ما هو محول التردد ، وكيف يعمل وما هو الغرض منه
تعريف
بحكم التعريف ، محول التردد هو محول طاقة إلكتروني لتغيير تردد تيار متناوب. ولكن اعتمادًا على الأداء ، يتغير مستوى الجهد وعدد المراحل. قد لا يكون واضحًا لك تمامًا سبب الحاجة إلى مثل هذا الجهاز ، لكننا سنحاول إخبارك بذلك بكلمات بسيطة.
يعتمد تردد دوران العمود للمحركات المتزامنة وغير المتزامنة (HELL) على تردد دوران التدفق المغناطيسي الثابت وهو محدد بواسطة الصيغة:
ن = (60 * F / p) * (1-S) ،
حيث n هو عدد دورات عمود الجحيم ، p هو عدد أزواج القطب ، s هو زلة ، f هو تردد التيار المتناوب.
بعبارات بسيطة ، تعتمد سرعة الدوار على التردد وعدد أزواج القطب. يتم تحديد عدد الأزواج القطبية من خلال تصميم ملفات الجزء الثابت ، ويكون تردد التيار في الشبكة ثابتًا. لذلك ، من أجل تنظيم السرعة ، لا يمكننا التحكم إلا في التردد بمساعدة المحولات.
جهاز
في ضوء ما سبق ، نعيد صياغة الإجابة على السؤال:
محول التردد هو جهاز إلكتروني لتغيير تردد التيار المتردد ، وبالتالي ، سرعة دوران الدوار لآلة كهربائية غير متزامنة (ومتزامنة).
رمز رسومي وفقًا لـ GOST 2.737-68 يمكنك أن ترى أدناه:
يطلق عليه إلكترونيًا لأنه يعتمد على دائرة تبديل أشباه الموصلات. بناءً على الميزات الوظيفية ونوع التحكم ، سيتم تعديل مخطط الدائرة وخوارزمية التشغيل.
في الرسم البياني أدناه ، ترى كيف يتم ترتيب محول التردد:
مبدأ تشغيل محول التردد على النحو التالي:
- يتم توفير جهد التيار الكهربائي إلى المعدل 1 ويصبح نابضًا مصححًا.
- في الكتلة 2 ، يتم تنعيم النبضات ويتم تعويض المكون التفاعلي جزئيًا.
- الكتلة 3 هي مجموعة من مفاتيح الطاقة التي يتم التحكم فيها بواسطة نظام تحكم (4) باستخدام تعديل عرض النبضة (PWM). يسمح لك هذا التصميم بالحصول على جهد منظم من قبل PWM من مستويين عند الخرج ، والذي ، بعد التجانس ، يقترب من شكل جيبي. في النماذج باهظة الثمن ، تم استخدام مخطط ثلاثي المستويات ، حيث يتم استخدام المزيد من المفاتيح. يسمح لك بتحقيق أقرب إلى الموجة الجيبية. كما يمكن استخدام مفاتيح أشباه الموصلات الثايرستور أو التأثير الميداني أو الترانزستورات IGBT. في الآونة الأخيرة ، كان النوعان الأخيران أكثر طلبًا وشعبية بسبب الكفاءة والخسائر الصغيرة وسهولة الإدارة.
- باستخدام PWM ، يتم تشكيل مستوى الجهد المطلوب ، بكلمات بسيطة - هذه هي الطريقة التي يتم بها تعديل الموجة الجيبية ، بما في ذلك بالتناوب أزواج المفاتيح ، وتشكيل خط الجهد.
لذلك وصفنا بإيجاز كيف يعمل محول التردد لمحرك كهربائي وما يتكون منه. يتم استخدامه كمصدر طاقة ثانوي ولا يتحكم فقط في شكل شبكة الإمداد الحالية ، ولكنه يحول قيمتها وترددها وفقًا للمعايير المحددة.
أنواع chastotniks والنطاق
طرق الإدارة
يمكن إجراء تعديل السرعة بطرق مختلفة ، من خلال طريقة تعيين التردد المطلوب ، وطريقة التنظيم. تنقسم Chastotniki وفقًا لطريقة التحكم إلى نوعين:
- مع التحكم العددي.
- مع مكافحة ناقلات.
تقوم الأجهزة من النوع الأول بتنظيم التردد وفقًا لوظيفة U / F معينة ، أي أن الجهد يتغير مع التردد. يمكن ملاحظة مثال على اعتماد مثل هذا الجهد على التردد أدناه.
يمكن أن تكون مختلفة ومبرمجة لحمل معين ، على سبيل المثال ، على المراوح ليست خطية ، ولكنها تشبه فرع القطع المكافئ. يحافظ مبدأ التشغيل هذا على التدفق المغناطيسي في الفجوة بين الدوار والجزء الثابت.
من سمات التحكم الحجمي انتشاره وسهولة تنفيذه. يتم استخدامه في الغالب للمضخات والمراوح والضواغط. غالبًا ما يتم استخدام هذه chastotniks إذا كان من الضروري الحفاظ على ضغط ثابت (أو معلمة أخرى) ، يمكن أن تكون مضخات غاطسة للآبار ، إذا أخذنا في الاعتبار الاستخدام المنزلي.
في الإنتاج ، النطاق واسع ، على سبيل المثال ، التحكم في الضغط في نفس خطوط الأنابيب وأداء أنظمة التهوية التلقائية. نطاق التحكم هو عادة 1:10 ، بعبارات بسيطة ، يمكن أن تختلف السرعة القصوى من الحد الأدنى بمقدار 10 مرات. نظرًا لخصائص تنفيذ الخوارزميات والدوائر ، عادةً ما تكون هذه الأجهزة أرخص ، وهي الميزة الرئيسية.
العيوب:
- ليس مراجعة دقيقة للغاية.
- استجابة أبطأ لتغيير النظام.
- في معظم الأحيان لا توجد طريقة للتحكم في اللحظة على العمود.
- مع زيادة السرعة فوق القيمة الاسمية ، تنخفض اللحظة على عمود المحرك (أي عندما نرفع التردد فوق القيمة الاسمية 50 هرتز).
هذا الأخير يرجع إلى حقيقة أن الجهد عند الإخراج يعتمد على التردد ، عند التردد المقنن ، الجهد يساوي جهد التيار الكهربائي ، ولا يعرف chastotnik كيفية رفعه أعلى ، على الرسم البياني يمكنك أن ترى جزءًا متساويًا من المؤامرة بعد 50 هرتز. وتجدر الإشارة إلى أن اعتماد اللحظة على التردد ، يسقط وفقًا للقانون 1 / f ، يظهر باللون الأحمر في الرسم البياني أدناه ، واعتماد الطاقة على التردد أزرق.
تختلف محولات التردد التي يتم التحكم فيها عن طريق المتجه ، فهي هنا ليست فقط الجهد الذي يتوافق مع منحنى U / f. تختلف خصائص جهد الخرج وفقًا للإشارات الواردة من أجهزة الاستشعار ، بحيث يتم الاحتفاظ بلحظة معينة على العمود. ولكن لماذا نحتاج إلى طريقة التحكم هذه؟ التعديل الأكثر دقة والسرعة هي السمات المميزة لمحول التردد المتحكم فيه. هذا مهم في مثل هذه الآليات حيث يرتبط مبدأ العمل بتغيير حاد في الحمل واللحظة على الهيئة التنفيذية.
يعتبر هذا الحمل نموذجيًا للخراطة وأنواع أخرى من الآلات ، بما في ذلك CNC. دقة التنظيم تصل إلى 1.5٪ ، ونطاق التعديل هو 1: 100 ، للحصول على دقة أكبر مع مستشعرات السرعة ، وما إلى ذلك - 0.2٪ و 1: 10000 ، على التوالي.
هناك رأي في المنتديات بأن فرق السعر بين المتجهات و chastotniks اليوم أقل مما كان عليه من قبل (15-35٪ اعتمادًا على الشركة المصنعة) ، والفرق الرئيسي هو البرامج الثابتة أكثر من الدوائر. لاحظ أيضًا أن معظم النماذج الموجهة تدعم التحكم الحجمي.
المزايا:
- مزيد من الاستقرار والدقة ؛
- استجابة أسرع لتغييرات الحمل وعزم الدوران العالي عند السرعة المنخفضة ؛
- مجموعة أوسع من التنظيم.
العيب الرئيسي هو أنه يكلف أكثر من العددية.
في كلتا الحالتين ، يمكن ضبط التردد يدويًا أو بواسطة أجهزة استشعار ، على سبيل المثال ، مستشعر ضغط أو عداد تدفق (إذا كنا نتحدث عن مضخات) أو مقياس جهد أو جهاز تشفير.
تحتوي جميع أو جميع محولات التردد تقريبًا على وظيفة بدء التشغيل السلس ، مما يجعل من السهل تشغيل المحركات من مولدات الطوارئ دون أي خطر من التحميل الزائد.
عدد المراحل
بالإضافة إلى طرق الاستجابة ، تختلف chastotniks في عدد المراحل عند الإدخال والإخراج. لذا ميز محولات التردد بمدخلات أحادية الطور وثلاث أطوار.
في الوقت نفسه ، يمكن تشغيل معظم النماذج ثلاثية الطور بمرحلة واحدة ، ولكن مع هذا التطبيق ، تنخفض طاقتها إلى 30-50 ٪. ويرجع ذلك إلى الحمل الحالي المسموح به على الثنائيات وعناصر دائرة الطاقة الأخرى. تتوفر نماذج أحادية الطور في نطاق القدرة حتى 3 كيلو واط.
مهم! لاحظ أنه مع اتصال أحادي الطور بجهد دخل 220 فولت ، سيكون هناك خرج 3 مراحل 220 فولت ، وليس 380 فولت. أي أن الناتج الخطي سيكون بالضبط 220 فولت ، باختصار. في هذا الصدد ، يجب توصيل المحركات الشائعة ذات اللفات المصممة لجهد 380/220 فولت في مثلث ، وتلك الموجودة على 127/220 فولت - في نجمة.
في الشبكة ، يمكنك العثور على العديد من العروض مثل "محول التردد من 220 إلى 380" - وهذا هو التسويق في معظم الحالات ، ويطلق البائعون على أي ثلاث مراحل "380V".
للحصول على 380V حقيقي من مرحلة واحدة ، يجب عليك إما استخدام محول 220/380 أحادي الطور (إذا تم تصميم إدخال محول التردد لمثل هذا الجهد) ، أو استخدام محول تردد متخصص مع إدخال أحادي الطور ومخرج 380V ثلاثي الطور.
نوع منفصل وأكثر ندرة من محولات التردد هي محولات أحادية الطور مع خرج أحادي الطور 220. وهي مصممة لتنظيم المحركات أحادية الطور مع بدء المكثف. مثال على هذه الأجهزة هي:
- ERMAN ER-G-220-01
- INNOVERT IDD
الاسلاك الرسم البياني
في الواقع ، من أجل الحصول على خرج ثلاثي الطور من محول تردد 380 فولت ، تحتاج إلى توصيل إدخال 380 فولت ثلاثي الطور:
يشبه توصيل chastotnik بمرحلة واحدة ، باستثناء توصيل أسلاك التوريد:
يتم توصيل محول تردد أحادي الطور لمحرك مزود بمكثف (مضخة أو مروحة منخفضة الطاقة) على النحو التالي:
كما ترى في الرسوم البيانية ، بالإضافة إلى أسلاك وأسلاك التزويد للمحرك ، فإن محول التردد يحتوي على أطراف أخرى ، وأجهزة استشعار ، وأزرار لوحة التحكم عن بعد ، وحافلات للتوصيل بجهاز كمبيوتر (عادة ما يكون معيار RS-485) ، وما إلى ذلك متصلة بها. هذا يجعل من الممكن التحكم في المحرك من خلال أسلاك الإشارة الرقيقة ، مما يسمح لك بإزالة محول التردد في لوحة كهربائية.
أجهزة تتبع التردد هي أجهزة عالمية ، الغرض منها ليس فقط تعديل السرعة ، ولكن أيضًا حماية المحرك الكهربائي من أوضاع التشغيل وإمدادات الطاقة غير الصحيحة ، وكذلك من التحميل الزائد. بالإضافة إلى الوظيفة الرئيسية ، تحقق الأجهزة بدء التشغيل السلس لمحركات الأقراص ، مما يقلل من تآكل المعدات وأحمال الطاقة. يتيح لك مبدأ التشغيل وعمق إعدادات المعلمات لمعظم محولات التردد توفير الكهرباء عند التحكم في المضخات (تم إجراء التحكم سابقًا ليس بسبب أداء المضخة ، ولكن باستخدام الصمامات) وغيرها من المعدات.
هذا هو المكان الذي ننهي فيه النظر في القضية. نأمل أن تفهم بعد قراءة المقالة ما هو محول التردد ولماذا هناك حاجة إليه. أخيرًا ، نوصي بمشاهدة فيديو مفيد حول هذا الموضوع:
بالتأكيد أنت لا تعرف:
جار التحميل...
