplinsko i mehaničko opterećenje motora i remenskih pogona.
Visoki faktor snage
Ugrađeni krug za korekciju faktora snage u istosmjernoj vezi VFD smanjuje potrebu za dodatnim uređajima za korekciju faktora snage.
Faktor snage asinhronog motora vrlo je nizak za posebno rad bez opterećenja, dok je pri punom opterećenju 0,88 do 0,9. Niski faktor snage rezultira lošim iskorištavanjem snage zbog velikih reaktivnih gubitaka.
Jednostavna instalacija
Unaprijed programirani i tvornički ožičeni VFD-ovi nude jednostavan način povezivanja i održavanja.
Nadam se da ste u našem članku dobili precizno i dovoljno znanja o radu VFD-ova. Hvala vam što ste potrošili dragocjeno vrijeme. Za vas imamo jednostavan zadatak - Koje su različite vrste VFD-a? Dajte svoje odgovore u odjeljku za komentare u nastavku. Ako imate pitanja o ovoj temi ili o električnim i elektronički projekti Također možete podijeliti svoje kritike i prijedloge u vezi s ovim člankom u odjeljku za komentare u nastavku.
Foto bodovi
Pogoni s promjenjivom frekvencijom emainc
Osnovni dijelovi VFD-a strojno dizajniran
Rad VFD - a od cfnewsads
Izlazni valni oblici VFD po vfds
VFD povezan s motorom cfnewsads
