ตัวแปลงความถี่คืออะไรมันทำงานอย่างไรและมีไว้เพื่ออะไร
คำนิยาม
ตามคำนิยามตัวแปลงความถี่เป็นตัวแปลงพลังงานอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการเปลี่ยนความถี่ของกระแสสลับ แต่ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพทั้งระดับแรงดันไฟฟ้าและจำนวนเฟสจะเปลี่ยนไป อาจไม่ชัดเจนสำหรับคุณว่าทำไมอุปกรณ์ดังกล่าวถึงต้องการ แต่เราจะพยายามบอกคุณด้วยคำพูดง่ายๆ
ความถี่การหมุนเพลาของมอเตอร์ซิงโครนัสและอะซิงโครนัส (HELL) ขึ้นอยู่กับความถี่การหมุนของฟลักซ์แม่เหล็กสเตเตอร์และพิจารณาจากสูตร:
n = (60 * F / p) * (1-S)
โดยที่ n คือจำนวนรอบการหมุนของเพลา H, p คือจำนวนขั้วคู่, s คือสลิป, f คือความถี่ของกระแสสลับ
กล่าวอย่างง่าย ๆ ความเร็วของโรเตอร์ขึ้นอยู่กับความถี่และจำนวนขั้วคู่ จำนวนคู่ขั้วถูกกำหนดโดยการออกแบบขดลวดสเตเตอร์และความถี่ของกระแสในเครือข่ายนั้นคงที่ ดังนั้นเพื่อควบคุมความเร็วเราสามารถควบคุมความถี่ได้ด้วยความช่วยเหลือของผู้แปลง
เครื่อง
ในมุมมองของที่กล่าวมาเราได้กำหนดคำตอบสำหรับคำถามว่ามันคืออะไร:
เครื่องแปลงความถี่เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับเปลี่ยนความถี่ของกระแสไฟฟ้าสลับและดังนั้นความเร็วในการหมุนของโรเตอร์ของเครื่องไฟฟ้าอะซิงโครนัส (และซิงโครนัส)
สัญลักษณ์กราฟิกตาม GOST 2.737-68 คุณสามารถดูด้านล่าง:
มันถูกเรียกว่าอิเล็กทรอนิกส์เพราะมันขึ้นอยู่กับวงจรสวิทช์เซมิคอนดักเตอร์ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการใช้งานและประเภทของการควบคุมทั้งแผนภาพวงจรและอัลกอริทึมการทำงานจะถูกแก้ไข
ในแผนภาพด้านล่างคุณจะเห็นวิธีการจัดเรียงตัวแปลงความถี่:
หลักการทำงานของเครื่องแปลงความถี่มีดังนี้:
- แรงดันไฟฟ้าหลักจ่ายให้กับวงจรเรียงกระแส 1 และจะกลายเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ถูกแก้ไข
- ในบล็อก 2 จังหวะการเต้นจะเรียบและส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยาได้รับการชดเชยบางส่วน
- บล็อก 3 เป็นกลุ่มของสวิตช์ไฟที่ควบคุมโดยระบบควบคุม (4) โดยใช้การปรับความกว้างพัลส์ (PWM) การออกแบบนี้ช่วยให้คุณได้รับแรงดันไฟฟ้าควบคุมสองระดับ PWM ที่เอาต์พุตซึ่งหลังจากปรับให้เรียบเข้าใกล้รูปแบบไซน์ ในรุ่นราคาแพงมีการใช้รูปแบบสามระดับซึ่งมีการใช้คีย์มากกว่า จะช่วยให้คุณบรรลุผลใกล้เคียงกับรูปคลื่นไซน์ ในฐานะที่เป็นสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์สามารถใช้ไทริสเตอร์, สนามผลหรือทรานซิสเตอร์ IGBT เมื่อเร็ว ๆ นี้สองประเภทสุดท้ายได้รับความต้องการและเป็นที่นิยมมากที่สุดเนื่องจากประสิทธิภาพการสูญเสียขนาดเล็กและความสะดวกในการควบคุม
- การใช้ PWM ระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการนั้นเกิดขึ้นง่ายๆคือนี่เป็นวิธีที่คลื่นไซน์ถูกมอดูเลตสลับกันรวมถึงคู่ของกุญแจ แรงดันไฟฟ้าของสาย.
ดังนั้นเราจึงอธิบายสั้น ๆ ว่าเครื่องแปลงความถี่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าทำงานอย่างไรและประกอบด้วยอะไรบ้าง มันถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองและไม่เพียง แต่ควบคุมรูปร่างของเครือข่ายอุปทานปัจจุบัน แต่แปลงค่าและความถี่ตามพารามิเตอร์ที่ระบุ
ประเภทของการลงโทษและขอบเขต
วิธีการจัดการ
การปรับความเร็วสามารถทำได้หลายวิธีทั้งโดยวิธีการตั้งค่าความถี่ที่ต้องการและโดยวิธีการควบคุม Chastotniki ตามวิธีการควบคุมแบ่งออกเป็นสองประเภท:
- ด้วยการควบคุมสเกลาร์
- ด้วยการควบคุมเวกเตอร์
อุปกรณ์ประเภทแรกจะควบคุมความถี่ตามฟังก์ชั่น U / F ที่กำหนดนั่นคือแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนไปตามความถี่ ตัวอย่างของการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าต่อความถี่ดังกล่าวสามารถสังเกตได้ด้านล่าง
มันอาจแตกต่างกันและตั้งโปรแกรมสำหรับการโหลดที่เฉพาะเจาะจงตัวอย่างเช่นในแฟน ๆ มันไม่ได้เป็นเส้นตรง แต่มีลักษณะคล้ายกับสาขาพาราโบลา หลักการทำงานนี้ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กอยู่ในช่องว่างระหว่างโรเตอร์กับสเตเตอร์เกือบคงที่
คุณลักษณะของการควบคุมสเกลาร์คือความชุกและความสะดวกในการนำไปใช้งาน มันถูกใช้บ่อยที่สุดสำหรับปั๊มพัดลมและคอมเพรสเซอร์ chastotniks ดังกล่าวมักจะถูกใช้หากจำเป็นต้องรักษาความดันคงที่ (หรือพารามิเตอร์อื่น) มันสามารถเป็นเครื่องสูบใต้น้ำสำหรับหลุมถ้าเราพิจารณาใช้ในประเทศ
ในการผลิตขอบเขตกว้างเช่นการควบคุมแรงดันในท่อเดียวกันและประสิทธิภาพของระบบระบายอากาศอัตโนมัติ ช่วงการควบคุมปกติคือ 1:10 กล่าวง่ายๆว่าความเร็วสูงสุดจากต่ำสุดอาจแตกต่างกัน 10 เท่า เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการใช้อัลกอริทึมและวงจรอุปกรณ์ดังกล่าวมักจะถูกกว่าซึ่งเป็นข้อได้เปรียบหลัก
ข้อเสีย:
- ไม่สนับสนุนการหมุนรอบที่แม่นยำเกินไป
- การตอบสนองช้าลงต่อการเปลี่ยนแปลงระบอบการปกครอง
- ส่วนใหญ่มักจะไม่มีวิธีควบคุมช่วงเวลาบนเพลา
- ด้วยการเพิ่มความเร็วเหนือระดับเล็กน้อยช่วงเวลาบนเพลามอเตอร์จะลดลง (นั่นคือเมื่อเราเพิ่มความถี่สูงกว่าค่า 50 Hz)
หลังเกิดจากความจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าที่เอาท์พุทขึ้นอยู่กับความถี่ที่ความถี่จัดอันดับแรงดันไฟฟ้าเท่ากับแรงดันไฟฟ้าหลักและ chastotnik ไม่ทราบวิธีที่จะยกระดับที่สูงขึ้นบนกราฟคุณสามารถเห็นส่วนที่แม้หลังจากพล็อต ควรสังเกตว่าการขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของความถี่มันตกไปตามกฎหมาย 1 / f แสดงเป็นสีแดงในกราฟด้านล่างและการพึ่งพาพลังงานบนความถี่เป็นสีน้ำเงิน
ตัวแปลงความถี่ที่ควบคุมเวกเตอร์มีหลักการทำงานที่แตกต่างกันซึ่งนี่ไม่ได้เป็นเพียงแค่แรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับโค้ง U / f ลักษณะของแรงดันไฟขาออกจะแตกต่างกันไปตามสัญญาณจากเซ็นเซอร์เพื่อให้สามารถคงช่วงเวลาไว้บนเพลาได้ แต่ทำไมเราถึงต้องการวิธีการควบคุมแบบนี้? การปรับที่แม่นยำและรวดเร็วยิ่งขึ้นคือจุดเด่นของเครื่องแปลงความถี่ที่ควบคุมด้วยเวกเตอร์ นี่เป็นสิ่งสำคัญในกลไกดังกล่าวซึ่งหลักการของการกระทำมีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของน้ำหนักและแรงบิดในร่างกายของผู้บริหาร
ภาระดังกล่าวเป็นเรื่องปกติสำหรับการกลึงและเครื่องจักรประเภทอื่นรวมถึง CNC ความแม่นยำของการควบคุมสูงถึง 1.5% ช่วงการปรับค่าคือ 1: 100 เพื่อความแม่นยำยิ่งขึ้นด้วยเซ็นเซอร์ความเร็ว ฯลฯ - 0.2% และ 1: 10000 ตามลำดับ
มีความเห็นเกี่ยวกับฟอรัมว่าวันนี้ความแตกต่างของราคาระหว่างเวกเตอร์และเซนต์คิตส์และเนวิสน้อยกว่าเมื่อก่อน (15-35% ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต) และความแตกต่างที่สำคัญคือเฟิร์มแวร์มากกว่าวงจร โปรดทราบว่าเวกเตอร์ส่วนใหญ่สนับสนุนการควบคุมสเกลาร์
ข้อดี:
- เสถียรภาพและความแม่นยำมากขึ้น
- ตอบสนองเร็วขึ้นต่อการเปลี่ยนแปลงโหลดและแรงบิดสูงที่ความเร็วต่ำ
- ช่วงกว้างของการควบคุม
ข้อเสียเปรียบหลักคือค่าใช้จ่ายมากกว่าเกลา
ในทั้งสองกรณีความถี่สามารถตั้งค่าได้ด้วยตนเองหรือโดยเซ็นเซอร์ตัวอย่างเช่นเซ็นเซอร์ความดันหรือเครื่องวัดอัตราการไหล (ถ้าเรากำลังพูดถึงปั๊ม), โพเทนชิออมิเตอร์หรือเครื่องเข้ารหัส
ตัวแปลงความถี่ทั้งหมดหรือเกือบทั้งหมดมีฟังก์ชั่นเริ่มต้นอ่อนซึ่งทำให้ง่ายต่อการสตาร์ทเครื่องยนต์จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าฉุกเฉินโดยแทบไม่มีความเสี่ยงในการบรรทุกเกินพิกัด
จำนวนเฟส
นอกเหนือจากวิธีการตอบสนอง chastotniks แตกต่างกันในจำนวนขั้นตอนที่อินพุตและเอาต์พุต ดังนั้นแยกความแตกต่างของความถี่กับอินพุตเฟสเดียวและสามเฟส
ในขณะเดียวกันโมเดลสามเฟสส่วนใหญ่สามารถขับเคลื่อนจากเฟสเดียว แต่ด้วยแอปพลิเคชั่นนี้พลังงานของพวกเขาจะลดลงเป็น 30-50% นี่คือสาเหตุที่โหลดปัจจุบันได้รับอนุญาตในไดโอดและองค์ประกอบวงจรไฟฟ้าอื่น ๆ รุ่นเฟสเดียวมีให้เลือกในช่วงกำลังงานสูงถึง 3 kW
สำคัญ! โปรดทราบว่าด้วยการเชื่อมต่อเฟสเดียวที่มีแรงดันไฟฟ้าอินพุต 220V จะมีเอาต์พุต 3 เฟสที่ 220V ไม่ใช่ 380V นั่นคือเอาต์พุตเชิงเส้นจะสั้นเพียง 220V เท่านั้น ในการเชื่อมต่อนี้มอเตอร์ทั่วไปที่มีขดลวดที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้า 380 / 220V จะต้องมีการเชื่อมต่อในรูปสามเหลี่ยมและที่ 127 / 220V - ในดาว
ในเครือข่ายคุณสามารถค้นหาข้อเสนอมากมายเช่น "ตัวแปลงความถี่ 220 ถึง 380" ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการตลาดผู้ขายเรียกว่าสามเฟส "380V"
ในการรับ 380V จริงจากเฟสเดียวคุณต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้า 220/380 เฟสเดียว (หากอินพุตของเครื่องแปลงความถี่ถูกออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้าดังกล่าว) หรือใช้เครื่องแปลงความถี่พิเศษที่มีอินพุตเฟสเดียวและเอาต์พุตสามเฟส 380V
ตัวแปลงความถี่ชนิดแยกต่างหากและ rarer เป็นอินเวอร์เตอร์เฟสเดียวที่มีเอาต์พุตเฟสเดียว 220 พวกเขาถูกออกแบบมาเพื่อควบคุมมอเตอร์เฟสเดียวโดยเริ่มจากตัวเก็บประจุ ตัวอย่างของอุปกรณ์ดังกล่าวคือ:
- ERMAN ER-G-220-01
- INNOVERT IDD
แผนภาพการเดินสายไฟ
ในความเป็นจริงเพื่อให้ได้รับ 3 เฟสจากตัวแปลงความถี่ 380V คุณจำเป็นต้องเชื่อมต่อ 380V 3 เฟสกับอินพุต:
การเชื่อมต่อ chastotnik กับหนึ่งเฟสคล้ายกันยกเว้นการเชื่อมต่อสายไฟ:
ตัวแปลงความถี่เฟสเดียวสำหรับมอเตอร์ที่มีตัวเก็บประจุ (ปั๊มหรือพัดลมพลังงานต่ำ) เชื่อมต่อดังนี้:
ดังที่คุณเห็นในแผนภาพนอกเหนือไปจากสายไฟและสายไฟไปยังมอเตอร์เครื่องแปลงความถี่มีขั้วต่ออื่น ๆ เซ็นเซอร์ปุ่มของแผงควบคุมระยะไกลรถบัสสำหรับเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ (ปกติคือมาตรฐาน RS-485) และอื่น ๆ เชื่อมต่ออยู่ ทำให้สามารถควบคุมมอเตอร์ผ่านสายสัญญาณบาง ๆ ซึ่งช่วยให้คุณถอดตัวแปลงความถี่ออกเป็นแผงไฟฟ้า
ตัวติดตามความถี่เป็นอุปกรณ์สากลที่ไม่เพียง แต่ปรับความเร็วเท่านั้น แต่ยังป้องกันมอเตอร์ไฟฟ้าจากโหมดการใช้งานที่ไม่ถูกต้องและแหล่งจ่ายไฟเช่นเดียวกับการโอเวอร์โหลด นอกเหนือจากฟังก์ชั่นหลักแล้วอุปกรณ์ต่างๆยังตระหนักถึงการเริ่มต้นของไดรฟ์ที่ราบรื่นซึ่งช่วยลดการสึกหรอของอุปกรณ์และพลังงานไฟฟ้า หลักการทำงานและความลึกของการตั้งค่าพารามิเตอร์ของตัวแปลงความถี่ส่วนใหญ่ช่วยให้คุณประหยัดไฟฟ้าเมื่อควบคุมปั๊ม (ก่อนหน้านี้การควบคุมไม่ได้เกิดจากประสิทธิภาพของปั๊ม แต่ใช้วาล์ว) และอุปกรณ์อื่น ๆ
นี่คือที่เราสิ้นสุดการพิจารณาปัญหา เราหวังว่าหลังจากอ่านบทความคุณจะเข้าใจว่าเครื่องแปลงความถี่คืออะไรและเหตุใดจึงมีความจำเป็น สุดท้ายเราขอแนะนำให้ดูวิดีโอที่มีประโยชน์ในหัวข้อ:
แน่นอนคุณไม่ทราบ:
กำลังโหลด ...
