درایو فرکانس متغیر

درایو فرکانس متغیر (VFD)- سیستم کنترل سرعت چرخش یک موتور الکتریکی ناهمزمان (سنکرون). از خود موتور الکتریکی و یک مبدل فرکانس تشکیل شده است.

مبدل فرکانس (مبدل فرکانس) دستگاهی متشکل از یکسو کننده (پل) است جریان مستقیم، تبدیل جریان متناوب فرکانس صنعتی به جریان مستقیم و اینورتر (مبدل) (گاهی با PWM)، تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب فرکانس و دامنه مورد نیاز. تریستورهای خروجی (GTO) یا سلف، و برای کاهش تداخل الکترومغناطیسی - یک فیلتر EMC.

کاربرد

VFD ها در سیستم های نوار نقاله، ماشین های برش، کنترل درایو میکسرها، پمپ ها، فن ها، کمپرسورها و غیره استفاده می شوند. VFD جایی پیدا کرده است کولرهای خانگی. VFD ها به طور فزاینده ای در حمل و نقل الکتریکی شهری، به ویژه در ترولی بوس ها محبوب می شوند. برنامه اجازه می دهد:

• بهبود دقت کنترل
• کاهش مصرف انرژی در صورت وجود بار متغیر

کاربرد مبدل های فرکانس در ایستگاه های پمپاژ

روش کلاسیک کنترل خوراک واحدهای پمپاژشامل فشار دادن خطوط فشار و تنظیم تعداد واحدهای عملیاتی بر اساس برخی پارامترهای فنی (مثلاً فشار در خط لوله) است. در این حالت، واحدهای پمپاژ بر اساس ویژگی های طراحی خاص (معمولاً رو به بالا) انتخاب می شوند و به طور مداوم در یک حالت معین با سرعت چرخش ثابت کار می کنند، بدون در نظر گرفتن نوسانات دبی و فشار ناشی از مصرف متغیر آب. آن ها به زبان سادهحتی زمانی که نیازی به تلاش قابل توجهی نباشد، پمپ ها با میزان کارکرد تعیین شده به کار خود ادامه می دهند و در عین حال مقدار قابل توجهی برق مصرف می کنند. به عنوان مثال، در شب، زمانی که مصرف آب به شدت کاهش می یابد، این اتفاق می افتد.

تولد درایو الکتریکی قابل تنظیم امکان حرکت از جهت مخالف را در فناوری سیستم تامین فراهم کرد: اکنون این واحد پمپاژ نیست که شرایط را دیکته می کند، بلکه ویژگی های خود خطوط لوله است. غالباً در عمل جهانی مورد استفاده گسترده قرار گرفت درایو الکتریکی قابل تنظیمدارای موتور الکتریکی ناهمزمان برای مصارف صنعتی عمومی. کنترل فرکانس سرعت چرخش شفت یک موتور ناهمزمان با استفاده از آن انجام می شود دستگاه الکترونیکیکه معمولا به آن مبدل فرکانس می گویند. اثر فوق با تغییر فرکانس و دامنه ولتاژ سه فاز عرضه شده به موتور الکتریکی حاصل می شود. بنابراین، تغییر پارامترهای ولتاژ تغذیه ( کنترل فرکانس، می توانید سرعت چرخش موتور را هم کمتر و هم بیشتر از سرعت اسمی کنید.

روش تبدیل فرکانس بر اساس پیروی از اصل. به طور معمول، فرکانس شبکه صنعتی 50 هرتز است. به عنوان مثال، یک پمپ با یک موتور الکتریکی دو قطبی را در نظر بگیرید. در این فرکانس شبکه، سرعت چرخش موتور 3000 (50 هرتز در 60 ثانیه) دور در دقیقه است و به خروجی واحد پمپاژ فشار و عملکرد نامی می دهد (زیرا اینها پارامترهای اسمی آن هستند، طبق گذرنامه). اگر با استفاده از مبدل فرکانس، فرکانس ولتاژ متناوب عرضه شده به آن را کاهش دهید، سرعت چرخش موتور به ترتیب کاهش می یابد و در نتیجه فشار و عملکرد واحد پمپاژ تغییر می کند. اطلاعات مربوط به فشار در شبکه با استفاده از یک سنسور فشار ویژه نصب شده در خط لوله به واحد مبدل فرکانس ارائه می شود؛ بر اساس این داده ها، مبدل بر این اساس فرکانس عرضه شده به موتور را تغییر می دهد.

مبدل فرکانس مدرن دارای طراحی فشرده، محفظه ضد گرد و غبار و رطوبت و رابط کاربر پسند است که امکان استفاده از آن را در سخت ترین شرایط و محیط های مشکل ساز فراهم می کند. محدوده توان بسیار گسترده است و از 0.4 تا 500 کیلو وات یا بیشتر با منبع تغذیه استاندارد 220/380 ولت و 50-60 هرتز متغیر است. تمرین نشان می دهد که استفاده از مبدل های فرکانس در ایستگاه های پمپاژ اجازه می دهد:

صرفه جویی در انرژی با تنظیم عملکرد درایو الکتریکی بسته به مصرف واقعی آب (اثر صرفه جویی 20-50٪).

کاهش مصرف آب با کاهش نشتی زمانی که فشار در خط اصلی بیش از حد است، زمانی که مصرف آب در واقع کم است (به طور متوسط ​​5٪).

کاهش هزینه های پیشگیرانه و بازسازی اساسیسازه‌ها و تجهیزات (کل زیرساخت تامین آب)، در نتیجه سرکوب موقعیت‌های اضطراری ناشی از چکش آبی، که اغلب زمانی اتفاق می‌افتد که از یک درایو الکتریکی غیرقابل تنظیم استفاده می‌شود (ثابت شده است که عمر مفید تجهیزات در ساعت افزایش می‌یابد. حداقل 1.5 بار)؛

دستیابی به صرفه جویی در گرما در سیستم های تامین آب گرم با کاهش تلفات آب گرما.

در صورت لزوم فشار را بالاتر از حد طبیعی افزایش دهید.

سیستم تامین آب را به طور کامل خودکار کنید، در نتیجه دستمزد پرسنل خدماتی و وظیفه را کاهش دهید و تأثیر "عامل انسانی" را بر عملکرد سیستم از بین ببرید، که این نیز مهم است. بر اساس برآورد پروژه های انجام شده، دوره بازگشت پروژه برای معرفی مبدل های فرکانس 1-2 سال است.

اتلاف انرژی در هنگام ترمز موتور

در بسیاری از تاسیسات، یک درایو الکتریکی قابل تنظیم نه تنها وظیفه تنظیم هموار گشتاور و سرعت چرخش موتور الکتریکی را بر عهده دارد، بلکه وظیفه کاهش سرعت و ترمز عناصر نصب را نیز بر عهده دارد. راه حل کلاسیک برای این مشکل یک سیستم درایو با موتور آسنکرونبا مبدل فرکانس مجهز به سوئیچ ترمز با مقاومت ترمز.

در همان زمان، در حالت کاهش سرعت/ترمز، موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور عمل می کند و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند که در نهایت توسط مقاومت ترمز هدر می رود. تاسیسات معمولی که در آنها چرخه های شتاب با چرخه های کاهش سرعت متناوب می شوند، بالابرها، آسانسورها، سانتریفیوژها، ماشین های سیم پیچ و غیره هستند.

با این حال، در حال حاضر مبدل های فرکانس با یک بازیابی داخلی وجود دارد که به شما امکان می دهد انرژی دریافتی از موتوری که در حالت ترمز کار می کند را به شبکه برگردانید. همچنین جالب است که برای محدوده مشخصی از توان ها، هزینه نصب مبدل فرکانس با مقاومت های ترمز اغلب با هزینه نصب مبدل فرکانس با یک ریکاوراتور داخلی حتی بدون در نظر گرفتن برق ذخیره شده قابل مقایسه است.

در این حالت ، نصب تقریباً بلافاصله پس از راه اندازی شروع به "پول" می کند.

تولید کنندگان

• STC "Drive Technology"، علامت تجاری "Momentum" (Chelyabinsk)

همچنین ببینید

لینک های خارجی

بنیاد ویکی مدیا 2010.

درایو فرکانس متغیر (درایو فرکانس متغیر، VFD) سیستمی برای کنترل سرعت چرخش یک موتور الکتریکی ناهمزمان (سنکرون) است. از خود موتور الکتریکی و مبدل فرکانس ... ویکی پدیا

درایو: در مکانیک، درایو (همچنین همان درایو قدرت) مجموعه ای از دستگاه هایی است که برای راندن ماشین ها طراحی شده اند. متشکل از یک موتور، سیستم انتقال و کنترل است. درایوهای گروهی (برای چندین ماشین) و... ... ویکی پدیا وجود دارد

- (به اختصار درایو الکتریکی) یک سیستم الکترومکانیکی برای رانندگی است محرک هاماشین های کار و کنترل این حرکت به منظور اجرای فرآیند تکنولوژیک. درایو برقی مدرن ... ... ویکی پدیا

درایو فرکانس متغیر (درایو فرکانس متغیر، VFD) سیستمی برای کنترل سرعت چرخش یک موتور الکتریکی ناهمزمان (سنکرون) است. از خود موتور الکتریکی و مبدل فرکانس ... ویکی پدیا

این اصطلاح معانی دیگری دارد، به مبدل فرکانس مراجعه کنید. این مقاله باید ویکی شده باشد. لطفا فرمتش رو طبق قوانین قالب بندی مقالات ... ویکی پدیا

برای بهبود این مقاله، توصیه می شود؟: اینترویکی را در چارچوب پروژه اینترویکی اضافه کنید. پیوندهایی به منابع معتبری که نوشته شده را تایید می کنند در قالب پاورقی بیابید و ترتیب دهید... ویکی پدیا

این مقاله باید ویکی شده باشد. لطفا فرمتش رو طبق قوانین قالب بندی مقالات ... ویکی پدیا

در حال حاضر ده ها مارک مبدل فرکانس ولتاژ پایین از کشورهای خارجی و خارجی در بازار روسیه ارائه شده است. تولید کنندگان روسی. از جمله شرکت های اروپایی پیشرو: زیمنس، ABB، SEW Eurodrive، Control Techniques (Emerson Corporation)، Schneider Electric، Danfoss، K.E.B.، Lenze، Allen-Breadly (Rockwell Automation Corporation)، Bosch Rexroth. محصولات این تولید کنندگان به طور گسترده ای ارائه شده است و یک شبکه نمایندگی گسترده وجود دارد. تاکنون محصولات شرکت هایی از اروپا مانند Emotron، Vacon، SSD Drives (Parker Corporation)، Elettronica Santerno کمتر شناخته شده است. همچنین محصولاتی از تولید کنندگان آمریکایی وجود دارد - شرکت جنرال الکتریک، AC Technology International (بخشی از نگرانی Lenze) و WEG (برزیل).

شرکت‌های آسیایی رقابت جدی با تولیدکنندگان اروپایی و آمریکایی دارند. اول از همه، اینها شرکت هایی از ژاپن هستند: میتسوبیشی الکتریک، Omron-Yaskawa، Panasonic، Hitachi، Toshiba، Fuji Electric. مارک های کره ای و تایوانی به طور گسترده ای ارائه می شوند - LG Industrial Systems، HYUNDAI Electronics، Delta Electronics، Tecorp، Long Shenq Electronic، Mecapion.

در بین تولید کنندگان داخلی، معروف ترین شرکت Vesper است. همچنین می توانید مبدل های تخصصی مارک های ACh، EPV (JSC Elektroapparat)، REN2K یا REMS (MKE) را یادداشت کنید.

اکثر تولید کنندگان مبدل های فرکانس را ارائه می دهند که قادر به کار در کنترل حلقه باز و بسته (کنترل برداری)، با مجموعه ای از ورودی ها و خروجی های قابل برنامه ریزی و یک کنترل کننده PID داخلی هستند. حتی در ارزان‌ترین مبدل‌های فرکانس کره‌ای یا تایوانی می‌توانید به اصطلاح بدون سنسور، یعنی. بدون سنسور موقعیت روتور، حالت کار بردار. محدوده کنترل می تواند 1:50 باشد.

با این حال، تولید کنندگان پیشرو حالت کنترل برداری بدون حسگر پیشرفته تری را ارائه می دهند بازخورد، بر اساس الگوریتم های کنترل پیشرفته. یکی از پیشگامان در این زمینه ABB بود که DTR (کنترل مستقیم گشتاور) را پیشنهاد کرد - روشی برای کنترل سرعت و گشتاور بدون سنسور بازخورد. شرکت انگلیسی Control Techniques یک حالت کنترل اتصال شار روتور (RFC) را بدون استفاده از سنسور بازخورد اجرا کرده است که به شما امکان می دهد گشتاور را با دقت کافی برای اکثر کارها کنترل کنید، محدوده کنترل را تا 100 افزایش دهید و از دقت بالای حفظ سرعت اطمینان حاصل کنید. در سرعت های پایین و رسیدن به همان جریان اضافه بار، مانند حالت های حلقه بسته.

سازندگان بزرگ دستگاه‌های چند منظوره را با طیف وسیعی از گزینه‌ها (ماژول‌های گسترش، مقاومت‌های ترمز، کنترل‌کننده‌های داخلی، فیلترها، چوک‌ها و غیره) ارائه می‌کنند یا آنها را به سیستم‌های CNC یا کنترل‌کننده‌های حرکتی مجهز می‌کنند.

به طور فزاینده ای می توانید استفاده از درایو را در حالت احیا کننده مشاهده کنید، یعنی. با قابلیت بازگرداندن انرژی آزاد شده در هنگام ترمز به شبکه (آسانسور، پله برقی، جرثقیل ها). به طور معمول، یک درایو تخصصی با یکسوساز کنترل شده برای این مورد استفاده می شود. شرکت‌های پیشرو، مانند Control Techniques، regen را به عنوان یکی از حالت‌های عملیاتی مبدل فرکانس Unidrive SP ارائه می‌کنند و از این طریق به صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف انرژی دست می‌یابند. بازدهی بالاسیستم های.

محدوده توصیف شده به مهندس امکان می دهد یک مبدل فرکانس مناسب با طیف گسترده ای از عملکردها و برنامه های داخلی را انتخاب کند. در عین حال، برندهای اروپایی پیشرو، به عنوان مثال از بریتانیا و آلمان، با موفقیت در قیمت با عملکرد و کیفیت بیشتر رقابت می کنند.

ما توضیحاتی را در مورد برخی از محصولات موجود در بازار روسیه به شما جلب می کنیم. اطلاعات مربوط به تامین کنندگان را می توان در وب سایت ما یافت:

Rockwell Automation، رهبر بلامنازع در بازار برق قدرت، سری جدیدی از درایوهای فرکانس متغیر Allen-Bradley® PowerFlex® از 0.25 کیلووات تا 6770 کیلووات را منتشر کرده است. سری جدید بسیار کارآمد ترکیبی از طراحی فشرده و عریض است عملکردو عالی ویژگی های عملکرد. در صنایع غذایی، کاغذ، نساجی، فلزکاری، نجاری، پمپاژ و تجهیزات تهویه و غیره استفاده می شود. این پالت شامل دو دسته درایو - Component و Architectural است. مدل‌های کلاس Component برای حل وظایف کنترل استاندارد طراحی شده‌اند و درایوهای کلاس معماری، به دلیل تغییرات پیکربندی انعطاف‌پذیر، می‌توانند به راحتی در سیستم‌های کنترل تجهیزات مختلف قدرت تطبیق داده و ادغام شوند. همه مدل‌ها قابلیت‌های ارتباطی استثنایی، طیف گسترده‌ای از پانل‌های اپراتور و ابزارهای برنامه‌نویسی را ارائه می‌دهند که عملکرد را تا حد زیادی تسهیل می‌کند و راه‌اندازی تجهیزات را سرعت می‌بخشد.

PowerFlex® 4

درایو Powerflex 4 جمع و جورترین و ارزان ترین عضو این خانواده است. دستگاه کنترل سرعت ایده آل، این مدل تطبیق پذیری را فراهم می کند در حالی که نیازهای سازنده و کاربران نهایی را برای انعطاف پذیری، فشرده بودن و سهولت استفاده برآورده می کند.

درایو قانون کنترل ولتاژ فرکانس را با امکان جبران لغزش اجرا می کند. یکی از موارد اضافه شده عالی به این مدل، نسخه فوق فشرده درایو Power@Flex4M است، با محدوده توان عملیاتی گسترده تا 2.2 کیلو وات برای نسخه تک فاز و تا 11 کیلو وات برای ولتاژ سه فاز 400 ولت. مقیاس قیمت پیشنهادی برای این مدل به ما این امکان را می دهد که اگر نه برای یک ضربه فصل، پس به محبوبیت نسبتاً گسترده آن امیدوار باشیم.

PowerFlex® 7000

درایوهای سری PowerFlex 7000 نسل سوم درایوهای ولتاژ متوسط ​​شرکت Rockwell Automation هستند. طراحی شده برای تنظیم سرعت، گشتاور، جهت چرخش موتورهای AC ناهمزمان و سنکرون. طراحی منحصر به فرد PowerFlex 7000 Series دارای یک طراحی PowerCage ثبت شده از قفس های برق است که شامل اجزای اصلی درایو است. طراحی مدولار جدید ساده است و اجزای کمی دارد قابلیت اطمینان بالاو استفاده از آن را آسان تر می کند. مزایای اصلی درایوهای ولتاژ متوسط ​​عبارتند از: کاهش هزینه های عملیاتی، توانایی راه اندازی موتورهای بزرگ از منابع برق کوچک و افزایش ویژگی های کیفیفرآیندهای تکنولوژیکی کنترل شده و تجهیزات مورد استفاده.

بسته به توان خروجی، درایوها در سه اندازه موجود هستند:

محفظه A – محدوده توان 150-900 کیلو وات با ولتاژ تغذیه 2400-6600 ولت

محفظه B – محدوده توان 150-4100 کیلو وات با ولتاژ تغذیه 2400-6600 ولت

محفظه C – محدوده توان 2240-6770 کیلووات در ولتاژ تغذیه 4160-6600 ولت

درایوهای PowerFlex 7000 با گزینه های 6 پالس، 18 پالس یا PWM در دسترس هستند که به کاربر انعطاف قابل توجهی در کاهش تاثیر هارمونیک های خطوط شهری می دهد. علاوه بر این، کنترل مستقیم بردار بدون حسگر را برای بهبود کنترل منطقه فراهم می کند سرعت های پایین، در مقایسه با درایوها با استفاده از روش کنترل U/f و همچنین قابلیت تنظیم گشتاور موتور، همانطور که در درایوهای DC انجام می شود. یک ماژول با نمایشگر کریستال مایع با 16 خط و 40 کاراکتر به عنوان پنل اپراتور ارائه می شود.

گشتاور اینرسی بالاتر بدون گیربکس اضافی

سروموتورهای کم اینرسی از سری Beckhoff AM3000 که با استفاده از مواد و فناوری جدید تولید می شوند، عمدتاً در کاربردهای دینامیکی با بارهای بالا استفاده می شوند، به عنوان مثال برای راندن محورهای ماشین های فلزکاری یا دستگاه های بدون چرخ دنده. همراه با اینرسی روتور بالا، آنها مزایایی مشابه موتورهای سری AM3xxx دارند، مانند سیم پیچ استاتور قطب، که اجازه می دهد تا ابعاد کلی موتور به میزان قابل توجهی کاهش یابد. فلنج ها، کانکتورها و محورهای موتورهای جدید سری AM3500 با موتورهای AM3000 سازگار هستند. مدل‌های جدید AM3500 در اندازه‌های فلنج 3 تا 6 و دارای گشتاور 1.9 تا 15 نیوتن متر هستند. سرعت چرخش موتور بین 3000 تا 6000 دور در دقیقه است. برای سیستم های بازخورد، مبدل های مختصات یا حسگرهای موقعیت مطلق (تک چرخشی یا چند چرخشی) در دسترس هستند. مسکن دارای رتبه IP 64 است. گزینه هایی با کلاس حفاظت IP 65/67 در دسترس هستند. این سری از موتورها دارای استانداردهای ایمنی CE، UL و CSA هستند.

نسل جدید درایوها

خط Emotron با درایوهای NGD گسترش یافته است: FDU2.0، VFX2.0 (قدرت از 0.75 کیلووات به 1.6 مگاوات) و VSC/VSA (0.18-7.5 کیلووات). درایوهای سرعت متغیر FDU2.0 (برای مکانیزم های گریز از مرکز) و VFX2.0 (برای مکانیزم های پیستونی) به کاربر اجازه می دهند پارامترهای عملیاتی را در واحدهای مورد نیاز تنظیم کنند، دارای یک کنترل پنل قابل جابجایی با عملکردی برای کپی کردن تنظیمات، مدل های تا 132 کیلو وات هستند. طراحی استاندارد IP54 اقتصادی (مدل های 160 تا 800 کیلووات را نیز می توان در محفظه های فشرده IP54 ویژه نصب کرد). تبادل داده در طول فرآیند با استفاده از Fieldbus (Profibus-DP، DeviceNet، Ethernet)، از طریق پورت ها (RS-232، RS-485، Modbus RTU)، و همچنین خروجی های آنالوگ و دیجیتال انجام می شود.

درایوهای برداری VSA و VSC با اندازه کوچک به طور ویژه برای کنترل سرعت موتورهای سه فاز ناهمزمان طراحی شده اند. قدرت بالا: مدل های ورودی 220 ولت از 0.18 تا 2.2 کیلو وات و مدل های 380 ولت از 0.75 تا 7.5 کیلو وات در دسترس هستند.

خانواده ATV61-ATV71

بازار مبدل فرکانس در روسیه با سرعت زیادی در حال توسعه است. جای تعجب نیست که تولید کنندگان متعددی را جذب می کند، چه بزرگ و چه کمتر شناخته شده. در حال حاضر بازار روسیهبسیار تقسیم شده اما در اینجا یک پارادوکس وجود دارد: علیرغم این واقعیت که در حال حاضر بیش از 30 برند در بازار وجود دارد، سهم بازار قابل توجهی متعلق به 7 تا 8 شرکت است و بیش از دو رهبر واضح نیست. در عین حال باشکوه مشخصات فنیتجهیزات تضمینی برای موفقیت نیست. موقعیت های پیشرو در روسیه توسط شرکت هایی گرفته شد که سرمایه های قابل توجهی را در توسعه تجارت و زیرساخت های تجاری سرمایه گذاری می کنند.

شرکت اشنایدر الکتریک، که منافع آن در روسیه توسط JSC Schneider Electric نمایندگی می شود، در سال 2007 عرضه محصولات خود را به طور قابل توجهی گسترش داد. اکنون خانواده ATV61-ATV71 با اصلاح ولتاژ 690 ولت پر شده است و بسیاری از نسخه ها با درجه حفاظت IP54 ظاهر شده اند. همچنین یک مدل ویژه برای آسانسور و درایو جرثقیل ATV71*383 با تکنولوژی منحصر به فرد کنترل موتور سنکرون وجود دارد. تا پایان سال 2008 دستگاهی با توان 2400 کیلووات در 690 ولت در خط آلتیوار ظاهر می شود. Altivar 61 اکنون می تواند در برنامه های ترانسفورماتور افزایش دهنده کار کند.

سری جدید اقتصادی Altivar 21 به طور خاص برای سیستم های گرمایش، تهویه مطبوع و تهویه در منازل مسکونی و مسکونی طراحی شده است. ساختمان های عمومی. Altivar 21 موتورها را از 0.75 تا 75 کیلو وات در ولتاژهای 380 ولت و 200 ... 240 ولت کنترل می کند.

Altivar 21 دارای عملکردهای کاربردی بسیاری است:

- تنظیم کننده PI داخلی؛

- "انتخاب در پرواز"؛

– عملکرد خواب/بیداری؛

- مدیریت حفاظت و هشدار؛

– مقاومت در برابر تداخل شبکه، کارکرد در دماهای تا 50+ درجه سانتیگراد و افت ولتاژ 50-%.

با فناوری جدید بدون خازن، Altivar 21 به دستگاه های کاهش دهنده هارمونیک نیاز ندارد. ضریب کل THDI 30٪ است. کنار گذاشتن خازن ها و استفاده از نیمه هادی های قوی تر، زمان کار را افزایش داد.

رهبری اشنایدر الکتریک در بازار مبدل ها نتیجه کار جدی برای بهبود تحمل خطا مبدل ها است. MTTF برای برخی از مدل ها تا 640000 ساعت است. Altivar تحت افت ولتاژ تا -50٪، دما تا +50٪، در محیط های شیمیایی تهاجمی و با نویز ضربه ای در شبکه کار می کند. این یک استدلال جدی برای خرید مجدد است. اعتماد خریدار به تجهیزات و شهرت شرکت را نمی توان دست بالا گرفت.

درایوها از SICK

تولید مدرن نیاز به اتوماسیون بسیاری از عملیات راه اندازی دستی دارد پارامترهای مختلفبر روی انواع ماشین آلات و ماشین آلات بسته بندی. اغلب اپراتور نیاز به تغییر پارامترهای هندسی یک محصول تولیدی یا سایر کارهای مشابه دارد. در این مورد، درایوهای موقعیت یابی SICK-Stegmann دستگاه ارزان قیمت ایده آل برای این نوع عملیات هستند.

HIPERDRIVE® - درایوهای موقعیت یابی نتیجه ادغام یک موتور DC بدون جاروبک، گیربکس، رمزگذار چند دور مطلق، الکترونیک قدرت و کنترل در یک دستگاه است. در میان چیزهای دیگر، درایوها دارای رابط شبکه Profibus یا DeviceNet هستند. این دستگاه با هدف انجام وظایف موقعیت یابی نقطه به نقطه طراحی شده است و یک دستگاه جعبه سیاه است که کار با آن آسان است.

در حال حاضر از درایوهای سروو برای چنین کارهایی استفاده می شود. اما استفاده از چنین سیستم هایی دارای معایبی است. اولاً این کار توجیه اقتصادی ندارد. سیستم های مبتنی بر سرو معمولا به یک اینورتر، ترمز و رمزگذار مطلق نیز نیاز دارند.

مزایای اصلی این درایوها:

- دستگاه بسیار یکپارچه

کاهش اندازه درایو

مونتاژ و راه اندازی آسان

تنظیم توسط یک درایو فرکانس اجازه می دهد تا با استفاده از یک مبدل ویژه، حالت های عملکرد موتور الکتریکی را به طور انعطاف پذیر تغییر دهید: شروع، توقف، شتاب، ترمز، تغییر سرعت چرخش.

تغییر فرکانس ولتاژ تغذیه منجر به تغییر در سرعت زاویه ای می شود میدان مغناطیسیاستاتور هنگامی که فرکانس کاهش می یابد، موتور کاهش می یابد و لغزش افزایش می یابد.

اصل عملکرد مبدل فرکانس درایو

عیب اصلی موتورهای آسنکرون دشواری کنترل سرعت است روش های سنتی: تغییر ولتاژ تغذیه و ایجاد مقاومت اضافی در مدار سیم پیچ. درایو فرکانس موتور الکتریکی پیشرفته تر است. تا همین اواخر، مبدل ها گران بودند، اما ظهور ترانزیستورهای IGBT و سیستم های کنترل ریزپردازنده به سازندگان خارجی اجازه ساخت دستگاه های مقرون به صرفه را داد. پیشرفته ترین ها در حال حاضر ثابت هستند

سرعت زاویه ای میدان مغناطیسی استاتور ω 0 متناسب با فرکانس ƒ 1 مطابق با فرمول تغییر می کند:

ω 0 = 2π׃ 1 / p،

که در آن p تعداد جفت‌های قطب است.

این روش کنترل سرعت صاف را فراهم می کند. در این حالت سرعت لغزش موتور افزایش نمی یابد.

برای به دست آوردن عملکرد انرژی بالای موتور - راندمان، ضریب توان و ظرفیت اضافه بار، همراه با فرکانس، ولتاژ تغذیه با توجه به وابستگی های خاصی تغییر می کند:

• گشتاور بار ثابت - U 1 / ƒ 1 = const.
• شخصیت فن از گشتاور بار - U 1 / ƒ 1 2 = const.
• گشتاور بار، نسبت معکوس با سرعت - U 1 /√ ƒ 1 = Const.

این توابع با استفاده از مبدلی که همزمان فرکانس و ولتاژ استاتور موتور را تغییر می دهد، اجرا می شود. برق از طریق تنظیم با استفاده از لازم صرفه جویی می شود پارامتر تکنولوژیکی: فشار پمپ، عملکرد فن، سرعت تغذیه دستگاه و ... در این حالت پارامترها به آرامی تغییر می کنند.

روش های کنترل فرکانس الکتروموتورهای آسنکرون و سنکرون

در یک درایو کنترل فرکانس مبتنی بر موتورهای ناهمزمان با روتور قفس سنجابی، از دو روش کنترل استفاده می شود - اسکالر و برداری. در حالت اول، دامنه و فرکانس ولتاژ تغذیه به طور همزمان تغییر می کند.

این برای حفظ مشخصات عملیاتی موتور، اغلب نسبت ثابت حداکثر گشتاور آن به لحظه مقاومت روی شفت، ضروری است. در نتیجه، راندمان و ضریب توان در کل محدوده چرخش بدون تغییر باقی می‌مانند.

کنترل برداری شامل تغییر همزمان دامنه و فاز جریان در استاتور است.

این نوع درایو فرکانس فقط در بارهای کوچک کار می کند و در صورت افزایش بیش از مقادیر مجاز، همزمانی ممکن است مختل شود.

مزایای درایو فرکانس

تنظیم فرکانس در مقایسه با روش های دیگر دارای طیف وسیعی از مزایای است.

1. اتوماسیون عملکرد موتور و فرآیندهای تولید.
2. شروع صاف، از بین بردن اشتباهات معمولیکه در هنگام شتاب گیری موتور رخ می دهد. افزایش قابلیت اطمینان درایوهای فرکانس و تجهیزات با کاهش اضافه بار.
3. افزایش راندمان عملیاتی و عملکرد کلی درایو.
4. ایجاد یک سرعت موتور الکتریکی ثابت بدون توجه به ماهیت بار، که در طول فرآیندهای گذرا مهم است. استفاده از بازخورد، حفظ سرعت موتور را تحت تأثیرات مختلف مزاحم، به ویژه تحت بارهای متغیر، ممکن می سازد.
5. مبدل ها به راحتی با موجود ادغام می شوند سیستم های فنیبدون تغییر و توقف قابل توجه فرآیندهای تکنولوژیکی. دامنه ظرفیت ها زیاد است اما با افزایش آنها قیمت ها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
6. توانایی کنار گذاشتن متغیرها، گیربکس ها، چوک ها و سایر تجهیزات کنترلی یا گسترش دامنه کاربرد آنها. این باعث صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی می شود.
7. از بین بردن اثرات مضر فرآیندهای گذرابر تجهیزات تکنولوژیکی، مانند چکش آب یا فشار خون بالامایع در خطوط لوله در حالی که مصرف آن در شب کاهش می یابد.

ایرادات

مانند همه اینورترها، مبدل های فرکانس نیز منابع تداخل هستند. آنها نیاز به نصب فیلتر دارند.

ارزش برند بالاست. با افزایش قدرت دستگاه ها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

کنترل فرکانس هنگام حمل و نقل مایعات

در تأسیساتی که آب و سایر مایعات پمپاژ می شود، کنترل جریان بیشتر با استفاده از شیرهای دروازه ای انجام می شود. در حال حاضر، یک جهت امیدوارکننده استفاده از درایو فرکانس یک پمپ یا فن است که پره های آنها را به حرکت در می آورد.

استفاده از مبدل فرکانس به عنوان جایگزینی برای دریچه گاز باعث صرفه جویی در مصرف انرژی تا 75٪ می شود. دریچه، در حالی که جریان مایع را مهار می کند، کار نمی کند کار مفید. در عین حال اتلاف انرژی و ماده در حین حمل و نقل آن افزایش می یابد.

درایو فرکانس حفظ فشار ثابت برای مصرف کننده را در هنگام تغییر نرخ جریان سیال ممکن می سازد. سیگنالی از سنسور فشار به درایو ارسال می شود که سرعت موتور را تغییر می دهد و در نتیجه سرعت آن را تنظیم می کند و نرخ جریان مشخصی را حفظ می کند.

واحدهای پمپاژ با تغییر عملکرد کنترل می شوند. توان مصرفی پمپ تابعی مکعبی از عملکرد یا سرعت چرخش چرخ است. اگر سرعت 2 برابر کاهش یابد، عملکرد پمپ 8 برابر کاهش می یابد. داشتن برنامه روزانه مصرف آب به شما امکان می دهد در صورت کنترل یک درایو فرکانس، صرفه جویی در مصرف انرژی را برای این دوره تعیین کنید. با توجه به آن امکان اتوماسیون ایستگاه پمپاژ و در نتیجه بهینه سازی فشار آب در شبکه ها وجود دارد.

بهره برداری از سیستم های تهویه و تهویه مطبوع

حداکثر جریان هوا در سیستم های تهویههمیشه مورد نیاز نیست شرایط عملیاتی ممکن است به کاهش عملکرد نیاز داشته باشد. به طور سنتی، هنگامی که سرعت چرخ ثابت می ماند، از گاز برای این کار استفاده می شود. تغییر جریان هوا به دلیل فرکانس راحت تر است درایو با سرعت متغیربا تغییر شرایط فصلی و آب و هوایی، گرما، رطوبت، بخارات و گازهای مضر آزاد می شود.

صرفه جویی در انرژی در سیستم های تهویه و تهویه مطبوع کمتر از ایستگاه های پمپاژ به دست نمی آید، زیرا مصرف انرژی چرخش شفت تابعی مکعبی از سرعت است.

دستگاه مبدل فرکانس

یک درایو فرکانس مدرن با استفاده از یک مدار مبدل دوگانه طراحی شده است. این شامل یکسو کننده و یک اینورتر پالس با یک سیستم کنترل است.

پس از اصلاح ولتاژ شبکه، سیگنال توسط یک فیلتر صاف می شود و به یک اینورتر با شش کلید ترانزیستوری تغذیه می شود، جایی که هر یک از آنها به سیم پیچ های استاتور یک موتور الکتریکی ناهمزمان متصل می شوند. بلوک سیگنال تصحیح شده را به یک سیگنال سه فاز با فرکانس و دامنه مورد نیاز تبدیل می کند. ترانزیستورهای قدرت IGBT در مراحل خروجی فرکانس سوئیچینگ بالایی دارند و سیگنال موج مربعی واضح و بدون اعوجاج را ارائه می دهند. با توجه به خواص فیلتری سیم پیچ های موتور، شکل منحنی جریان در خروجی آنها سینوسی باقی می ماند.

روش های تنظیم دامنه سیگنال

مقدار ولتاژ خروجی با دو روش تنظیم می شود:

1. دامنه - تغییر در مقدار ولتاژ.
2. مدولاسیون عرض پالس روشی برای تبدیل سیگنال پالسی است که در آن مدت زمان آن تغییر می کند، اما فرکانس بدون تغییر باقی می ماند. در اینجا قدرت به عرض پالس بستگی دارد.

روش دوم بیشتر در ارتباط با توسعه فناوری ریزپردازنده استفاده می شود. اینورترهای مدرن بر اساس تریستورهای خاموش GTO یا ترانزیستورهای IGBT ساخته می شوند.

قابلیت ها و کاربردهای مبدل ها

درایو فرکانس قابلیت های زیادی دارد.

1. تنظیم فرکانس ولتاژ تغذیه سه فاز از صفر تا 400 هرتز.
2. شتاب یا ترمز موتور الکتریکی از 0.01 ثانیه. تا 50 دقیقه طبق یک قانون زمان معین (معمولاً خطی). در هنگام شتاب گیری، نه تنها می توان گشتاورهای دینامیکی و راه اندازی را تا 150 درصد کاهش داد، بلکه افزایش داد.
3. معکوس کردن موتور با حالت های مشخص ترمز و شتاب تا سرعت مورد نظر در جهت دیگر.
4. این مبدل ها دارای حفاظت الکترونیکی قابل تنظیم در برابر اتصال کوتاه، اضافه بار، نشت زمین و خطوط برق باز موتور هستند.
5. نمایشگرهای دیجیتال مبدل ها اطلاعات مربوط به پارامترهای خود را نمایش می دهند: فرکانس، ولتاژ تغذیه، سرعت، جریان و غیره.
6. مبدل ها مشخصات ولتاژ فرکانس را بسته به بار مورد نیاز روی موتورها تنظیم می کنند. عملکرد سیستم های کنترل مبتنی بر آنها توسط کنترل کننده های داخلی ارائه می شود.
7. برای فرکانس های پایین، استفاده از کنترل برداری مهم است که به شما امکان می دهد با گشتاور کامل موتور کار کنید، سرعت ثابتی را هنگام تغییر بارها حفظ کنید و گشتاور روی شفت را کنترل کنید. درایو فرکانس متغیر اگر اطلاعات پلاک موتور به درستی وارد شود و پس از آزمایش موفقیت آمیز آن به خوبی کار کند. محصولات شناخته شده از شرکت های HYUNDAI، Sanyu و غیره.

زمینه های کاربرد مبدل ها به شرح زیر است:

• پمپ ها در سیستم های تامین آب گرم و سرد و تامین گرما؛
• پمپ های دوغاب، شن و ماسه و پالپ کارخانه های فرآوری؛
• سیستم های حمل و نقل: نوار نقاله، میزهای غلتکی و سایر وسایل.
• میکسر، آسیاب، سنگ شکن، اکسترودر، دیسپنسر، فیدر.
• سانتریفیوژها؛
• آسانسور;
• تجهیزات متالورژی؛
• ابزار مته زنی؛
• درایوهای الکتریکی ماشین ابزار؛
• تجهیزات بیل مکانیکی و جرثقیل، مکانیزم های دستکاری.

تولید کنندگان مبدل فرکانس، بررسی

تولید کننده داخلی هم اکنون شروع به تولید محصولاتی کرده است که از نظر کیفیت و قیمت مناسب برای کاربران باشد. مزیت آن امکان دریافت سریع دستگاه مورد نظر و همچنین مشاوره دقیق در مورد راه اندازی است.

شرکت " سیستم های کارآمد"محصولات سریال و دسته آزمایشی تجهیزات تولید می کند. محصولات برای استفاده خانگی، در مشاغل کوچک و در صنعت. سازنده "Vesper" هفت سری مبدل تولید می کند که در میان آنها مبدل های چند منظوره مناسب برای اکثر مکانیزم های صنعتی وجود دارد.

پیشرو در تولید مبدل های فرکانس شرکت دانمارکی Danfoss است. محصولات آن در سیستم های تهویه، تهویه مطبوع، تامین آب و گرمایش استفاده می شود. شرکت فنلاندی Vacon، بخشی از شرکت دانمارکی، طرح‌های مدولار تولید می‌کند که از آن‌ها می‌توانید دستگاه‌های لازم را بدون قطعات غیر ضروری مونتاژ کنید، که به شما امکان می‌دهد در قطعات صرفه‌جویی کنید. مبدل های شرکت بین المللی ABB نیز شناخته شده هستند که در صنعت و زندگی روزمره استفاده می شوند.

با قضاوت بر اساس بررسی ها، برای حل مشکلات معمولی ساده می توانید از مبدل های داخلی ارزان قیمت استفاده کنید، اما برای موارد پیچیده به مارکی با تنظیمات بسیار بیشتر نیاز دارید.

نتیجه

درایو فرکانس موتور الکتریکی را با تغییر فرکانس و دامنه ولتاژ تغذیه کنترل می کند و در عین حال از آن در برابر خطاها محافظت می کند: اضافه بار، مدار کوتاه، خرابی در شبکه تامین. اینها سه عملکرد اصلی مربوط به شتاب، ترمز و سرعت موتور را انجام می دهند. این امکان افزایش کارایی تجهیزات را در بسیاری از زمینه های فناوری فراهم می کند.

درایو فرکانس متغیر (VFD)- سیستم کنترل سرعت چرخش یک موتور الکتریکی ناهمزمان (سنکرون). از خود موتور الکتریکی و یک مبدل فرکانس تشکیل شده است.

مبدل فرکانس (مبدل فرکانس) دستگاهی است متشکل از یک یکسو کننده (پل DC) که جریان متناوب فرکانس صنعتی را به جریان مستقیم و یک اینورتر (مبدل) (گاهی اوقات با PWM) تبدیل می کند که جریان مستقیم را به جریان متناوب فرکانس مورد نیاز تبدیل می کند. و دامنه. تریستورهای خروجی (GTO) یا سلف، و برای کاهش تداخل الکترومغناطیسی - یک فیلتر EMC.

کاربرد

VFD ها در سیستم های نوار نقاله، ماشین های برش، کنترل درایو میکسرها، پمپ ها، فن ها، کمپرسورها و غیره استفاده می شوند. VFD ها در کولرهای خانگی جای خود را پیدا کرده اند. VFD ها به طور فزاینده ای در حمل و نقل الکتریکی شهری، به ویژه در ترولی بوس ها محبوب می شوند. برنامه اجازه می دهد:

• بهبود دقت کنترل
• کاهش مصرف انرژی در صورت وجود بار متغیر

کاربرد مبدل های فرکانس در ایستگاه های پمپاژ

روش کلاسیک کنترل عرضه واحدهای پمپاژ شامل فشار دادن خطوط فشار و تنظیم تعداد واحدهای عامل بر اساس برخی پارامترهای فنی (به عنوان مثال فشار در خط لوله) است. در این حالت، واحدهای پمپاژ بر اساس ویژگی های طراحی خاص (معمولاً رو به بالا) انتخاب می شوند و به طور مداوم در یک حالت معین با سرعت چرخش ثابت کار می کنند، بدون در نظر گرفتن نوسانات دبی و فشار ناشی از مصرف متغیر آب. آن ها به عبارت ساده، حتی زمانی که هیچ تلاش قابل توجهی لازم نیست، پمپ ها با سرعت کار تعیین شده به کار خود ادامه می دهند و در عین حال مقدار قابل توجهی برق مصرف می کنند. به عنوان مثال، در شب، زمانی که مصرف آب به شدت کاهش می یابد، این اتفاق می افتد.

تولد درایو الکتریکی قابل تنظیم امکان حرکت از جهت مخالف را در فناوری سیستم تامین فراهم کرد: اکنون این واحد پمپاژ نیست که شرایط را دیکته می کند، بلکه ویژگی های خود خطوط لوله است. درایوهای الکتریکی با فرکانس متغیر با موتورهای الکتریکی ناهمزمان برای مصارف صنعتی عمومی به طور گسترده در عمل جهانی استفاده می شود. کنترل فرکانس سرعت چرخش شفت یک موتور ناهمزمان با استفاده از یک دستگاه الکترونیکی انجام می شود که معمولاً مبدل فرکانس نامیده می شود. اثر فوق با تغییر فرکانس و دامنه ولتاژ سه فاز عرضه شده به موتور الکتریکی حاصل می شود. بنابراین، با تغییر پارامترهای ولتاژ تغذیه (کنترل فرکانس)، می توانید سرعت چرخش موتور را هم کمتر و هم بالاتر از اسمی کنید.

روش تبدیل فرکانس بر اساس اصل زیر است. به طور معمول، فرکانس شبکه صنعتی 50 هرتز است. به عنوان مثال، یک پمپ با یک موتور الکتریکی دو قطبی را در نظر بگیرید. در این فرکانس شبکه، سرعت چرخش موتور 3000 (50 هرتز در 60 ثانیه) دور در دقیقه است و به خروجی واحد پمپاژ فشار و عملکرد نامی می دهد (زیرا اینها پارامترهای اسمی آن هستند، طبق گذرنامه). اگر با استفاده از مبدل فرکانس، فرکانس ولتاژ متناوب عرضه شده به آن را کاهش دهید، سرعت چرخش موتور به ترتیب کاهش می یابد و در نتیجه فشار و عملکرد واحد پمپاژ تغییر می کند. اطلاعات مربوط به فشار در شبکه با استفاده از یک سنسور فشار ویژه نصب شده در خط لوله به واحد مبدل فرکانس ارائه می شود؛ بر اساس این داده ها، مبدل بر این اساس فرکانس عرضه شده به موتور را تغییر می دهد.

مبدل فرکانس مدرن دارای طراحی فشرده، محفظه ضد گرد و غبار و رطوبت و رابط کاربر پسند است که امکان استفاده از آن را در سخت ترین شرایط و محیط های مشکل ساز فراهم می کند. محدوده توان بسیار گسترده است و از 0.4 تا 500 کیلو وات یا بیشتر با منبع تغذیه استاندارد 220/380 ولت و 50-60 هرتز متغیر است. تمرین نشان می دهد که استفاده از مبدل های فرکانس در ایستگاه های پمپاژ اجازه می دهد:

صرفه جویی در انرژی با تنظیم عملکرد درایو الکتریکی بسته به مصرف واقعی آب (اثر صرفه جویی 20-50٪).

کاهش مصرف آب با کاهش نشتی زمانی که فشار در خط اصلی بیش از حد است، زمانی که مصرف آب در واقع کم است (به طور متوسط ​​5٪).

کاهش هزینه ها برای تعمیرات پیشگیرانه و تعمیرات اساسی سازه ها و تجهیزات (کل زیرساخت آبرسانی)، در نتیجه سرکوب شرایط اضطراری ناشی از چکش آبی، که اغلب در هنگام استفاده از یک درایو الکتریکی غیرقابل تنظیم اتفاق می افتد (ثابت شده است که خدمات عمر تجهیزات حداقل 1.5 برابر افزایش می یابد.

دستیابی به صرفه جویی در گرما در سیستم های تامین آب گرم با کاهش تلفات آب گرما.

در صورت لزوم فشار را بالاتر از حد طبیعی افزایش دهید.

سیستم تامین آب را به طور کامل خودکار کنید، در نتیجه دستمزد پرسنل خدماتی و وظیفه را کاهش دهید و تأثیر "عامل انسانی" را بر عملکرد سیستم از بین ببرید، که این نیز مهم است. بر اساس برآورد پروژه های انجام شده، دوره بازگشت پروژه برای معرفی مبدل های فرکانس 1-2 سال است.

اتلاف انرژی در هنگام ترمز موتور

در بسیاری از تاسیسات، یک درایو الکتریکی قابل تنظیم نه تنها وظیفه تنظیم هموار گشتاور و سرعت چرخش موتور الکتریکی را بر عهده دارد، بلکه وظیفه کاهش سرعت و ترمز عناصر نصب را نیز بر عهده دارد. راه حل کلاسیک برای این مشکل یک سیستم درایو با یک موتور ناهمزمان با مبدل فرکانس مجهز به یک سوئیچ ترمز با یک مقاومت ترمز است.

در همان زمان، در حالت کاهش سرعت/ترمز، موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور عمل می کند و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند که در نهایت توسط مقاومت ترمز هدر می رود. تاسیسات معمولی که در آنها چرخه های شتاب با چرخه های کاهش سرعت متناوب می شوند، بالابرها، آسانسورها، سانتریفیوژها، ماشین های سیم پیچ و غیره هستند.

با این حال، در حال حاضر مبدل های فرکانس با یک بازیابی داخلی وجود دارد که به شما امکان می دهد انرژی دریافتی از موتوری که در حالت ترمز کار می کند را به شبکه برگردانید. همچنین جالب است که برای محدوده مشخصی از توان ها، هزینه نصب مبدل فرکانس با مقاومت های ترمز اغلب با هزینه نصب مبدل فرکانس با یک ریکاوراتور داخلی حتی بدون در نظر گرفتن برق ذخیره شده قابل مقایسه است.

در این حالت ، نصب تقریباً بلافاصله پس از راه اندازی شروع به "پول" می کند.

درایو فرکانس متغیر (Vairable Requency Drive, VFD) سیستمی برای کنترل سرعت روتور موتور الکتریکی ناهمزمان (سنکرون) است. از خود موتور الکتریکی و یک مبدل فرکانس تشکیل شده است.

مبدل فرکانس (مبدل فرکانس) دستگاهی است متشکل از یک یکسو کننده (پل DC) که جریان متناوب فرکانس صنعتی را به جریان مستقیم و یک اینورتر (مبدل) (گاهی اوقات با PWM) تبدیل می کند که جریان مستقیم را به جریان متناوب فرکانس مورد نیاز تبدیل می کند. و دامنه. تریستورهای خروجی (GTO) یا IGBT جریان لازم را برای تغذیه موتور فراهم می کنند. برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد مبدل در زمانی که فیدر طولانی است، چوک هایی بین مبدل و فیدر نصب می شود و برای کاهش تداخل الکترومغناطیسی، فیلتر EMC نصب می شود. با کنترل اسکالر، جریان های هارمونیک فازهای موتور تشکیل می شود. کنترل برداری روشی برای کنترل موتورهای سنکرون و ناهمزمان است که نه تنها جریان هارمونیک (ولتاژ) فازها را تولید می کند، بلکه کنترل شار مغناطیسی روتور (گشتاور روی شفت موتور) را نیز فراهم می کند.

کاربرد درایو فرکانس

مبدل های فرکانس در موارد زیر استفاده می شود:

• درایو الکتریکی دریایی با قدرت بالا
• آسیاب های نورد (عملکرد همزمان غرفه ها)
• درایو پر سرعت پمپ های توربومولکولی خلاء (تا 100000 دور در دقیقه)
• سیستم های نقاله
• ماشین های برش
• ماشین های CNC - همگام سازی حرکت چندین محور به طور همزمان (تا 32 - به عنوان مثال در تجهیزات چاپ یا بسته بندی) (درایوهای سرو)
• باز شدن خودکار درها
• میکسر، پمپ، فن، کمپرسور
• کولرهای خانگی
• ماشین های لباسشویی
• حمل و نقل برقی شهری، به ویژه ترولی بوس.

بیشترین تأثیر اقتصادی ناشی از استفاده از VFD ها در سیستم های تهویه، تهویه مطبوع و تامین آب است، جایی که استفاده از VFD عملاً به یک استاندارد تبدیل شده است.

مزایای استفاده از VFD

• دقت کنترل بالا
• صرفه جویی در انرژی در صورت بار متغیر (یعنی کارکرد موتور الکتریکی در بار جزئی).
• برابر با حداکثر گشتاور شروع.
• امکان عیب یابی از راه دور درایو از طریق شبکه صنعتی
  • تشخیص شکست فاز برای مدارهای ورودی و خروجی
  • ضبط ساعت موتور
  • پیری خازن های مدار اصلی
  • خرابی فن
• افزایش عمر تجهیزات
• کاهش مقاومت هیدرولیکی خط لوله به دلیل عدم وجود شیر کنترل
• استارت نرم موتور که به میزان قابل توجهی سایش موتور را کاهش می دهد
• یک VFD معمولاً حاوی یک کنترلر PID است و می تواند مستقیماً به سنسور متغیر کنترل شده (مثلاً فشار) متصل شود.
• ترمز کنترل شده و راه اندازی مجدد خودکار در صورت قطع برق
• برداشتن یک موتور الکتریکی دوار
• تثبیت سرعت چرخش هنگام تغییر بار
• کاهش قابل توجه نویز صوتی موتور الکتریکی (با استفاده از عملکرد Soft PWM)
• صرفه جویی در انرژی اضافی ناشی از بهینه سازی تحریک الکتریکی. موتور
• به شما امکان می دهد یک مدار شکن را جایگزین کنید

معایب استفاده از درایو فرکانس

• اکثر مدل های VFD منبع نویز هستند (نیاز به نصب فیلترهای تداخل فرکانس بالا دارد)
• هزینه نسبتاً بالا برای VFD های پرقدرت (بازپرداخت حداقل 1-2 سال)

کاربرد مبدل های فرکانس در ایستگاه های پمپاژ

روش کلاسیک کنترل عرضه واحدهای پمپاژ شامل فشار دادن خطوط فشار و تنظیم تعداد واحدهای عامل بر اساس برخی پارامترهای فنی (به عنوان مثال فشار در خط لوله) است. در این حالت، واحدهای پمپاژ بر اساس ویژگی های طراحی خاص (معمولا با ذخیره عملکرد) انتخاب می شوند و به طور مداوم با سرعت ثابت کار می کنند، بدون در نظر گرفتن هزینه های تغییر ناشی از مصرف متغیر آب. در حداقل دبی، پمپ ها با سرعت ثابت به کار خود ادامه می دهند و فشار اضافی در شبکه ایجاد می کنند (علت بروز حوادث)، در حالی که مقدار قابل توجهی از برق هدر می رود. به عنوان مثال، در شب، زمانی که مصرف آب به شدت کاهش می یابد، این اتفاق می افتد. اثر اصلی نه با صرفه جویی در انرژی، بلکه با کاهش قابل توجه هزینه تعمیر شبکه های آبرسانی به دست می آید.

ظهور یک درایو الکتریکی قابل تنظیم، حفظ فشار ثابت را مستقیماً در مصرف کننده ممکن کرد. درایوهای الکتریکی با کنترل فرکانس با موتور الکتریکی ناهمزماناهداف عمومی صنعتی در نتیجه انطباق موتورهای ناهمزمان صنعتی عمومی با شرایط عملکردی خود در درایوهای الکتریکی کنترل‌شده، موتورهای ناهمزمان قابل تنظیم ویژه با شاخص‌های انرژی و اندازه وزن و هزینه بالاتر در مقایسه با موتورهای غیر سازگار ایجاد می‌شوند. کنترل فرکانس سرعت چرخش شفت یک موتور ناهمزمان با استفاده از یک دستگاه الکترونیکی انجام می شود که معمولاً مبدل فرکانس نامیده می شود. اثر فوق با تغییر فرکانس و دامنه ولتاژ سه فاز عرضه شده به موتور الکتریکی حاصل می شود. بنابراین، با تغییر پارامترهای ولتاژ تغذیه (کنترل فرکانس)، می توانید سرعت چرخش موتور را هم کمتر و هم بالاتر از اسمی کنید. در ناحیه دوم (فرکانس بالاتر از اسمی)، حداکثر گشتاور روی شفت با سرعت چرخش نسبت معکوس دارد.

روش تبدیل فرکانس بر اساس اصل زیر است. به طور معمول، فرکانس شبکه صنعتی 50 هرتز است. به عنوان مثال، یک پمپ با یک موتور الکتریکی دو قطبی را در نظر بگیرید. با در نظر گرفتن لغزش، سرعت چرخش موتور حدود 2800 (بسته به توان) دور در دقیقه است و به خروجی واحد پمپاژ فشار و عملکرد اسمی می دهد (زیرا این پارامترهای اسمی آن طبق گذرنامه هستند). اگر از مبدل فرکانس برای کاهش فرکانس و دامنه ولتاژ متناوب عرضه شده به آن استفاده کنید، سرعت چرخش موتور به ترتیب کاهش می یابد و در نتیجه عملکرد واحد پمپاژ تغییر می کند. اطلاعات مربوط به فشار در شبکه از یک سنسور فشار ویژه نصب شده در مصرف کننده وارد واحد مبدل فرکانس می شود؛ بر اساس این داده ها، مبدل بر این اساس فرکانس ارائه شده به موتور را تغییر می دهد.

مبدل فرکانس مدرن دارای طراحی فشرده، محفظه ضد گرد و غبار و رطوبت و رابط کاربر پسند است که امکان استفاده از آن را در سخت ترین شرایط و محیط های مشکل ساز فراهم می کند. محدوده توان بسیار گسترده است و از 0.18 تا 630 کیلو وات یا بیشتر با منبع تغذیه استاندارد 220/380 ولت و 50-60 هرتز متغیر است. تمرین نشان می دهد که استفاده از مبدل های فرکانس در ایستگاه های پمپاژ اجازه می دهد:

• صرفه جویی در انرژی (با تغییرات قابل توجه در مصرف) با تنظیم قدرت درایو الکتریکی بسته به مصرف واقعی آب (اثر صرفه جویی 20-50٪).
• کاهش مصرف آب با کاهش نشتی هنگامی که فشار در خط اصلی بیش از حد است، زمانی که مصرف آب در واقع کم است (به طور متوسط ​​5٪).
• کاهش هزینه ها (اثر اقتصادی اصلی) برای تعمیرات اضطراری تجهیزات (کل زیرساخت تامین آب به دلیل کاهش شدید تعداد موقعیت های اضطراری ناشی از چکش آب، که اغلب در هنگام استفاده از یک درایو الکتریکی غیرقابل تنظیم اتفاق می افتد) ثابت شده است که عمر مفید تجهیزات حداقل 1.5 برابر افزایش می یابد).
• دستیابی به صرفه جویی در گرما در سیستم های تامین آب گرم با کاهش تلفات آب گرما.
• در صورت لزوم فشار را بالاتر از حد طبیعی افزایش دهید.
• سیستم تامین آب را به طور جامع خودکار کنید و در نتیجه دستمزد پرسنل خدماتی و وظیفه را کاهش دهید و تأثیر "عامل انسانی" را بر عملکرد سیستم از بین ببرید که این نیز مهم است.

بر اساس داده های موجود، دوره بازپرداخت پروژه برای معرفی مبدل های فرکانس از 3 ماه تا 2 سال متغیر است.

افت قدرت هنگام ترمزگیری موتور الکتریکی

در بسیاری از تاسیسات، یک درایو الکتریکی قابل تنظیم نه تنها وظیفه تنظیم هموار گشتاور و سرعت چرخش موتور الکتریکی را بر عهده دارد، بلکه وظیفه کاهش سرعت و ترمز عناصر نصب را نیز بر عهده دارد. راه حل کلاسیک برای این مشکل یک سیستم درایو با یک موتور ناهمزمان با مبدل فرکانس مجهز به یک سوئیچ ترمز با یک مقاومت ترمز است.

در همان زمان، در حالت کاهش سرعت/ترمز، موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور عمل می کند و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند که در نهایت توسط مقاومت ترمز هدر می رود. تاسیسات معمولی که در آنها چرخه‌های شتاب متناوب با چرخه‌های کاهش سرعت می‌شوند عبارتند از: درایو کششی وسایل نقلیه الکتریکی، بالابرها، آسانسورها، سانتریفیوژها، ماشین‌های سیم پیچ، و غیره. در پایان قرن بیستم، مبدل های فرکانس با یک ریکاوراتور داخلی ظاهر شدند که به انرژی دریافتی از موتوری که در حالت ترمز کار می کند، اجازه می دهد تا به شبکه بازگردد. در این حالت ، نصب تقریباً بلافاصله پس از راه اندازی شروع به "پول" می کند.

اصل عملکرد مبدل فرکانس