VFD կառավարումը թույլ է տալիս օգտագործել հատուկ փոխարկիչ՝ ճկուն կերպով փոխելու էլեկտրական շարժիչի աշխատանքային ռեժիմները՝ մեկնարկ, կանգառ, արագացում, արգելակում, փոխել պտտման արագությունը:
Սնուցման լարման հաճախականության փոփոխությունը հանգեցնում է ստատորի մագնիսական դաշտի անկյունային արագության փոփոխության։ Երբ հաճախականությունը նվազում է, շարժիչի արագությունը նվազում է, և սայթաքումը մեծանում է:
Շարժիչի հաճախականության փոխարկիչի աշխատանքի սկզբունքը
Ասինխրոն շարժիչների հիմնական թերությունը արագության վերահսկման բարդությունն է ավանդական եղանակներով. սնուցման լարումը փոխելով և ոլորուն շղթայում լրացուցիչ դիմադրություններ մտցնելով: Ավելի կատարյալ է էլեկտրական շարժիչի հաճախականությունը: Մինչև վերջերս փոխարկիչները թանկ էին, բայց IGBT տրանզիստորների և միկրոպրոցեսորային կառավարման համակարգերի հայտնվելը թույլ տվեց օտարերկրյա արտադրողներին ստեղծել մատչելի սարքեր: Մեծ մասըայժմ կատարյալ են ստատիկ հաճախականության փոխարկիչները:
Ստատորի մագնիսական դաշտի անկյունային արագությունը ω0 փոփոխվում է ƒ1 1հաճախականությանը համամասնորեն ըստ բանաձևի՝0
ω0=2π׃1/p, որտեղ p-ը բևեռների զույգերի թիվն է։
Մեթոդն ապահովում է արագության սահուն կառավարում: Այս դեպքում շարժիչի սահելու արագությունը չի մեծանում։
Շարժիչի բարձր էներգաարդյունավետություն ստանալու համար՝ արդյունավետություն, հզորության գործակից և ծանրաբեռնված հզորություն, հաճախականության հետ մեկտեղ փոխեք սնուցման լարումը ըստ որոշակի կախվածության:
- հաստատուն բեռնվածության մոմենտ – U1/ ƒ1=const;
- բեռի պահի երկրպագու կերպար - U1/ ƒ12=const;
- Բեռնման ոլորող մոմենտ հակադարձ համեմատական արագությանը - U1/√ ƒ1=Const.
Այս գործառույթներն իրականացվում են փոխարկիչի միջոցով, որը միաժամանակ փոխում է հաճախականությունը և լարումը շարժիչի ստատորի վրա: Էլեկտրաէներգիան խնայվում է կարգավորման շնորհիվ՝ օգտագործելով անհրաժեշտ տեխնոլոգիական պարամետրը՝ պոմպի ճնշումը, օդափոխիչի աշխատանքը, մեքենայի սնուցման արագությունը և այլն։ Այս դեպքում պարամետրերը սահուն փոխվում են։
Ասինխրոն և համաժամանակյա էլեկտրական շարժիչների հաճախականության կառավարման մեթոդներ
Հաճախականությամբ կառավարվող սկավառակում, որը հիմնված է ասինխրոն շարժիչների վրա, սկյուռային վանդակի ռոտորով, օգտագործվում են կառավարման երկու մեթոդ՝ սկալյար և վեկտոր: Առաջին դեպքում դրանք միաժամանակ փոխվում ենմատակարարման լարման ամպլիտուդը և հաճախականությունը։
Սա անհրաժեշտ է շարժիչի աշխատանքը պահպանելու համար, ամենից հաճախ նրա առավելագույն ոլորող մոմենտների մշտական հարաբերակցությունը լիսեռի վրա դիմադրության պահին: Արդյունքում, արդյունավետությունը և հզորության գործակիցը մնում են անփոփոխ ամբողջ պտույտի միջակայքում:
Վեկտորի կարգավորումը բաղկացած է ստատորի վրա հոսանքի ամպլիտուդի և փուլի միաժամանակյա փոփոխությունից:
Սինխրոն տիպի շարժիչի հաճախականության շարժիչն աշխատում է միայն փոքր բեռների դեպքում, որոնց թույլատրելի արժեքներից բարձր աճի դեպքում համաժամանակությունը կարող է խախտվել։
Հաճախականության շարժիչի առավելությունները
Հաճախականության կառավարումն ունի մի շարք առավելություններ այլ մեթոդների նկատմամբ:
- Շարժիչի և արտադրական գործընթացների ավտոմատացում։
- Փափուկ մեկնարկ, որը վերացնում է շարժիչի արագացման ժամանակ առաջացող բնորոշ սխալները: Հաճախականության շարժիչի և սարքավորումների հուսալիության բարելավում` նվազեցնելով ծանրաբեռնվածությունը:
- Բարելավել ընդհանուր շարժիչի տնտեսությունը և արդյունավետությունը:
- Էլեկտրաշարժիչի հաստատուն արագության ստեղծում՝ անկախ բեռի բնույթից, որը կարևոր է անցողիկ անցումների ժամանակ։ Հետադարձ կապի օգտագործումը հնարավորություն է տալիս պահպանել շարժիչի կայուն արագությունը տարբեր անհանգստացնող ազդեցությունների ներքո, մասնավորապես՝ փոփոխական բեռների ներքո:
- Կոնվերտորները հեշտությամբ ինտեգրվում են գոյություն ունեցող տեխնիկական համակարգերին՝ առանց տեխնոլոգիական գործընթացների էական փոփոխության և դադարեցման: Հզորության տիրույթը մեծ է, բայց դրանց աճովգները զգալիորեն աճում են։
- Վիատորներից, փոխանցման տուփերից, շնչափողներից և կառավարման այլ սարքավորումներից հրաժարվելու կամ դրանց կիրառման շրջանակն ընդլայնելու ունակություն: Սա հանգեցնում է էներգիայի զգալի խնայողության:
- Վնասակար ազդեցությունների վերացում տեխնոլոգիական սարքավորումների վրա, ինչպիսիք են ջրի մուրճը կամ խողովակաշարերում հեղուկի ճնշման բարձրացումը՝ միաժամանակ նվազեցնելով դրա սպառումը գիշերը:
Թերություններ
Ինչպես բոլոր ինվերտորները, chastotniki-ն էլ միջամտության աղբյուր է: Նրանք պետք է զտիչներ տեղադրեն։
Բրենդների արժեքը բարձր է։ Այն զգալիորեն մեծանում է սարքերի հզորության բարձրացման հետ:
Հեղուկների տեղափոխման հաճախականության կարգավորում
Օբյեկտներում, որտեղ ջուր և այլ հեղուկներ են մղվում, հոսքի վերահսկումը հիմնականում իրականացվում է դարպասի փականների և փականների օգնությամբ: Ներկայումս խոստումնալից ուղղությունը պոմպի կամ օդափոխիչի հաճախականության շարժիչի օգտագործումն է, որը շարժման մեջ է դնում նրանց սայրերը:
Հաճախականության փոխարկիչի օգտագործումը որպես շնչափող փականի այլընտրանք տալիս է էներգիայի խնայողություն մինչև 75%: Փականը, զսպելով հեղուկի հոսքը, օգտակար աշխատանք չի կատարում։ Միևնույն ժամանակ ավելանում է էներգիայի և նյութի կորուստը դրա տեղափոխման համար։
Հաճախականության շարժիչը հնարավորություն է տալիս պահպանել մշտական ճնշում սպառողի մոտ, երբ հեղուկի հոսքը փոխվում է: Ճնշման սենսորից ազդանշան է ուղարկվում շարժիչին, որը փոխում է շարժիչի արագությունը և դրանով իսկ կարգավորում այնհեղափոխություններ՝ պահպանելով սահմանված հոսքի արագությունը։
Պոմպային ագրեգատները վերահսկվում են՝ փոխելով դրանց աշխատանքը: Պոմպի էներգիայի սպառումը խորանարդի չափով կախված է անիվի պտտման կատարողականից կամ արագությունից: Եթե արագությունը կրճատվի 2 անգամ, պոմպի աշխատանքը կնվազի 8 անգամ: Ջրի սպառման ամենօրյա գրաֆիկի առկայությունը թույլ է տալիս որոշել այս ժամանակահատվածի էներգիայի խնայողությունները, եթե դուք վերահսկում եք հաճախականության շարժիչը: Դրա շնորհիվ հնարավոր է ավտոմատացնել պոմպակայանը և դրանով իսկ օպտիմալացնել ջրի ճնշումը ցանցերում։
Օդափոխության և օդորակման համակարգերի շահագործում
Օդափոխման համակարգերում օդի առավելագույն հոսքը միշտ չէ, որ անհրաժեշտ է: Աշխատանքային պայմանները կարող են պահանջել կատարողականի կրճատում: Ավանդաբար դրա համար օգտագործվում է throttling, երբ անիվի արագությունը մնում է անփոփոխ: Ավելի հարմար է փոխել օդի հոսքի արագությունը հաճախականությամբ կառավարվող շարժիչի շնորհիվ, երբ փոխվում են սեզոնային և կլիմայական պայմանները, ջերմության, խոնավության, գոլորշիների և վնասակար գազերի արտազատումը։
Օդափոխման և օդորակման համակարգերում էներգիայի խնայողությունները ձեռք են բերվում ոչ ավելի ցածր, քան պոմպակայաններում, քանի որ լիսեռի պտտման էներգիայի սպառումը կախված է պտույտներից խորանարդի չափով:
Հաճախականության փոխարկիչ սարք
Ժամանակակից հաճախականության սկավառակը կազմակերպվում է կրկնակի փոխարկիչի սխեմայի համաձայն: Այն բաղկացած է ուղղիչից և կառավարման համակարգով զարկերակային ինվերտորից:
Հետոշտկելով ցանցի լարումը, ազդանշանը հարթվում է ֆիլտրով և սնվում է վեց տրանզիստորային անջատիչներով ինվերտորին, որտեղ նրանցից յուրաքանչյուրը միացված է ասինխրոն էլեկտրական շարժիչի ստատորի ոլորուններին: Միավորը վերափոխում է շտկված ազդանշանը պահանջվող հաճախականության և ամպլիտուդի եռաֆազ ազդանշանի: Հզոր IGBT-ները ելքային փուլերում ունեն միացման բարձր հաճախականություն և ապահովում են հստակ, առանց աղավաղումների քառակուսի ալիք: Շարժիչի ոլորունների զտիչ հատկությունների պատճառով ընթացիկ կորի ձևը դրանց ելքում մնում է սինուսոիդային:
Ազդանշանի ամպլիտուդի կառավարման մեթոդներ
Ելքային լարումը կարգավորվում է երկու եղանակով.
- Ամպլիտուդ - լարման արժեքի փոփոխություն։
- Զարկերակային լայնության մոդուլյացիան իմպուլսային ազդանշանի փոխակերպման մեթոդ է, որի տեւողությունը փոխվում է, բայց հաճախականությունը մնում է անփոփոխ։ Այստեղ հզորությունը կախված է իմպուլսի լայնությունից:
Երկրորդ մեթոդն առավել հաճախ օգտագործվում է միկրոպրոցեսորային տեխնոլոգիայի զարգացման հետ կապված։ Ժամանակակից ինվերտորները պատրաստվում են GTO կամ IGBT անջատող տրանզիստորների միջոցով:
Փոխարկիչների կարողություն և կիրառում
Հաճախականության սկավառակն ունի բազմաթիվ հնարավորություններ:
- Կարգավորել եռաֆազ սնուցման լարման հաճախականությունը զրոյից մինչև 400 Հց։
- Էլեկտրական շարժիչի արագացում կամ դանդաղում 0,01 վրկ-ից: մինչև 50 րոպե. ժամանակի տվյալ օրենքի համաձայն (սովորաբար գծային): Արագացման ժամանակ հնարավոր է ոչ միայն նվազում, այլ նաև դինամիկ և մեկնարկային ոլորող մոմենտների մինչև 150% աճ։
- Շարժիչի շրջում արգելակման և արագացման տվյալ ռեժիմներով մինչև ցանկալիարագություն մյուս ուղղությամբ։
- Ինվերտորներն ունեն կարգավորելի էլեկտրոնային պաշտպանություն կարճ միացումներից, գերբեռնվածությունից, հողի արտահոսքից և բաց շարժիչի հոսանքի գծերից:
- Փոխարկիչների թվային էկրանները ցուցադրում են տվյալներ իրենց պարամետրերի վերաբերյալ՝ հաճախականություն, մատակարարման լարում, արագություն, հոսանք և այլն:
- V/f բնութագրերը կարգավորվում են փոխարկիչներում՝ կախված շարժիչի պահանջվող բեռներից: Դրանց վրա հիմնված կառավարման համակարգերի գործառույթները տրամադրվում են ներկառուցված կարգավորիչներով։
- Ցածր հաճախականությունների դեպքում կարևոր է օգտագործել վեկտորային հսկողություն, որը թույլ է տալիս աշխատել շարժիչի ամբողջ ոլորող մոմենտով, պահպանել հաստատուն արագություն, երբ բեռները փոխվում են և վերահսկել լիսեռի ոլորող մոմենտը: Փոփոխական հաճախականության շարժիչը լավ է աշխատում շարժիչի անձնագրի տվյալների ճիշտ մուտքագրմամբ և հաջող փորձարկումից հետո: Հայտնի ապրանքներ HYUNDAI-ից, Sanyu-ից և այլն:
Փոխարկիչների կիրառման ոլորտները հետևյալն են.
- պոմպեր տաք և սառը ջրի և ջերմամատակարարման համակարգերում;
- խտանյութերի, ավազի և ցեխի պոմպեր;
- փոխադրման համակարգեր՝ փոխակրիչներ, գլանասեղաններ և այլ միջոցներ;
- խառնիչներ, ջրաղացներ, ջարդիչներ, էքստրուդերներ, դիսպենսերներ, սնուցիչներ;
- ցենտրիֆուգներ;
- վերելակներ;
- մետալուրգիական սարքավորումներ;
- հորատող սարք;
- հաստոցների էլեկտրական շարժիչներ;
- էքսկավատոր և կռունկ սարքավորում, մանիպուլյատոր մեխանիզմներ.
Հաճախականության փոխարկիչների արտադրողներ, ակնարկներ
Ներքին արտադրողն արդեն սկսել է արտադրել օգտագործողների համար որակով և գնով հարմար ապրանքներ։ Առավելությունը ճիշտ սարքը արագ ձեռք բերելու կարողությունն է, ինչպես նաև կարգավորելու մանրամասն խորհուրդը:
«Էֆեկտիվ համակարգեր» ընկերությունը արտադրում է սերիական արտադրանք և սարքավորումների փորձնական խմբաքանակներ։ Արտադրանքն օգտագործվում է կենցաղային, փոքր բիզնեսում և արդյունաբերության մեջ: Vesper արտադրողը արտադրում է փոխարկիչների յոթ սերիա, որոնց թվում կան բազմաֆունկցիոնալ փոխարկիչներ, որոնք հարմար են արդյունաբերական մեխանիզմների մեծ մասի համար:
Դանիական Danfoss ընկերությունը առաջատարն է չաստոտնիկովի արտադրության մեջ։ Նրա արտադրանքն օգտագործվում է օդափոխության, օդորակման, ջրամատակարարման և ջեռուցման համակարգերում։ Ֆիննական Vacon ընկերությունը, որը դանիական ընկերության մաս է կազմում, արտադրում է մոդուլային նմուշներ, որոնցից կարելի է հավաքել անհրաժեշտ սարքերը առանց ավելորդ մասերի, ինչը խնայում է բաղադրիչները։ Հայտնի են նաև ABB միջազգային կոնցեռնի փոխարկիչները, որոնք օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ և առօրյա կյանքում:
Դատելով ակնարկներից՝ կենցաղային էժան փոխարկիչները կարող են օգտագործվել պարզ բնորոշ խնդիրներ լուծելու համար, մինչդեռ բարդներին անհրաժեշտ է ավելի շատ կարգավորումներով ապրանքանիշ:
Եզրակացություն
Հաճախականության շարժիչը կառավարում է էլեկտրաշարժիչը՝ փոխելով սնուցման լարման հաճախականությունը և ամպլիտուդը՝ միաժամանակ պաշտպանելով այն անսարքություններից՝ ծանրաբեռնվածությունից, կարճ միացումներից, սնուցման ցանցի խափանումներից։ Նման էլեկտրական շարժիչները կատարում են երեք հիմնական գործառույթ.կապված արագացման, դանդաղման և շարժիչի արագության հետ: Սա բարելավում է սարքավորումների արդյունավետությունը տեխնոլոգիայի շատ ոլորտներում:
