Det är viktigt att känna till hur VFD-enheter eller VFD-enheter fungerar, eftersom de används i stor utsträckning i AC-motordrivna applikationer, som frekvensomriktare för motorstyrning , på grund av deras många olika egenskaper.
Frekvensomriktare
Jämfört med konventionella motorenheter har VFD större funktionalitet och funktioner. Förutom justerbar hastighetskontroll erbjuder frekvensomriktare skydd som fas-, under- och överspänningsskydd. Programvara och gränssnittsalternativ för VFD: n gör det möjligt för användaren att styra motorerna på önskade nivåer.
Vad är variabel frekvensomformare (VFD)
Växelströmsmotorns hastighet styrs på två sätt - antingen genom att kontrollera spänningen eller frekvensen. Frekvensstyrning ger bättre kontroll på grund av konstant flödestäthet än spänningsreglering. Det är här VFD: s arbete kommer att spela. Det är en kraftomvandlingsanordning som omvandlar den fasta spänningen, den fasta frekvensen för ingångseffekten till den variabla spänningen, den variabla frekvensutgången för att styra växelströmsinduktionsmotorer.
Den består av kraftelektroniska enheter (som IGBT, MOSFET), höghastighets centralstyrenhet (såsom en mikroprocessor, DSP) och valfria avkänningsenheter beroende på vilken applikation som används.
De flesta industriella applikationer kräver variabla hastigheter vid toppbelastningsförhållanden och konstanta hastigheter vid normala driftsförhållanden. VFD-arbeten med sluten slinga håller motorns hastighet på en konstant nivå, även vid ingångs- och belastningsstörningar.
Arbeta med VFD
De två huvudfunktionerna i frekvensomriktaren är justerbara hastigheter och mjukstart / stopp-funktion. Dessa två funktioner gör VFD: er till en kraftfull styrenhet för att styra växelströmsmotorerna. VFD består huvudsakligen av fyra sektioner, de är likriktare, mellanliggande DC-länk, växelriktare och styrkrets.
Arbeta med VFD
Likriktare:
Det är det första steget i en frekvensomriktare. Den omvandlar växelström som matas från elnätet till likström. Det här avsnittet kan vara enkelriktat eller dubbelriktat baserat på den applikation som används som motorns fyrkvadrantdrift. Den använder dioder, SCR, transistorer och andra elektroniska omkopplingsenheter.
Om den använder dioder är omvandlad likström okontrollerad utgång medan du använder SCR, likströmsutgångseffekt varieras av grindstyrning. För trefasomvandlingen krävs minst sex dioder, så likriktarenheten betraktas som sexpulsomvandlare.
DC-buss:
Likström från likriktarsektionen matas till likströmslänken. Detta avsnitt består av kondensatorer och induktorer för att jämna ut mot krusningar och lagra likström. DC-länkens huvudfunktion är att ta emot, lagra och leverera likström.
Växelriktare:
Detta avsnitt består av elektroniska omkopplare som transistorer, tyristorer, IGBT, etc. Den tar emot likström från likströmslänken och omvandlas till växelström som levereras till motorn. Det använder moduleringstekniker tycka om pulsbreddsmodulering för att variera utgångsfrekvensen för styrning av induktionsmotorns hastighet.
Styrkrets:
Den består av en mikroprocessorenhet och utför olika funktioner som styrning, konfigurering av enhetsinställningar, felförhållanden och gränssnitt för kommunikationsprotokoll . Den mottar en återkopplingssignal från motorn som aktuell hastighetsreferens och reglerar följaktligen förhållandet mellan spänning och frekvens till motorhastighet.
VFD-implementeringsapplikation
VFD-implementeringsapplikation
VFD kan också implementeras av mikrokontrollerkretsen som anges nedan. I likhet med VFD består den också av likriktarsektion, filtrering och sedan inverterar. Här får inverter-sektionen avfyrningspulser från den programmerade mikrokontrollern för att ge variabel spänning och frekvens till belastningen. Detta projekt kallas en enfas till trefasomvandlare med SVPWM för att styra växelspänning och frekvens över belastningen
Tillämpning av VFD
Tillämpningen av VFD är växelströmsmotorhastighetskontroll av cykloomvandlare .
Ström från elnätet matas till likriktarkretsen som omvandlar fast växelström till fast likström. Tre benomvandlare består av två dioder anslutna parallellt för varje fas, så att en av dioderna leder när den specifika fasen är jämförelsevis mer positiv eller negativ.
Tillämpning av VFD
Pulsad likspänning genererad från likriktaren appliceras på likströmslänkkretsen. Denna mellanliggande krets består av induktorer och kondensatorer. Det filtrerar den pulserade likströmmen genom att minska krusningsinnehållet och ger likström en konstant nivå.
För att ge variabel spänning och variabel frekvens till motorn bör likström från likströmslänken omvandlas till variabel växelström av växelriktaren. Omvandlaren består av IGBT: er som omkopplingsenheter som styrs av PWM-tekniken.
I likhet med likriktarkretsen tillhör växelriktare också två grupper som positiva och negativa. Positiv sida IGBT ansvarar för den positiva pulsen och den negativa sidan IGBT för en negativ puls vid omvandlarens utgång. Så den erhållna utgången är en växelström som matas till motorn.
Varierande kopplingsperiod reglerar spänning och frekvens samtidigt i växelriktaren. Modern VFD använder de senaste styrteknikerna som skalar, vektor och direkt vridmomentkontroller för att styra växelriktarens omkopplare för att uppnå den variabla effekten.
Utgångsvågformer för VFD
Ovanstående figur visar hur spänningen och frekvensen varieras av en frekvensomriktare. Som ett exempel matas AC 480V, 60Hz-matning till VFD, vilket varierar signalspänningen och frekvensen för att ha kontroll över hastigheten.
När frekvensen minskar minskar också motorns hastighet. I figuren ovan minskar den genomsnittliga effekten som appliceras på motorn medan den minskar både spänning och frekvens, förutsatt att förhållandet mellan dessa två parametrar är konstant.
Fördelar med VFD
VFD ansluten till motorn
Frekvensomriktare med variabel frekvens erbjuder inte bara justerbara hastigheter för exakta och exakta styrapplikationer utan har också fler fördelar när det gäller processkontroll och bevarande av energi . Några av dessa ges nedan.
Energi sparande
Mer än 65% av kraften förbrukas av elmotorer i industrier. Både storleks- och frekvensstyrningsteknik för att variera hastigheten förbrukar mindre effekt när variabel hastighet krävs av motorn. Så mycket energi sparas av dessa VFD: er.
Styrd med sluten slinga
VFD möjliggör korrekt positionering av motorhastigheten genom att kontinuerligt jämföra med referenshastigheten även vid förändringar i belastningsförhållandena och ingångsstörningar som spänningsvariationer.
• Begränsar startströmmen
Induktionsmotorn drar ström som är 6 till 8 gånger den nominella strömmen vid start. Jämfört med konventionella förrätter ger VFD bättre resultat eftersom det ger låg frekvens vid start. På grund av låg frekvens drar motorn mindre ström och denna ström överskrider aldrig dess nominella värde vid start och drift.
• Smidig användning
Det erbjuder smidiga funktioner vid start och stopp och minskar även termisk och mekanisk belastning på motorer och remdrivenheter.
Hög effektfaktor
Den inbyggda effektfaktorkorrigeringskretsen i DC-länken på VFD minskar behovet av ytterligare effektfaktorkorrigeringsanordningar.
Effektfaktorn för induktionsmotorn är mycket låg för särskilt utan belastning, medan den vid full belastning är 0,88 till 0,9. Låg effektfaktor resulterar i dåligt energianvändning på grund av höga reaktiva förluster.
Enkel installation
Förprogrammerade och fabriksanslutna VFD: er erbjuder ett enkelt sätt för anslutning och underhåll.
Jag hoppas att du har fått exakt och riklig kunskap om hur VFD fungerar i vår artikel. Tack för att du spenderade din värdefulla tid. Vi har en enkel uppgift åt dig - Vilka är de olika typerna av VFD? Vänligen ge dina svar i kommentarfältet nedan. Om du har några frågor om detta ämne eller det elektriska och elektroniska projekt Du kan också dela dina recensioner och förslag angående den här artikeln i kommentarsektionen nedan.
Fotokrediter
Frekvensomriktare med variabel emainc
Grundläggande delar av VFD av maskindesign
Arbeta med VFD av cfnewsads
Utgångsvågformer för VFD av vfds
VFD ansluten till motorn med cfnewsads
