Kintamo dažnio pavara

Kintamo dažnio pavara (VFD)- asinchroninio (sinchroninio) elektros variklio sukimosi greičio valdymo sistema. Jį sudaro pats elektros variklis ir dažnio keitiklis.

Dažnio keitiklis (dažnio keitiklis) yra įtaisas, susidedantis iš lygintuvo (tilto nuolatinė srovė), pramoninio dažnio kintamąją srovę paverčiant nuolatine srove ir keitikliu (keitikliu) (kartais su PWM), nuolatinę srovę paverčiant reikiamo dažnio ir amplitudės kintamąja srove. Išėjimo tiristoriai (GTO) arba induktorius, o elektromagnetiniams trukdžiams sumažinti – EMC filtras.

Taikymas

VFD naudojami konvejerių sistemose, pjovimo mašinose, maišytuvų, siurblių, ventiliatorių, kompresorių pavarų valdymui ir kt. VFD rado vietą buitiniai oro kondicionieriai. VFD tampa vis populiaresni miesto elektriniame transporte, ypač troleibusuose. Taikymas leidžia:

• padidinti valdymo tikslumą
• sumažinti energijos sąnaudas esant kintamoms apkrovoms.

Dažnio keitiklių taikymas siurblinėse

Klasikinis pašarų valdymo metodas siurbimo agregatai apima slėginių linijų droselį ir eksploatacinių mazgų skaičiaus reguliavimą pagal tam tikrą techninį parametrą (pavyzdžiui, slėgį vamzdyne). Šiuo atveju siurbimo agregatai parenkami atsižvelgiant į tam tikras konstrukcines charakteristikas (dažniausiai aukštyn) ir nuolat veikia tam tikru režimu, esant pastoviam sukimosi greičiui, neatsižvelgiant į srauto greičio ir slėgio svyravimus, atsirandančius dėl kintamo vandens suvartojimo. Tie. paprastais žodžiais, net ir nereikalaujant didelių pastangų, siurbliai ir toliau dirba nustatytu darbo greičiu, kartu sunaudodami nemažą kiekį elektros energijos. Tai atsitinka, pavyzdžiui, naktį, kai vandens suvartojimas smarkiai sumažėja.

Reguliuojamos elektros pavaros gimimas leido pasukti priešinga kryptimi tiekimo sistemos technologijoje: dabar sąlygas diktuoja ne siurbimo agregatas, o pačių vamzdynų charakteristikos. Dažnai buvo plačiai naudojamas pasaulio praktikoje reguliuojama elektrinė pavara su asinchroniniu elektros varikliu, skirtu bendram pramoniniam naudojimui. Asinchroninio variklio veleno sukimosi greičio dažnio valdymas atliekamas naudojant Elektroninis prietaisas, kuris paprastai vadinamas dažnio keitikliu. Minėtas efektas pasiekiamas keičiant į elektros variklį tiekiamos trifazės įtampos dažnį ir amplitudę. Taigi, keičiant maitinimo įtampos parametrus ( dažnio valdymas), galite nustatyti, kad variklio sukimosi greitis būtų mažesnis ir didesnis nei vardinis.

Dažnio keitimo metodas pagrįstas vadovaujantis principu. Paprastai pramoninio tinklo dažnis yra 50 Hz. Pavyzdžiui, paimkime siurblį su dviejų polių elektros varikliu. Esant tokiam tinklo dažniui, variklio sukimosi greitis yra 3000 (50 Hz x 60 sek.) apsisukimų per minutę ir siurbimo agregato išeigai suteikiamas vardinis slėgis ir našumas (nes tai yra jo vardiniai parametrai pagal pasą). Jei naudodamiesi dažnio keitikliu sumažinsite į jį tiekiamos kintamos įtampos dažnį, atitinkamai sumažės variklio sukimosi greitis, todėl pasikeis siurbimo įrenginio slėgis ir našumas. Informacija apie slėgį tinkle į dažnio keitiklio bloką tiekiama naudojant specialų slėgio jutiklį, sumontuotą vamzdyne, remiantis šiais duomenimis, keitiklis atitinkamai keičia varikliui tiekiamą dažnį.

Šiuolaikinis dažnio keitiklis turi kompaktišką dizainą, dulkėms ir drėgmei atsparų korpusą bei patogią sąsają, leidžiančią naudoti sudėtingiausiomis sąlygomis ir problemiškoje aplinkoje. Galios diapazonas yra labai platus ir svyruoja nuo 0,4 iki 500 kW ar daugiau, kai standartinis maitinimo šaltinis yra 220/380 V ir 50-60 Hz. Praktika rodo, kad dažnio keitiklių naudojimas siurblinėse leidžia:

Taupykite energiją reguliuodami elektros pavaros veikimą pagal faktinį vandens suvartojimą (taupymo efektas 20-50%);

Sumažinti vandens sąnaudas sumažinant nuotėkius, kai viršijamas slėgis magistralinėje linijoje, kai vandens suvartojimas faktiškai mažas (vidutiniškai 5%);

Sumažinkite išlaidas prevencinėms ir kapitalinė renovacija konstrukcijas ir įrenginius (visą vandentiekio infrastruktūrą) dėl avarinių situacijų, ypač sukeltų vandens plaktuko, slopinimo, kuris dažnai nutinka naudojant nereguliuojamą elektros pavarą (įrodyta, kad įrangos tarnavimo laikas pailgėja mažiausiai 1,5 karto);

Pasiekti tam tikrą šilumos taupymą karšto vandens tiekimo sistemose mažinant šilumą nešančio vandens nuostolius;

Jei reikia, padidinkite slėgį virš normalaus;

Visapusiškai automatizuoti vandens tiekimo sistemą, taip sumažinant aptarnaujančio ir budinčio personalo darbo užmokestį bei pašalinant „žmogiškojo faktoriaus“ įtaką sistemos darbui, o tai taip pat svarbu. Jau įgyvendintų projektų skaičiavimais, dažnio keitiklių diegimo projekto atsipirkimo laikotarpis yra 1-2 metai.

Energijos nuostoliai stabdant varikliu

Daugelyje įrenginių reguliuojama elektrinė pavara turi ne tik sklandžiai reguliuoti elektros variklio sukimo momentą ir sukimosi greitį, bet ir sulėtinti bei stabdyti įrenginio elementus. Klasikinis šios problemos sprendimas yra pavaros sistema su asinchroninis variklis su dažnio keitikliu su stabdymo jungikliu su stabdymo rezistoriumi.

Tuo pačiu metu lėtėjimo/stabdymo režimu elektros variklis veikia kaip generatorius, mechaninę energiją paverčiantis elektros energija, kurią galiausiai išsklaido stabdymo rezistorius. Tipiški įrenginiai, kuriuose pagreičio ciklai kaitaliojami su lėtėjimo ciklais, yra keltuvai, liftai, centrifugos, vyniojimo mašinos ir kt.

Tačiau šiuo metu jau yra dažnio keitikliai su įmontuotu rekuperatoriumi, kurie leidžia iš variklio, veikiančio stabdymo režimu, gautą energiją grąžinti atgal į tinklą. Įdomu ir tai, kad esant tam tikram galių diapazonui dažnio keitiklio su stabdymo rezistoriais įrengimo kaina dažnai prilygsta dažnio keitiklio su įmontuotu rekuperatoriumi įrengimo kainai, net neatsižvelgiant į sutaupytą elektros energiją.

Tokiu atveju įrenginys pradeda „uždirbti pinigų“ beveik iškart po paleidimo.

Gamintojai

• STC "Drive Technology", prekės ženklas "Momentum" (Čeliabinskas)

taip pat žr

Išorinės nuorodos

Wikimedia fondas. 2010 m.

Kintamo dažnio pavara (kintamo dažnio pavara, VFD) – asinchroninio (sinchroninio) elektros variklio sukimosi greičio valdymo sistema. Jis susideda iš paties elektros variklio ir dažnio keitiklio... Vikipedija

Pavara: mechanikoje pavara (taip pat kaip galios pavara) yra įtaisų, skirtų mašinoms vairuoti, rinkinys. Susideda iš variklio, transmisijos ir valdymo sistemos. Yra grupiniai diskai (keletui mašinų) ir... ... Vikipedija

- (sutrumpintai kaip elektrinė pavara) yra elektromechaninė vairavimo sistema pavaros darbo mašinas ir valdyti šį judėjimą, kad būtų įgyvendintas technologinis procesas. Šiuolaikinė elektrinė pavara ... ... Vikipedija

Kintamo dažnio pavara (kintamo dažnio pavara, VFD) – asinchroninio (sinchroninio) elektros variklio sukimosi greičio valdymo sistema. Jis susideda iš paties elektros variklio ir dažnio keitiklio... Vikipedija

Šis terminas turi kitas reikšmes, žr. Dažnio keitiklis. Šis straipsnis turėtų būti wikifikuotas. Prašome formatuoti pagal straipsnių formatavimo taisykles... Vikipedija

Norint patobulinti šį straipsnį, patartina?: Įtraukti interwiki į Interwiki projektą. Raskite ir sutvarkykite išnašų pavidalu nuorodas į autoritetingus šaltinius, kurie patvirtina tai, kas parašyta... Vikipedija

Šis straipsnis turėtų būti wikifikuotas. Prašome formatuoti pagal straipsnių formatavimo taisykles... Vikipedija

Šiuo metu Rusijos rinkoje yra atstovaujama dešimtys prekių ženklų žemos įtampos dažnio keitiklių iš užsienio ir užsienio šalių. Rusijos gamintojai. Tarp jų pirmaujančios Europos įmonės: Siemens, ABB, SEW Eurodrive, Control Techniques (Emerson Corporation), Schneider Electric, Danfoss, K.E.B., Lenze, Allen-Breadly (Rockwell Automation Corporation), Bosch Rexroth. Šių gamintojų produktai yra plačiai atstovaujami, yra platus pardavėjų tinklas. Kol kas mažiau žinomi tokių įmonių iš Europos kaip Emotron, Vacon, SSD Drives (Parker Corporation), Elettronica Santerno produktai. Taip pat yra gaminių iš Amerikos gamintojų – „General Electric Corporation“, „AC Technology International“ (koncerno „Lenze“ dalis) ir WEG (Brazilija).

Azijos įmonės kelia rimtą konkurenciją Europos ir Amerikos gamintojams. Visų pirma, tai įmonės iš Japonijos: „Mitsubishi Electric“, „Omron-Yaskawa“, „Panasonic“, „Hitachi“, „Toshiba“, „Fuji Electric“. Plačiai atstovaujami Korėjos ir Taivano prekių ženklai – LG Industrial Systems, HYUNDAI Electronics, Delta Electronics, Tecorp, Long Shenq Electronic, Mecapion.

Tarp vietinių gamintojų garsiausia yra „Vesper“ įmonė. Taip pat galite atkreipti dėmesį į specializuotus ACh, EPV (JSC Elektroapparat), REN2K arba REMS (MKE) keitiklius.

Dauguma gamintojų siūlo dažnio keitiklius, galinčius veikti atviro ir uždaro kontūro valdymu (vektoriaus valdymo), su programuojamų įėjimų ir išėjimų rinkiniu bei įmontuotu PID valdikliu. Netgi pigiausiuose Korėjos ar Taivano dažnio keitikliuose galima rasti vadinamųjų besensorių, t.y. be rotoriaus padėties jutiklio, vektorinis darbo režimas. Valdymo diapazonas gali būti 1:50.

Tačiau pirmaujantys gamintojai siūlo pažangesnį vektorinio valdymo režimą be jutiklių Atsiliepimas, pagrįsta pažangiais valdymo algoritmais. Vienas iš šios srities pionierių buvo ABB, pasiūliusi DTR (tiesioginį sukimo momento valdymą) – greičio ir sukimo momento valdymo metodą be grįžtamojo ryšio jutiklio. Anglijos įmonė Control Techniques nenaudodama grįžtamojo ryšio jutiklio įdiegė rotoriaus srauto jungties valdymo (RFC) režimą, leidžiantį valdyti sukimo momentą daugumai užduočių pakankamu tikslumu, išplėsti valdymo diapazoną iki 100, užtikrinti aukštą greičio palaikymo tikslumą. esant mažam greičiui ir pasiekti tokią pat perkrovos srovę, kaip ir uždarojo ciklo režimuose.

Stambūs gamintojai siūlo daugiafunkcinius įrenginius su visomis pasirinkimo galimybėmis (išplėtimo moduliais, stabdymo rezistoriais, įmontuotais valdikliais, filtrais, droseliais ir kt.) arba aprūpina juos CNC sistemomis ar judesio valdikliais.

Vis dažniau galima pastebėti pavaros naudojimą regeneraciniu režimu, t.y. su galimybe grąžinti stabdymo metu išleistą energiją atgal į tinklą (liftus, eskalatorius, kranai). Paprastai tam naudojama specializuota pavara su valdomu lygintuvu. Pirmaujančios įmonės, tokios kaip „Control Techniques“, siūlo regeną kaip vieną iš Unidrive SP dažnio keitiklio veikimo režimų, taip sutaupydami daug energijos ir didelis efektyvumas sistemos.

Aprašytas diapazonas leidžia inžinieriui pasirinkti tinkamą dažnio keitiklį su daugybe integruotų funkcijų ir programų. Tuo pačiu metu pirmaujantys Europos prekių ženklai, pavyzdžiui, iš JK ir Vokietijos, sėkmingai konkuruoja dėl kainos ir pasižymi didesniu funkcionalumu ir kokybe.

Atkreipiame jūsų dėmesį į kai kurių Rusijos rinkoje parduodamų produktų aprašymą. Informaciją apie tiekėjus rasite mūsų svetainėje:

„Rockwell Automation“, neginčijamas elektros energijos rinkos lyderis, išleido naują Allen-Bradley® PowerFlex® kintamo dažnio pavarų seriją, kurios galia svyruoja nuo 0,25 kW iki 6770 kW. Naujoji itin efektyvi serija sujungia kompaktišką dizainą ir platų funkcionalumą ir puikiai veikimo charakteristikos. Jis naudojamas maisto, popieriaus, tekstilės pramonėje, metalo apdirbimo, medžio apdirbimo, siurbimo ir vėdinimo įrenginiuose ir kt. Paletėje yra dvi diskų klasės – komponentų ir architektūrinių. Komponentų klasės modeliai skirti standartinėms valdymo užduotims spręsti, o Architektūros klasės pavaros dėl lanksčių konfigūracijos keitimų gali būti lengvai pritaikomos ir integruojamos į įvairių galios įrenginių valdymo sistemas. Visi modeliai siūlo išskirtines komunikacijos galimybes, platų operatoriaus pultų ir programavimo įrankių asortimentą, o tai labai palengvina veikimą ir pagreitina įrangos paleidimą.

PowerFlex® 4

Powerflex 4 pavara yra kompaktiškiausias ir nebrangiausias šios šeimos narys. Šis modelis yra idealus greičio reguliavimo įtaisas, todėl jis yra universalus ir atitinka gamintojų bei galutinių vartotojų keliamus lankstumo, kompaktiškumo ir naudojimo paprastumo reikalavimus.

Pavara įgyvendina įtampos ir dažnio valdymo įstatymą su galimybe kompensuoti slydimą. Puikus šio modelio papildymas yra itin kompaktiška Power@Flex4M pavaros versija, kurios veikimo galios diapazonas yra iki 2,2 kW vienfazei versijai ir iki 11 kW trifazei 400 VAC įtampai. Siūloma šio modelio kainų skalė leidžia tikėtis jei ne sezono hito, tai gana plataus populiarumo.

PowerFlex® 7000

PowerFlex 7000 serijos diskai yra trečios kartos vidutinės įtampos diskai iš Rockwell Automation. Skirtas reguliuoti asinchroninių ir sinchroninių kintamosios srovės variklių greitį, sukimo momentą, sukimosi kryptį. Unikalus „PowerFlex 7000“ serijos dizainas pasižymi patentuotu „PowerCage“ maitinimo blokų dizainu, kuriame yra pagrindiniai pavaros galios komponentai. Naujas modulinis dizainas yra paprastas ir jame yra nedaug komponentų didelis patikimumas ir palengvina naudojimą. Pagrindiniai vidutinės įtampos pavarų pranašumai: mažesnės eksploatacijos išlaidos, galimybė užvesti didelius variklius iš mažų energijos šaltinių ir padidinta kokybės charakteristikas kontroliuojamas technologinis procesas ir naudojama įranga.

Priklausomai nuo išėjimo galios, diskai yra trijų dydžių:

Korpusas A – galios diapazonas 150-900 kW su maitinimo įtampa 2400-6600 V

Korpusas B – galios diapazonas 150-4100 kW su maitinimo įtampa 2400-6600V

Korpusas C – galios diapazonas 2240-6770 kW, kai maitinimo įtampa 4160-6600 V

Galimi „PowerFlex 7000“ įrenginiai su 6 impulsų, 18 impulsų arba PWM parinktimis, todėl vartotojui suteikiama daug lankstumo mažinant komunalinių linijų harmonikų poveikį. Be to, jis suteikia tiesioginį vektorinį valdymą be jutiklių, kad pagerintų zonos valdymą mažas greitis, palyginti su pavaromis, naudojančiomis U/f valdymo metodą, taip pat galimybe reguliuoti variklio sukimo momentą, kaip tai daroma nuolatinės srovės pavarose. Modulis su skystųjų kristalų ekranu su 16 eilučių ir 40 simbolių siūlomas kaip operatoriaus skydelis.

Didesnis inercijos momentas be papildomos pavarų dėžės

Mažos inercijos servovarikliai iš Beckhoff AM3000 serijos, kurie gaminami naudojant naujas medžiagas ir technologijas, daugiausia naudojami dinamiškose srityse su didelėmis apkrovomis, pavyzdžiui, varyti metalo apdirbimo staklių ašis arba įtaisus be pavarų. Kartu su didele rotoriaus inercija jie siūlo tuos pačius privalumus, kaip ir AM3xxx serijos varikliai, pavyzdžiui, polių statoriaus apvija, kuri leidžia gerokai sumažinti bendruosius variklio matmenis. Naujųjų AM3500 serijos variklių flanšai, jungtys ir velenai yra suderinami su gerai patikrintais AM3000 varikliais. Naujieji AM3500 modeliai yra 3–6 flanšo dydžių ir jų sukimo momentai yra nuo 1,9 iki 15 Nm. Variklio sukimosi greitis svyruoja nuo 3000 iki 6000 aps./min. Grįžtamojo ryšio sistemoms galimi koordinačių keitikliai arba absoliučios padėties jutikliai (vieno arba kelių apsisukimų). Korpusas įvertintas IP 64; Galimi IP 65/67 apsaugos klasės variantai. Šios serijos varikliai atitinka CE, UL ir CSA saugos standartus.

Naujos kartos diskai

Emotron linija papildyta NGD pavaromis: FDU2.0, VFX2.0 (galia nuo 0,75 kW iki 1,6 MW) ir VSC/VSA (0,18–7,5 kW). Kintamo greičio pavaros FDU2.0 (išcentriniams mechanizmams) ir VFX2.0 (stūmokliniams mechanizmams) leidžia vartotojui nustatyti darbo parametrus reikiamuose mazguose, turi nuimamą valdymo pultą su nustatymų kopijavimo funkcija, modeliai iki 132 kW turi standartinė ekonomiška IP54 konstrukcija (modeliai nuo 160 iki 800 kW gali būti montuojami ir į specialius kompaktiškus IP54 korpusus). Duomenų mainai proceso metu vykdomi naudojant lauko magistralę (Profibus-DP, DeviceNet, Ethernet), per prievadus (RS-232, RS-485, Modbus RTU), taip pat analoginius ir skaitmeninius išėjimus.

Mažo dydžio VSA ir VSC vektorinės pavaros yra specialiai sukurtos trifazių asinchroninių variklių greičio valdymui. Aukšta įtampa: 220 V įvesties modeliai yra nuo 0,18 iki 2,2 kW, o 380 V modeliai – nuo ​​0,75 iki 7,5 kW.

Šeima ATV61-ATV71

Dažnio keitiklių rinka Rusijoje vystosi sparčiai. Nenuostabu, kad jis pritraukia daugybę gamintojų, tiek didelių, tiek mažai žinomų. Dabar Rusijos rinka labai segmentuota. Tačiau čia yra paradoksas: nepaisant to, kad šiuo metu rinkoje yra daugiau nei 30 prekių ženklų, nemaža rinkos dalis priklauso 7–8 įmonėms, o ne daugiau kaip dviems aiškiems lyderiams. Tuo pačiu ir didinga specifikacijasįranga nėra sėkmės garantija. Pirmaujančias pozicijas Rusijoje užėmė įmonės, kurios investuoja dideles lėšas į verslo plėtrą ir verslo infrastruktūrą.

Bendrovė „Schneider Electric“, kurios interesams Rusijoje atstovauja UAB „Schneider Electric“, 2007 metais gerokai išplėtė savo produktų pasiūlą. Dabar ATV61-ATV71 šeima buvo papildyta 690 V įtampos modifikacija ir atsirado daug versijų su IP54 apsaugos laipsniu. Taip pat yra specialus modelis lifto ir krano pavarai ATV71*383 su unikalia sinchroninio variklio valdymo technologija. Iki 2008 m. pabaigos Altivar linijoje pasirodys įrenginys, kurio galia 2400 kW esant 690 V. „Altivar 61“ dabar gali veikti naudojant pakopinius transformatorius.

Naujoji ekonomiška Altivar 21 serija sukurta specialiai šildymo, oro kondicionavimo ir vėdinimo sistemoms gyvenamuosiuose ir visuomeniniai pastatai. Altivar 21 valdo variklius nuo 0,75 iki 75 kW esant 380 V ir 200...240 V įtampai.

Altivar 21 turi daug taikomųjų funkcijų:

– įmontuotas PI reguliatorius;

– „pasiimti skrendant“;

– miego/pabudimo funkcija;

– apsaugos ir signalizacijos valdymas;

– atsparumas tinklo trikdžiams, veikimas iki + 50°C temperatūroje ir -50% įtampos kritimas.

Naudojant naują bekondensatorių technologiją, Altivar 21 nereikalauja harmonikų mažinimo įtaisų. Bendras koeficientas yra THDI 30%. Atsisakius kondensatorių ir naudojant galingesnius puslaidininkius, pailgėjo veikimo laikas.

Schneider Electric pirmavimas keitiklių rinkoje yra rimto darbo, siekiant pagerinti keitiklių atsparumą gedimams, rezultatas. Kai kurių modelių MTTF yra iki 640 000 valandų. Altivar veikia esant įtampos kritimui iki -50%, temperatūrai iki +50%, chemiškai agresyvioje aplinkoje ir su impulsiniu triukšmu tinkle. Tai rimtas argumentas pakartotiniam pirkimui. Pirkėjo pasitikėjimo įranga ir įmonės reputacija negalima pervertinti.

Važiuoja iš SICK

Šiuolaikinei gamybai reikia automatizuoti daugelį rankinio nustatymo operacijų įvairių parametrųįvairiose mašinose ir pakavimo mašinose. Dažnai operatoriui reikia keisti gaminamo gaminio geometrinius parametrus ar atlikti kitus panašius darbus. Šiuo atveju SICK-Stegmann padėties nustatymo pavaros yra idealus nebrangus įrenginys tokio tipo operacijoms.

HIPERDRIVE® – padėties nustatymo pavaros yra viename įrenginyje integruoto bešepetėlio nuolatinės srovės variklio, pavarų dėžės, absoliutaus kelių apsisukimų kodavimo įrenginio, galios ir valdymo elektronikos rezultatas. Be kita ko, diskai turi Profibus arba DeviceNet tinklo sąsają. Šis įrenginys skirtas padėties nustatymo iš taško į tašką užduotims atlikti ir yra juodos dėžės įrenginys, kurį lengva valdyti.

Šiuo metu tokioms užduotims atlikti naudojamos servo pavaros. Tačiau tokių sistemų naudojimas turi nemažai trūkumų. Visų pirma, tai nėra ekonomiškai pagrįsta. Servo pagrindu veikiančioms sistemoms paprastai taip pat reikia keitiklio, stabdžio ir absoliučiojo kodavimo.

Pagrindiniai šių diskų privalumai:

- Labai integruotas įrenginys

Sumažinti disko dydį

Lengvas surinkimas ir nustatymas

Reguliavimas dažnio pavara leidžia, naudojant specialų keitiklį, lanksčiai keisti elektros variklio darbo režimus: užvesti, sustabdyti, įsibėgėti, stabdyti, keisti sukimosi greitį.

Keičiant maitinimo įtampos dažnį, pasikeičia kampinis greitis magnetinis laukas statorius. Kai dažnis mažėja, variklis mažėja, o slydimas didėja.

Pavaros dažnio keitiklio veikimo principas

Pagrindinis asinchroninių variklių trūkumas yra greičio reguliavimo sunkumas tradiciniais būdais: maitinimo įtampos keitimas ir papildomos varžos įvedimas į apvijos grandinę. Elektros variklio dažnio pavara yra pažangesnė. Dar visai neseniai keitikliai buvo brangūs, tačiau atsiradę IGBT tranzistoriai ir mikroprocesorių valdymo sistemos leido užsienio gamintojams sukurti įperkamus įrenginius. Pažangiausi dabar yra statiniai

Statoriaus magnetinio lauko kampinis greitis ω 0 kinta proporcingai dažniui ƒ 1 pagal formulę:

ω 0 = 2π׃ 1 /p,

kur p yra polių porų skaičius.

Šis metodas užtikrina sklandų greičio valdymą. Tokiu atveju variklio slydimo greitis nepadidėja.

Norint gauti aukštą variklio energetinį efektyvumą - efektyvumą, galios koeficientą ir perkrovos pajėgumą, kartu su dažniu, maitinimo įtampa keičiama pagal tam tikras priklausomybes:

• pastovios apkrovos sukimo momentas - U 1 / ƒ 1 = const;
• ventiliatoriaus apkrovos sukimo momento charakteristika - U 1 / ƒ 1 2 = const;
• apkrovos sukimo momentas, atvirkščiai proporcingas greičiui - U 1 /√ ƒ 1 = pastovus.

Šios funkcijos įgyvendinamos naudojant keitiklį, kuris vienu metu keičia variklio statoriaus dažnį ir įtampą. Elektra sutaupoma reguliuojant, naudojant būtiną technologinis parametras: siurblio slėgis, ventiliatoriaus našumas, mašinos padavimo greitis ir tt Šiuo atveju parametrai keičiasi sklandžiai.

Asinchroninių ir sinchroninių elektros variklių dažnio valdymo metodai

Dažniu valdomoje pavaroje, pagrįstoje asinchroniniais varikliais su voverės narvelio rotoriumi, naudojami du valdymo metodai - skaliarinis ir vektorinis. Pirmuoju atveju maitinimo įtampos amplitudė ir dažnis keičiasi vienu metu.

Tai būtina norint išlaikyti variklio veikimo charakteristikas, dažniausiai pastovų maksimalaus sukimo momento ir veleno pasipriešinimo momento santykį. Dėl to efektyvumas ir galios koeficientas nesikeičia visame sukimosi diapazone.

Vektorinis valdymas susideda iš tuo pačiu metu keičiant statoriaus srovės amplitudę ir fazę.

Šio tipo dažnio pavara veikia tik esant mažoms apkrovoms, o joms padidėjus virš leistinų verčių, gali sutrikti sinchronizavimas.

Dažnio pavaros pranašumai

Dažnio reguliavimas turi daugybę privalumų, palyginti su kitais metodais.

1. Variklio darbo ir gamybos procesų automatizavimas.
2. Sklandi pradžia, pašalinant tipines klaidas kurios atsiranda variklio įsibėgėjimo metu. Dažnio pavarų ir įrangos patikimumo didinimas mažinant perkrovas.
3. Padidėjęs veikimo efektyvumas ir bendras pavaros našumas.
4. Sukurti pastovų elektros variklio greitį, neatsižvelgiant į apkrovos pobūdį, o tai svarbu pereinamųjų procesų metu. Naudojant grįžtamąjį ryšį, galima išlaikyti pastovų variklio sūkių skaičių esant įvairiems trikdžiams poveikiams, ypač esant kintamoms apkrovoms.
5. Keitikliai lengvai integruojami į esamus technines sistemas be reikšmingų pakeitimų ir sustojimų technologiniai procesai. Pajėgumų asortimentas didelis, tačiau jiems didėjant kainos gerokai išauga.
6. Galimybė atsisakyti variatorių, pavarų dėžių, droselių ir kitos valdymo įrangos arba išplėsti jų pritaikymo spektrą. Taip sutaupoma daug energijos.
7. Kenksmingo poveikio pašalinimas pereinamieji procesaiįjungta technologinė įranga, pavyzdžiui, vandens plaktukas arba aukštas kraujo spaudimas skysčio vamzdynuose, sumažinant jo suvartojimą naktį.

Trūkumai

Kaip ir visi keitikliai, dažnio keitikliai yra trikdžių šaltiniai. Jiems reikia įdiegti filtrus.

Prekės ženklo vertės yra aukštos. Jis žymiai padidėja didėjant prietaisų galiai.

Dažnio reguliavimas transportuojant skysčius

Įrenginiuose, kuriuose siurbiamas vanduo ir kiti skysčiai, srauto reguliavimas dažniausiai atliekamas naudojant sklendes. Šiuo metu perspektyvi kryptis yra siurblio ar ventiliatoriaus dažnio pavara, kuri varo jų mentes.

Dažnio keitiklio naudojimas kaip alternatyva droselio sklendei suteikia energijos taupymo efektą iki 75%. Vožtuvas, ribodamas skysčio srautą, neveikia naudingo darbo. Tuo pačiu metu didėja energijos ir medžiagos praradimas ją transportuojant.

Dažnio pavara leidžia palaikyti pastovų slėgį vartotojui, kai keičiasi skysčio srauto greitis. Iš slėgio jutiklio į pavarą siunčiamas signalas, kuris keičia variklio greitį ir taip reguliuoja jo greitį, išlaikydamas nurodytą srautą.

Siurbimo įrenginiai valdomi keičiant jų našumą. Siurblio energijos suvartojimas yra kubinė rato veikimo arba sukimosi greičio funkcija. Jei greitis sumažinamas 2 kartus, siurblio našumas sumažės 8 kartus. Turėdami kasdienį vandens vartojimo tvarkaraštį, galite nustatyti energijos sutaupymą per šį laikotarpį, jei valdote dažnio pavarą. Dėl to galima automatizuoti siurblinę ir taip optimizuoti vandens slėgį tinkluose.

Vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemų eksploatavimas

Maksimalus oro srautas vėdinimo sistemos ne visada reikia. Darbo sąlygomis gali reikėti sumažinti našumą. Tradiciškai tam naudojamas droselis, kai rato greitis išlieka pastovus. Oro srautą patogiau keisti dėl dažnio kintamo greičio pavara pasikeitus sezoninėms ir klimato sąlygoms, išsiskiria šiluma, drėgmė, garai ir kenksmingos dujos.

Energijos taupymas vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemose yra ne mažesnis nei siurblinėse, nes veleno sukimosi energijos suvartojimas yra kubinė greičio funkcija.

Dažnio keitiklio įrenginys

Šiuolaikinė dažnio pavara sukurta pagal dvigubo keitiklio grandinę. Jį sudaro lygintuvas ir impulsinis keitiklis su valdymo sistema.

Ištaisius tinklo įtampą, signalas išlyginamas filtru ir tiekiamas į keitiklį su šešiais tranzistoriniais jungikliais, kur kiekvienas iš jų prijungiamas prie asinchroninio elektros variklio statoriaus apvijų. Blokas ištaisytą signalą paverčia reikiamo dažnio ir amplitudės trifaziu signalu. Galios IGBT tranzistoriai išėjimo pakopose turi aukštą perjungimo dažnį ir suteikia aiškų kvadratinės bangos signalą be iškraipymų. Dėl variklio apvijų filtravimo savybių srovės kreivės forma jų išėjime išlieka sinusinė.

Signalo amplitudės reguliavimo metodai

Išėjimo įtampos vertė reguliuojama dviem būdais:

1. Amplitudė – įtampos vertės pokytis.
2. Impulso pločio moduliacija – tai impulsinio signalo konvertavimo būdas, kai jo trukmė kinta, bet dažnis išlieka nepakitęs. Čia galia priklauso nuo impulso pločio.

Antrasis metodas dažniausiai naudojamas kuriant mikroprocesorių technologiją. Šiuolaikiniai inverteriai gaminami remiantis išjungiamais GTO tiristoriais arba IGBT tranzistoriais.

Konverterių galimybės ir pritaikymas

Dažnio pavara turi daug galimybių.

1. Trifazės maitinimo įtampos dažnio reguliavimas nuo nulio iki 400 Hz.
2. Elektros variklio pagreitis arba stabdymas nuo 0,01 sek. iki 50 min. pagal duotą laiko dėsnį (dažniausiai tiesinį). Įsibėgėjimo metu galima ne tik sumažinti, bet ir padidinti dinaminius bei paleidimo momentus iki 150%.
3. Variklio atbulinė eiga su nurodytais stabdymo ir greitėjimo režimais iki pageidaujamo greičio kita kryptimi.
4. Keitikliai turi konfigūruojamą elektroninę apsaugą nuo trumpojo jungimo, perkrovų, įžeminimo nuotėkio ir atvirų variklio maitinimo linijų.
5. Skaitmeniniuose keitiklių ekranuose rodomi duomenys apie jų parametrus: dažnis, maitinimo įtampa, greitis, srovė ir kt.
6. Keitikliai reguliuoja įtampos-dažnio charakteristikas, priklausomai nuo reikiamos variklių apkrovos. Jomis pagrįstų valdymo sistemų funkcijas atlieka įmontuoti valdikliai.
7. Žemiems dažniams svarbu naudoti vektorinį valdymą, kuris leidžia dirbti visu variklio sukimo momentu, išlaikyti pastovų greitį keičiantis apkrovoms ir valdyti sukimo momentą ant veleno. Kintamo dažnio pavara veikia gerai, jei variklio vardinės lentelės duomenys įvesti teisingai ir sėkmingai jį išbandžius. Gerai žinomi gaminiai iš kompanijų HYUNDAI, Sanyu ir kt.

Konverterių taikymo sritys yra šios:

• siurbliai karšto ir šalto vandens bei šilumos tiekimo sistemose;
• perdirbimo įmonių srutų, smėlio ir plaušienos siurbliai;
• transportavimo sistemos: konvejeriai, ritininiai stalai ir kitos priemonės;
• maišytuvai, malūnai, trupintuvai, ekstruderiai, dozatoriai, tiektuvai;
• centrifugos;
• liftai;
• metalurgijos įranga;
• gręžimo įranga;
• Staklių elektrinės pavaros;
• ekskavatorių ir kranų įranga, manipuliatorių mechanizmai.

Dažnio keitiklių gamintojai, apžvalgos

Vietinis gamintojas jau pradėjo gaminti produktus, kurie tinka vartotojams pagal kokybę ir kainą. Privalumas yra galimybė greitai gauti norimą įrenginį, taip pat išsamūs patarimai dėl sąrankos.

Bendrovė " Efektyvios sistemos"gamina serijinius gaminius ir bandomąsias įrangos partijas. Gaminiai naudojami buitiniam naudojimui, mažame versle ir pramonėje. Gamintojas „Vesper“ gamina septynias keitiklių serijas, tarp kurių yra ir daugiafunkcinių, tinkančių daugumai pramoninių mechanizmų.

Dažnio keitiklių gamybos lyderė yra Danijos įmonė Danfoss. Jos gaminiai naudojami vėdinimo, oro kondicionavimo, vandens tiekimo ir šildymo sistemose. Danijos įmonei priklausanti Suomijos įmonė „Vacon“ gamina modulines konstrukcijas, iš kurių be nereikalingų dalių galima surinkti reikiamus įrenginius, o tai leidžia sutaupyti komponentų. Taip pat žinomi tarptautinio koncerno ABB keitikliai, naudojami pramonėje ir kasdieniame gyvenime.

Sprendžiant iš apžvalgų, norėdami išspręsti paprastas tipines problemas, galite naudoti pigius buitinius keitiklius, tačiau sudėtingiems jums reikia prekės ženklo su žymiai daugiau nustatymų.

Išvada

Dažnio pavara valdo elektros variklį, keisdama maitinimo įtampos dažnį ir amplitudę, kartu apsaugodama jį nuo gedimų: perkrovų, trumpas sujungimas, gedimai tiekimo tinkle. Jie atlieka tris pagrindines funkcijas, susijusias su pagreičiu, stabdymu ir variklio greičiu. Tai leidžia padidinti įrangos efektyvumą daugelyje technologijų sričių.

Kintamo dažnio pavara (VFD)- asinchroninio (sinchroninio) elektros variklio sukimosi greičio valdymo sistema. Jį sudaro pats elektros variklis ir dažnio keitiklis.

Dažnio keitiklis (dažnio keitiklis) yra įrenginys, susidedantis iš lygintuvo (DC tilto), kuris pramoninio dažnio kintamąją srovę paverčia nuolatine srove, ir keitiklio (keitiklio) (kartais su PWM), kuris paverčia nuolatinę srovę į reikiamo dažnio kintamąją srovę. ir amplitudė. Išėjimo tiristoriai (GTO) arba induktorius, o elektromagnetiniams trukdžiams sumažinti – EMC filtras.

Taikymas

VFD naudojami konvejerių sistemose, pjovimo mašinose, maišytuvų, siurblių, ventiliatorių, kompresorių pavarų valdymui ir kt. Buitiniuose oro kondicionieriuose vietą rado VFD. VFD tampa vis populiaresni miesto elektriniame transporte, ypač troleibusuose. Taikymas leidžia:

• padidinti valdymo tikslumą
• sumažinti energijos sąnaudas esant kintamoms apkrovoms.

Dažnio keitiklių taikymas siurblinėse

Klasikinis siurbimo agregatų tiekimo valdymo metodas apima slėgio linijų droselį ir veikiančių agregatų skaičiaus reguliavimą pagal tam tikrą techninį parametrą (pavyzdžiui, slėgį vamzdyne). Šiuo atveju siurbimo agregatai parenkami atsižvelgiant į tam tikras konstrukcines charakteristikas (dažniausiai aukštyn) ir nuolat veikia tam tikru režimu, esant pastoviam sukimosi greičiui, neatsižvelgiant į srauto greičio ir slėgio svyravimus, atsirandančius dėl kintamo vandens suvartojimo. Tie. paprastais žodžiais tariant, net kai nereikia didelių pastangų, siurbliai ir toliau dirba nustatytu darbo tempu, kartu sunaudodami nemažą kiekį elektros energijos. Tai atsitinka, pavyzdžiui, naktį, kai vandens suvartojimas smarkiai sumažėja.

Reguliuojamos elektros pavaros gimimas leido pasukti priešinga kryptimi tiekimo sistemos technologijoje: dabar sąlygas diktuoja ne siurbimo agregatas, o pačių vamzdynų charakteristikos. Pasaulinėje praktikoje plačiai naudojamos kintamo dažnio elektros pavaros su asinchroniniais elektros varikliais, skirtos bendram pramoniniam naudojimui. Asinchroninio variklio veleno sukimosi greičio dažnio valdymas atliekamas naudojant elektroninį įrenginį, kuris paprastai vadinamas dažnio keitikliu. Minėtas efektas pasiekiamas keičiant į elektros variklį tiekiamos trifazės įtampos dažnį ir amplitudę. Taigi, pakeisdami maitinimo įtampos parametrus (dažnio valdymą), galite padaryti variklio sukimosi greitį ir mažesnį, ir didesnį nei vardinis.

Dažnio keitimo metodas pagrįstas tokiu principu. Paprastai pramoninio tinklo dažnis yra 50 Hz. Pavyzdžiui, paimkime siurblį su dviejų polių elektros varikliu. Esant tokiam tinklo dažniui, variklio sukimosi greitis yra 3000 (50 Hz x 60 sek.) apsisukimų per minutę ir siurbimo agregato išeigai suteikiamas vardinis slėgis ir našumas (nes tai yra jo vardiniai parametrai pagal pasą). Jei naudodamiesi dažnio keitikliu sumažinsite į jį tiekiamos kintamos įtampos dažnį, atitinkamai sumažės variklio sukimosi greitis, todėl pasikeis siurbimo įrenginio slėgis ir našumas. Informacija apie slėgį tinkle į dažnio keitiklio bloką tiekiama naudojant specialų slėgio jutiklį, sumontuotą vamzdyne, remiantis šiais duomenimis, keitiklis atitinkamai keičia varikliui tiekiamą dažnį.

Šiuolaikinis dažnio keitiklis turi kompaktišką dizainą, dulkėms ir drėgmei atsparų korpusą bei patogią sąsają, leidžiančią naudoti sudėtingiausiomis sąlygomis ir problemiškoje aplinkoje. Galios diapazonas yra labai platus ir svyruoja nuo 0,4 iki 500 kW ar daugiau, kai standartinis maitinimo šaltinis yra 220/380 V ir 50-60 Hz. Praktika rodo, kad dažnio keitiklių naudojimas siurblinėse leidžia:

Taupykite energiją reguliuodami elektros pavaros veikimą pagal faktinį vandens suvartojimą (taupymo efektas 20-50%);

Sumažinti vandens sąnaudas sumažinant nuotėkius, kai viršijamas slėgis magistralinėje linijoje, kai vandens suvartojimas faktiškai mažas (vidutiniškai 5%);

Sumažinkite konstrukcijų ir įrangos (visos vandentiekio infrastruktūros) prevencinio ir kapitalinio remonto išlaidas dėl avarinių situacijų slopinimo, ypač dėl vandens plaktuko, kuris dažnai nutinka naudojant nereguliuojamą elektros pavarą (įrodyta, kad paslauga įrangos tarnavimo laikas pailgėja mažiausiai 1,5 karto);

Pasiekti tam tikrą šilumos taupymą karšto vandens tiekimo sistemose mažinant šilumą nešančio vandens nuostolius;

Jei reikia, padidinkite slėgį virš normalaus;

Visapusiškai automatizuoti vandens tiekimo sistemą, taip sumažinant aptarnaujančio ir budinčio personalo darbo užmokestį bei pašalinant „žmogiškojo faktoriaus“ įtaką sistemos darbui, o tai taip pat svarbu. Jau įgyvendintų projektų skaičiavimais, dažnio keitiklių diegimo projekto atsipirkimo laikotarpis yra 1-2 metai.

Energijos nuostoliai stabdant varikliu

Daugelyje įrenginių reguliuojama elektrinė pavara turi ne tik sklandžiai reguliuoti elektros variklio sukimo momentą ir sukimosi greitį, bet ir sulėtinti bei stabdyti įrenginio elementus. Klasikinis šios problemos sprendimas yra pavaros sistema su asinchroniniu varikliu su dažnio keitikliu su stabdžių jungikliu su stabdymo rezistoriumi.

Tuo pačiu metu lėtėjimo/stabdymo režimu elektros variklis veikia kaip generatorius, mechaninę energiją paverčiantis elektros energija, kurią galiausiai išsklaido stabdymo rezistorius. Tipiški įrenginiai, kuriuose pagreičio ciklai kaitaliojami su lėtėjimo ciklais, yra keltuvai, liftai, centrifugos, vyniojimo mašinos ir kt.

Tačiau šiuo metu jau yra dažnio keitikliai su įmontuotu rekuperatoriumi, kurie leidžia iš variklio, veikiančio stabdymo režimu, gautą energiją grąžinti atgal į tinklą. Įdomu ir tai, kad esant tam tikram galių diapazonui dažnio keitiklio su stabdymo rezistoriais įrengimo kaina dažnai prilygsta dažnio keitiklio su įmontuotu rekuperatoriumi įrengimo kainai, net neatsižvelgiant į sutaupytą elektros energiją.

Tokiu atveju įrenginys pradeda „uždirbti pinigų“ beveik iškart po paleidimo.

Kintamo dažnio pavara (kintamo dažnio pavara, VFD) – asinchroninio (sinchroninio) elektros variklio rotoriaus greičio valdymo sistema. Jį sudaro pats elektros variklis ir dažnio keitiklis.

Dažnio keitiklis (dažnio keitiklis) yra įrenginys, susidedantis iš lygintuvo (DC tilto), kuris pramoninio dažnio kintamąją srovę paverčia nuolatine srove, ir keitiklio (keitiklio) (kartais su PWM), kuris paverčia nuolatinę srovę į reikiamo dažnio kintamąją srovę. ir amplitudė. Išėjimo tiristoriai (GTO) arba IGBT suteikia reikiamą srovę varikliui maitinti. Kad keitiklis nebūtų perkrautas, kai tiektuvas ilgas, tarp keitiklio ir tiektuvo įrengiami droseliai, o siekiant sumažinti elektromagnetinius trukdžius – EMC filtras. Naudojant skaliarinį valdymą, susidaro harmoninės variklio fazių srovės. Vektorinis valdymas – tai sinchroninių ir asinchroninių variklių valdymo būdas, kuris ne tik generuoja fazių harmonines sroves (įtampas), bet ir užtikrina rotoriaus magnetinio srauto (sukimo momentą ant variklio veleno) valdymą.

Dažnio pavaros taikymas

Dažnio keitikliai naudojami:

• didelės galios jūrinė elektrinė pavara
• valcavimo staklės (sinchroninis stovų veikimas)
• didelio greičio vakuuminių turbomolekulinių siurblių pavara (iki 100 000 aps./min.)
• konvejerių sistemos
• pjovimo staklės
• CNC staklės - kelių ašių judėjimo sinchronizavimas vienu metu (iki 32 - pavyzdžiui, spausdinimo ar pakavimo įrangoje) (servo pavaros)
• automatiškai atsidarančios durys
• maišytuvai, siurbliai, ventiliatoriai, kompresoriai
• buitiniai oro kondicionieriai
• Skalbimo mašinos
• miesto elektrinis transportas, ypač troleibusai.

Didžiausią ekonominį efektą duoda VFD naudojimas vėdinimo, oro kondicionavimo ir vandens tiekimo sistemose, kur VFD naudojimas tapo praktiškai standartu.

VFD naudojimo pranašumai

• Didelis valdymo tikslumas
• Energijos taupymas esant kintamajai apkrovai (tai yra, kai elektros variklis veikia daline apkrova).
• Lygus didžiausiam paleidimo momentui.
• Galimybė nuotoliniu būdu diagnozuoti pavarą per pramoninį tinklą
  • įvesties ir išvesties grandinių fazių gedimų aptikimas
  • variklio darbo valandų fiksavimas
  • pagrindinės grandinės kondensatorių senėjimas
  • ventiliatoriaus gedimas
• Padidėjęs įrangos tarnavimo laikas
• Sumažėjęs dujotiekio hidraulinis pasipriešinimas, nes nėra valdymo vožtuvo
• Sklandus variklio užvedimas, kuris žymiai sumažina variklio susidėvėjimą
• VFD paprastai turi PID valdiklį ir gali būti tiesiogiai prijungtas prie valdomo kintamojo (pavyzdžiui, slėgio) jutiklio.
• Valdomas stabdymas ir automatinis paleidimas nutrūkus elektros tiekimui
• Paimamas besisukantis elektros variklis
• Sukimosi greičio stabilizavimas keičiantis apkrovai
• Žymiai sumažintas elektros variklio akustinis triukšmas (naudojant Soft PWM funkciją)
• Papildomas energijos taupymas optimizuojant elektrinį sužadinimą. variklis
• Leidžia pakeisti grandinės pertraukiklį

Dažnio pavaros naudojimo trūkumai

• Dauguma VFD modelių yra triukšmo šaltinis (reikia įdiegti aukšto dažnio trukdžių filtrus)
• Santykinai didelės didelės galios VFD kaina (atsipirkimas mažiausiai 1–2 metai)

Dažnio keitiklių taikymas siurblinėse

Klasikinis siurbimo agregatų tiekimo valdymo metodas apima slėgio linijų droselį ir veikiančių agregatų skaičiaus reguliavimą pagal tam tikrą techninį parametrą (pavyzdžiui, slėgį vamzdyne). Šiuo atveju siurbimo agregatai parenkami pagal tam tikras konstrukcines charakteristikas (dažniausiai su našumo rezervu) ir nuolat dirba pastoviu greičiu, neatsižvelgiant į kintančias sąnaudas, kurias sukelia kintantis vandens suvartojimas. Esant minimaliam srautui, siurbliai ir toliau dirba pastoviu greičiu, sukurdami perteklinį slėgį tinkle (nelaimingų atsitikimų priežastis), o išeikvojama daug elektros energijos. Tai atsitinka, pavyzdžiui, naktį, kai vandens suvartojimas smarkiai sumažėja. Pagrindinis efektas pasiekiamas ne taupant energiją, o gerokai sumažinant vandens tiekimo tinklų remonto išlaidas.

Reguliuojamos elektrinės pavaros atsiradimas leido palaikyti pastovų slėgį tiesiai prie vartotojo. Dažniu valdomos elektrinės pavaros su asinchroninis elektros variklis bendriems pramonės tikslams. Pritaikius bendruosius pramoninius asinchroninius variklius prie jų eksploatavimo sąlygų valdomose elektrinėse pavarose, sukuriami specialūs reguliuojami asinchroniniai varikliai su didesniais energijos ir svorio-dydžio sąnaudų rodikliais, lyginant su neadaptuotais. Asinchroninio variklio veleno sukimosi greičio dažnio valdymas atliekamas naudojant elektroninį įrenginį, kuris paprastai vadinamas dažnio keitikliu. Minėtas efektas pasiekiamas keičiant į elektros variklį tiekiamos trifazės įtampos dažnį ir amplitudę. Taigi, pakeisdami maitinimo įtampos parametrus (dažnio valdymą), galite padaryti variklio sukimosi greitį ir mažesnį, ir didesnį nei vardinis. Antroje zonoje (dažnis virš vardinio) didžiausias veleno sukimo momentas yra atvirkščiai proporcingas sukimosi greičiui.

Dažnio keitimo metodas pagrįstas tokiu principu. Paprastai pramoninio tinklo dažnis yra 50 Hz. Pavyzdžiui, paimkime siurblį su dviejų polių elektros varikliu. Atsižvelgiant į slydimą, variklio sukimosi greitis yra apie 2800 (priklausomai nuo galios) apsisukimų per minutę ir suteikia siurbimo įrenginio galiai vardinį slėgį ir našumą (nes tai yra jo vardiniai parametrai pagal pasą). Jei naudojate dažnio keitiklį, kad sumažintumėte į jį tiekiamos kintamosios įtampos dažnį ir amplitudę, atitinkamai sumažės variklio sukimosi greitis ir atitinkamai pasikeis siurbimo įrenginio veikimas. Informacija apie slėgį tinkle į dažnio keitiklio bloką patenka iš pas vartotoją sumontuoto specialaus slėgio jutiklio, keitiklis atitinkamai keičia varikliui tiekiamą dažnį.

Šiuolaikinis dažnio keitiklis turi kompaktišką dizainą, dulkėms ir drėgmei atsparų korpusą bei patogią sąsają, leidžiančią naudoti sudėtingiausiomis sąlygomis ir problemiškoje aplinkoje. Galios diapazonas yra labai platus ir svyruoja nuo 0,18 iki 630 kW ar daugiau, kai standartinis maitinimo šaltinis yra 220/380 V ir 50-60 Hz. Praktika rodo, kad dažnio keitiklių naudojimas siurblinėse leidžia:

• taupyti energiją (su reikšmingais suvartojimo pokyčiais) reguliuojant elektros pavaros galią, priklausomai nuo faktinio vandens suvartojimo (taupymo efektas 20-50%);
• sumažinti vandens suvartojimą sumažinant nuotėkius, kai viršijamas slėgis magistralinėje linijoje, kai vandens suvartojimas faktiškai mažas (vidutiniškai 5%);
• sumažinti išlaidas (pagrindinį ekonominį efektą) avariniam įrangos remontui (visai vandens tiekimo infrastruktūrai dėl smarkiai sumažėjusio avarinių situacijų skaičiaus, ypač dėl vandens plaktuko, kuris dažnai atsitinka, kai naudojama nereguliuojama elektros pavara). įrodyta, kad įrangos tarnavimo laikas pailgėja bent 1,5 karto);
• pasiekti tam tikrą šilumos taupymą karšto vandens tiekimo sistemose mažinant šilumą nešančio vandens nuostolius;
• jei reikia, padidinkite slėgį virš normalaus;
• kompleksiškai automatizuoti vandentiekio sistemą, taip sumažinant aptarnaujančio ir budinčio personalo darbo užmokestį bei panaikinant „žmogiškojo faktoriaus“ įtaką sistemos darbui, o tai taip pat svarbu.

Turimais duomenimis, dažnio keitiklių diegimo projekto atsipirkimo laikotarpis svyruoja nuo 3 mėnesių iki 2 metų.

Galios praradimas stabdant elektros variklį

Daugelyje įrenginių reguliuojama elektrinė pavara turi ne tik sklandžiai reguliuoti elektros variklio sukimo momentą ir sukimosi greitį, bet ir sulėtinti bei stabdyti įrenginio elementus. Klasikinis šios problemos sprendimas yra pavaros sistema su asinchroniniu varikliu su dažnio keitikliu su stabdžių jungikliu su stabdymo rezistoriumi.

Tuo pačiu metu lėtėjimo/stabdymo režimu elektros variklis veikia kaip generatorius, mechaninę energiją paverčiantis elektros energija, kurią galiausiai išsklaido stabdymo rezistorius. Tipiški įrenginiai, kuriuose pagreičio ciklai kaitaliojami su lėtėjimo ciklais, yra elektrinių transporto priemonių traukos pavara, keltuvai, liftai, centrifugos, vyniojimo mašinos ir kt. Elektrinio stabdymo funkcija pirmą kartą atsirado nuolatinės srovės pavaroje (pavyzdžiui, troleibuse). Dvidešimtojo amžiaus pabaigoje atsirado dažnio keitikliai su įmontuotu rekuperatoriumi, kurie leidžia iš variklio, veikiančio stabdymo režimu, gautą energiją grąžinti atgal į tinklą. Tokiu atveju įrenginys pradeda „uždirbti pinigų“ beveik iškart po paleidimo.

Dažnio keitiklio veikimo principas