Hva er variabel frekvensdrift (VFD) og arbeidsprinsipp for VFD-er

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





Det er viktig å vite hvordan VFD-er eller VFD-stasjoner (VFD-er) fungerer, ettersom de blir mye brukt i AC-motordrevne applikasjoner, som variabel frekvensomformer for motorstyring på grunn av deres mange forskjellige egenskaper.

Variable Frequency-stasjoner

Variable Frequency-stasjoner



Sammenlignet med konvensjonelle motorstasjoner har VFD større funksjonalitet og operasjonsegenskaper. I tillegg til justerbar hastighetskontroll tilbyr frekvensomformere beskyttelse som fase-, under- og overspenningsbeskyttelse. Programvare og grensesnittalternativer for VFD-ene lar brukeren kontrollere motorene på ønsket nivå.


Hva er variabel frekvensstasjon (VFD)

AC-motorhastigheten styres på to måter - enten ved å kontrollere spenningen eller frekvensen. Frekvensstyring gir bedre kontroll på grunn av konstant flytdensitet enn spenningskontroll. Det er her arbeidet med VFDs kommer til å spille. Det er en kraftkonverteringsenhet som konverterer fast spenning, fast frekvens av inngangseffekten til den variable spenningen, den variable frekvensutgangen for å kontrollere vekselstrømsinduksjonsmotorer.



Den består av elektroniske kraftenheter (som IGBT, MOSFET), sentralstyringsenhet med høy hastighet (for eksempel en mikroprosessor, DSP) og valgfrie sensorenheter avhengig av hvilket program som brukes.

De fleste av de industrielle applikasjonene krever variable hastigheter ved toppbelastningsforhold og konstante hastigheter ved normale driftsforhold. Lukket arbeid av VFD holder motorens hastighet på et konstant nivå, selv i tilfelle inngangs- og lastforstyrrelser.

Arbeid med VFD

De to hovedtrekkene ved stasjon med variabel frekvens er justerbare hastigheter og myke start / stopp-muligheter. Disse to funksjonene gjør VFD til en kraftig kontroller for å kontrollere vekselstrømsmotorene. VFD består hovedsakelig av fire seksjoner, de er likeretter, mellomliggende DC-kobling, inverter og kontrollkrets.


Arbeid med VFD

Arbeid med VFD

Likeretter:

Det er den første fasen av en frekvensomformer. Den konverterer vekselstrøm matet fra strøm til likestrøm. Denne seksjonen kan være ensrettet eller toveis basert på applikasjonen som brukes som den firekvadrante driften av motoren. Den bruker dioder, SCR-er, transistorer og andre elektroniske koblingsenheter.

Hvis den bruker dioder, er konvertert likestrøm ukontrollert utgang mens du bruker SCR, varieres likestrømutgangseffekt av portkontroll. Et minimum på seks dioder er nødvendig for trefasekonvertering, slik at likeretterenheten betraktes som sekspulsomformer.

DC-buss:

DC-strøm fra likeretterseksjonen blir matet til DC-koblingen. Denne delen består av kondensatorer og induktorer for å glatte mot krusninger og lagre likestrøm. DC-koblingens hovedfunksjon er å motta, lagre og levere likestrøm.

Inverter:

Denne delen består av elektroniske brytere som transistorer, tyristorer, IGBT, etc. Den mottar likestrøm fra likestrømskoblingen og konverteres til vekselstrøm som leveres til motoren. Det bruker moduleringsteknikker som pulsbreddemodulasjon for å variere utgangsfrekvensen for å kontrollere hastigheten på induksjonsmotoren.

Kontrollkrets:

Den består av en mikroprosessorenhet og utfører forskjellige funksjoner som å kontrollere, konfigurere stasjonsinnstillinger, feilforhold og grensesnitt kommunikasjonsprotokoller . Den mottar et tilbakemeldingssignal fra motoren som gjeldende hastighetsreferanse og regulerer følgelig forholdet mellom spenning og frekvens for å kontrollere motorhastigheten.

VFD implementeringsprogram

VFD implementeringsprogram

VFD implementeringsprogram

VFD kan også implementeres av mikrokontrollerkretsen som er gitt nedenfor. I likhet med VFD består den også av likeretterseksjon, filtrering og deretter inverter-seksjon. Her får inverterseksjonen avfyringspulsene fra den programmerte mikrokontrolleren for å gi variabel spenning og frekvens til belastningen. Dette prosjektet kalles en enfase til tre-fase omformer bruker SVPWM til å kontrollere vekselstrøm og frekvens over belastningen

Påføring av VFD

Anvendelsen av VFD er vekselstrømsmotorhastighetskontroll av syklomformere .

Strøm fra strømforsyningen mates til likeretterkretsen som konverterer fast AC til fast DC. Tre-omformere består av to dioder som er koblet parallelt for hver fase, slik at en av diodene utfører når den spesielle fasen er relativt mer positiv eller negativ.

Påføring av VFD

Påføring av VFD

Pulsed DC-spenning generert fra likeretteren påføres DC-koblingskretsen. Denne mellomkretsen består av induktorer og kondensatorer. Det filtrerer den pulserende DC ved å redusere ringinnhold og gir likestrøm et konstant nivå.

For å tilveiebringe variabel spenning og variabel frekvens til motoren, bør likestrøm fra likestrømsleddet konverteres til variabel vekselstrøm av inverter. Inverteren består av IGBT-er som koblingsenheter som styres av PWM-teknikken.

I likhet med likeretterkretsen tilhører inverterbrytere også to grupper som positive og negative. Positiv side IGBT er ansvarlig for den positive pulsen og den negative siden IGBT for en negativ puls ved utgangen til omformeren. Så den oppnådde utgangen er en vekselstrøm som påføres motoren.

Varierende koblingsperiode regulerer spenning og frekvens samtidig i omformeren. Moderne VFD bruker de nyeste kontrollteknikkene som skalar-, vektor- og direkte dreiemomentkontroller for å kontrollere omformerens brytere for å oppnå variabel effekt.

Utgangsbølgeformer av VFD

Utgangsbølgeformer av VFD

Ovenstående figur viser hvordan spenningen og frekvensen varieres av en frekvensomformer. Som et eksempel påføres AC 480V, 60Hz forsyning til VFD som varierer signalspenningen og frekvensen for å ha kontroll over hastigheten.

Når frekvensen reduseres, reduseres også motorens hastighet. I figuren over synker den gjennomsnittlige effekten til motoren mens den reduserer både spenning og frekvens, forutsatt at forholdet mellom disse to parametrene er konstant.

Fordeler med VFD

VFD koblet til motor

VFD koblet til motoren

Frekvensomformere tilbyr ikke bare justerbare hastigheter for nøyaktige og presise kontrollapplikasjoner, men har også flere fordeler når det gjelder prosesskontroll og bevaring av energi . Noen av disse er gitt nedenfor.

Energisparing

Mer enn 65% av kraften forbrukes av elektriske motorer i industrien. Både størrelses- og frekvensstyringsteknikk for å variere hastigheten bruker mindre strøm når variabel hastighet kreves av motoren. Så en stor mengde energi spares av disse VFD-ene.

Styring med lukket sløyfe

VFD tillater nøyaktig posisjonering av motorhastigheten ved kontinuerlig å sammenligne med referansehastighet, selv ved endringer i lasteforholdene og inngangsforstyrrelser som spenningssvingninger.

• Begrenser startstrømmen

Induksjonsmotor trekker strøm som er 6 til 8 ganger nominell strøm ved start. Sammenlignet med konvensjonelle forretter, gir VFD bedre resultater fordi det gir lav frekvens ved start. På grunn av lav frekvens trekker motoren mindre strøm, og denne strømmen overstiger aldri den nominelle verdien ved start og drift.

• Smidig håndtering

Det gir jevn drift ved start og stopp, og reduserer også termisk og mekanisk belastning på motorer og beltestasjoner.

Høy effektfaktor

Den innebygde korrigeringskretsen for effektfaktor i DC-koblingen til VFD reduserer behovet for ekstra effektfaktorkorrigeringsenheter.

Effektfaktoren for induksjonsmotoren er svært lav for spesielt uten belastning, mens den ved full belastning er 0,88 til 0,9. Lav effektfaktor resulterer i dårlig utnyttelse av kraft på grunn av høye reaktive tap.

Enkel installasjon

Forhåndsprogrammerte og fabrikkablede VFD-er tilbyr en enkel måte for tilkobling og vedlikehold.

Jeg håper at du har fått presis og god kunnskap om hvordan VFD fungerer i vår artikkel. Takk for at du har brukt din verdifulle tid. Vi har en enkel oppgave for deg - Hva er de forskjellige typene VFD-er? Gi svarene dine i kommentarfeltet nedenfor. Hvis du har spørsmål om dette emnet eller det elektriske og elektroniske prosjekter Du kan også dele dine anmeldelser og forslag angående denne artikkelen i kommentarfeltet nedenfor.

Fotokreditter

Variable Frequency Drives av emainc

Grunnleggende deler av VFD av maskindesign

Arbeid med VFD av cfnewsads

Utgangsbølgeformer av VFD av vfds

VFD koblet til motoren ved cfnewsads