Трифазните задвижвания с променлива честота (VFD) са незаменими компоненти в съвременните индустриални и търговски настройки, предлагащи прецизен контрол върху скоростта на двигателя, въртящия момент и цялостната производителност. Като доверен доставчик на трифазни VFD, аз съм добре запознат с техническите тънкости и практически приложения на тези забележителни устройства. Този блог има за цел да демистифицира работата на трифазните VFD и да обясни как те ефективно контролират скоростта на двигателя.
Разбиране на основите на трифазните двигатели и VFD
Преди да се задълбочим в това как трифазният VFD контролира скоростта на двигателя, важно е да разберем елементарните принципи на трифазните двигатели. Трифазните двигатели са основна част от промишлените приложения поради тяхната висока ефективност, надеждност и безпроблемна работа. Те разчитат на въртящо се магнитно поле, генерирано от три променливи тока, които са на 120 градуса извън фазата един спрямо друг. Скоростта на трифазен двигател се определя от честотата на захранването и броя на полюсите в двигателя, както е описано с формулата:
[n=\frac{120f}{p}]
Където (n) е синхронната скорост на двигателя в обороти в минута (RPM), (f) е честотата на захранването в херци (Hz) и (p) е броят на полюсите в двигателя.
Трифазният VFD, от друга страна, е електронно устройство, което може да променя честотата и напрежението, подавани към трифазен двигател. Чрез регулиране на тези параметри VFD може да контролира скоростта на двигателя в широк диапазон, осигурявайки високо ниво на гъвкавост и ефективност.
Компоненти на трифазен VFD
Типичен трифазен VFD се състои от три основни секции: токоизправител, DC шина и инвертор.
1. Токоизправител
Токоизправителят е предната част на VFD. Основната му функция е да преобразува входящото трифазно променливотоково захранване в постоянен ток. Това се постига чрез набор от диоди или тиристори. В повечето съвременни VFD често се използва диоден мостов токоизправител. Токоизправителят приема променливия ток, който има постоянно променящо се напрежение и посока, и го преобразува в пулсиращо постоянно напрежение.
2. DC шина
DC шината е секция за съхранение и филтриране на енергия. Той изглажда пулсиращото постоянно напрежение, произведено от токоизправителя, в относително стабилно постоянно напрежение. Кондензаторите обикновено се използват в DC шината за съхраняване на електрическа енергия и намаляване на пулсациите на напрежението. Това стабилно постоянно напрежение служи като вход за следващия етап, инвертора.
3. Инвертор
Инверторът е сърцето на VFD, когато става дума за контрол на скоростта. Той взема DC напрежение от DC шината и го преобразува обратно в трифазно AC напрежение. Ключът тук е, че честотата и напрежението на изходния AC могат да бъдат прецизно регулирани. Инверторът използва биполярни транзистори с изолиран затвор (IGBT) или други превключващи устройства с висока мощност за бързо включване и изключване на постояннотоковото напрежение, създавайки еквивалентна AC вълнова форма с желаната честота и напрежение.
Как трифазен VFD управлява скоростта на двигателя
Контролът на скоростта на трифазен двигател с VFD се основава главно на принципа на промяна на честотата на захранването. Както бе споменато по-рано, синхронната скорост на трифазен двигател е право пропорционална на честотата на захранването. Така че, като променим изходната честота на VFD, можем да променим скоростта на двигателя.
В допълнение към честотата, VFD също настройва изходното напрежение според честотата, за да поддържа постоянно съотношение волт-на-херц (V/Hz). Това е от решаващо значение, тъй като магнитното поле в двигателя се определя от съотношението V/Hz. Ако напрежението е твърде високо спрямо честотата, двигателят може да прегрее поради прекомерен магнитен поток. Обратно, ако напрежението е твърде ниско, моторът може да няма достатъчно въртящ момент, за да работи правилно.
Например, когато искаме да намалим скоростта на двигателя, VFD намалява изходната честота. В същото време той пропорционално намалява изходното напрежение, за да поддържа съотношението V/Hz постоянно. По този начин двигателят може да работи ефективно при по-ниска скорост с подходящ въртящ момент. По същия начин, когато увеличава скоростта на двигателя, VFD увеличава честотата и напрежението по координиран начин.
Разширени функции за контрол на скоростта
Отвъд основния честотен контрол на скоростта, модерните трифазни VFD предлагат множество разширени функции за подобряване на производителността и ефективността на двигателя.
Сензор - по-малко векторно управление
Сензорно безвекторно управление е сложен алгоритъм за управление, използван в много VFD. Той позволява на VFD да контролира въртящия момент и скоростта на двигателя независимо, дори без използването на външни сензори за скорост. Чрез анализиране на тока и напрежението на двигателя, VFD може да оцени позицията на ротора на двигателя и съответно да коригира изхода. Това води до по-прецизен контрол на скоростта, по-добра динамична реакция и подобрена енергийна ефективност.
Затворен контур за управление
В някои приложения, където се изисква изключително висока точност, може да се използва управление по затворен контур. Това включва използването на сензор за скорост, като например енкодер, за предоставяне на обратна връзка към VFD. VFD сравнява действителната скорост на двигателя със зададената скорост и прави корекции в реално време на изходната честота и напрежение, за да минимизира грешката в скоростта. Управлението със затворен контур обикновено се използва в приложения като машинни инструменти, роботика и конвейерни системи.
Приложения на трифазни VFD
Трифазните VFD намират приложение в широк спектър от индустрии, от производството до HVAC системи.
Промишлено производство
В производствените предприятия VFD се използват за управление на скоростта на транспортни ленти, помпи, вентилатори и машинни инструменти. Чрез регулиране на скоростта на двигателя според производствените изисквания, тези системи могат да работят по-ефективно, да намалят консумацията на енергия и да подобрят качеството на продукта. Например конвейерната лента може да се забави по време на процеса на товарене и разтоварване и след това да се ускори по време на фазата на транспортиране.
ОВК системи
Системите за отопление, вентилация и климатизация (HVAC) често използват трифазни VFD за контролиране на скоростта на вентилаторите и помпите. Това позволява на системата да регулира въздушния и водния поток според действителното търсене, което води до значителни икономии на енергия. Например, в голяма офис сграда, VFD може да забави вентилаторите по време на извън пиковите часове, когато сградата е по-малко заета.
Препоръки за продукта
Като доставчик на трифазен VFD препоръчвам различни продукти въз основа на различни изисквания за приложение. За приложения с потребление на мощност около 15KW, нашият15KW VFDе отличен избор. Предлага надеждна производителност и усъвършенствани контролни функции на конкурентна цена.
Ако искате да управлявате еднофазен двигател, нашиятЗадвижване с променлива скорост за еднофазен двигателосигурява рентабилно решение с плавно регулиране на скоростта.
Освен това разполагаме с набор отЧестотен и тежък VFDустройства, пригодени да отговарят на различни изисквания за натоварване. Независимо дали имате нужда от VFD за приложения с леки натоварвания или за тежки промишлени приложения, ние имаме правилния продукт за вас.
Заключение
Трифазните VFD са мощни инструменти за контролиране на скоростта на двигателя, предлагащи многобройни предимства като икономия на енергия, подобрена ефективност и прецизен контрол. Като разберете как работят и техните разширени функции, можете да вземете информирани решения, когато избирате VFD за вашето конкретно приложение. Независимо дали сте в промишленото производство, HVAC или друга индустрия, която изисква контрол на скоростта на двигателя, нашата компания може да осигури висококачествени трифазни VFD, които да отговорят на вашите нужди.
Ако се интересувате от нашите продукти или имате някакви въпроси относно трифазни VFD, моля не се колебайте да се свържете с нас за доставка и преговори. Ние се ангажираме да ви предоставим най-добрите решения и отлично обслужване на клиентите.
Референции
- Чапман, SJ (2012). Основи на електрически машини. Макгроу - Хил.
- Болтън, У. (2016). Индустриална електроника. Рутлидж.