Шта је погон променљиве фреквенције (ВФД) и принцип рада ВФД-а

Шта је погон променљиве фреквенције (ВФД) и принцип рада ВФД-а

Важно је знати рад ВФД-а или погонских склопова са променљивом фреквенцијом (ВФД), јер се они широко користе у применама на мотор наизменичне струје, попут погон променљиве фреквенције за управљање мотором , због њихових широких разноликости.



Погони променљиве фреквенције

Погони променљиве фреквенције

У поређењу са конвенционалним моторним погонима, ВФД има већу функционалност и радне могућности. Поред подесиве контроле брзине, погони са променљивом фреквенцијом нуде заштиту попут фазне, под и пренапонске заштите. Софтвер и опције повезивања ВФД-а омогућавају кориснику управљање моторима на жељеним нивоима.




Шта је погон променљиве фреквенције (ВФД)

Брзина мотора наизменичне струје се контролише на два начина - било контролом напона или фреквенције. Регулација фреквенције даје бољу контролу због константне густине флукса од контроле напона. Овде долази до изражаја рад ВФД-ова. То је уређај за претворбу снаге који претвара фиксни напон, фиксну фреквенцију улазне снаге у променљиви напон, излаз променљиве фреквенције за управљање индукционим моторима наизменичне струје.

Састоји се од електронских уређаја за напајање (попут ИГБТ, МОСФЕТ), централне управљачке јединице велике брзине (као што је микропроцесор, ДСП) и опционалних сензорских уређаја у зависности од коришћене апликације.



Већина индустријских примена захтева променљиве брзине при условима вршног оптерећења и константне брзине при нормалним радним условима. Затворени рад ВФД-а одржава брзину мотора на константном нивоу, чак и у случају поремећаја улаза и оптерећења.

Рад ВФД-ова

Две главне карактеристике погона са променљивом фреквенцијом су подесиве брзине и могућности меког покретања / заустављања. Ове две карактеристике чине ВФД моћним контролером за управљање АЦ моторима. ВФД се састоји од углавном четири одељка, а то су исправљач, средња једносмерна веза, претварач и управљачки круг.


Рад ВФД-ова

Рад ВФД-ова

Исправљач:

То је прва фаза погона променљиве фреквенције. Претвара наизменичну снагу напајану из мреже у једносмерну. Овај одељак може бити једносмеран или двосмеран на основу примене која се користи попут рада мотора са четири квадранта. Користи диоде, СЦР-ове, транзисторе и друге електронске комутационе уређаје.

Ако користи диоде, претворена једносмерна снага је неконтролисани излаз док се користи СЦР, излазна снага једносмерне струје варира управљањем капија. За трофазну конверзију потребно је најмање шест диода, тако да се исправљачка јединица сматра претварачем са шест импулса.

ДЦ магистрала:

Истосмерно напајање из дела исправљача доводи се на једносмерну везу. Овај одељак се састоји од кондензатора и пригушница за уједначавање валова и складиштење једносмерне енергије. Главна функција једносмерне везе је пријем, складиштење и испорука једносмерне енергије.

Инвертер:

Овај одељак се састоји од електронских прекидача попут транзистора, тиристора, ИГБТ-а итд. Прима једносмерну струју од једносмерне везе и претвара се у наизменичну струју која се испоручује на мотор. Користи технике модулације као модулација ширине импулса да се варира излазна фреквенција за контролу брзине асинхроног мотора.

Контролни круг:

Састоји се од микропроцесорске јединице и обавља разне функције попут управљања, конфигурисања подешавања погона, стања квара и повезивање комуникационих протокола . Он прима повратни сигнал од мотора као референтну брзину тренутне брзине и у складу с тим регулише однос напона и фреквенције за контролу брзине мотора.

ВФД апликација за примену

ВФД апликација за примену

ВФД апликација за примену

ВФД се такође може применити помоћу склопа микроконтролера који је дат у наставку. Слично ВФД-у, он се такође састоји од исправљачког дела, филтрирања, а затим и од претварача. Овде инвертерска секција добија пуцњаве из програмираног микроконтролера дајући оптерећењу променљиви напон и фреквенцију. Овај пројекат се назива једнофазни у трофазни претварач помоћу СВПВМ за контролу наизменичног напона и фреквенције у оптерећењу

Примена ВФД

Примена ВФД је контрола брзине мотора наизменичне струје помоћу цикло претварача .

Снага из мреже напаја се у исправљачки круг који претвара фиксни наизменични на фиксни једносмерни. Три ножна претварача састоје се од две диоде повезане паралелно за сваку фазу, тако да једна од диода проводи када је одређена фаза релативно позитивнија или негативнија.

Примена ВФД

Примена ВФД

Импулсни једносмерни напон генерисан из исправљача примењује се на коло једносмерне везе. Овај међукруг се састоји од пригушница и кондензатора. Филтрира импулсни једносмерни ток смањењем садржаја мрешкања и даје истосмерном напајању константан ниво.

Да би мотор обезбедио променљиви напон и променљиву фреквенцију, једносмерна снага из једносмерне везе треба претворити у променљиву наизменичну струју претварачем. Претварач се састоји од ИГБТ-а као преклопних уређаја којима се управља ПВМ техником.

Слично кругу исправљача, претварачи претварача такође припадају двема групама позитивних и негативних. Позитивна страна ИГБТ одговорна је за позитивни импулс, а негативна ИГБТ за негативни импулс на излазу претварача. Дакле, добијени излаз је наизменична струја која се примењује на мотор.

Варирање периода укључивања регулише истовремено напон и фреквенцију у претварачу. Савремени ВФД користи најновије технике управљања попут скаларног, векторског и директног управљања обртним моментом за управљање прекидачима претварача у постизању променљиве снаге.

Излазни таласни облици ВФД

Излазни таласни облици ВФД

Горња слика приказује како варирају напон и фреквенција погоном променљиве фреквенције. Као пример, на ВФД се примењује АЦ 480В, 60Хз напајање које мења напон и фреквенцију сигнала да би се контролисала брзина.

Како се фреквенција смањује, тако се и брзина мотора смањује. На горњој слици, просечна снага примењена на мотор опада док опада и напон и фреквенција, под условом да је однос ова два параметра константан.

Предности ВФД-а

ВФД повезан са мотором

ВФД повезан са мотором

Погони променљиве фреквенције не само да нуде подесиве брзине за тачне и прецизне апликације управљања, већ имају и више предности у погледу контроле процеса и очување енергије . Неке од њих су дате у наставку.

Уштеда енергије

Више од 65% снаге троше електрични мотори у индустрији. Техника регулације величине и фреквенције за подешавање брзине троши мање енергије када мотор захтева променљиву брзину. Дакле, ове ВФД-ове чувају велику количину енергије.

Контрола затворене петље

ВФД омогућава тачно позиционирање брзине мотора континуираним упоређивањем са референтном брзином чак и при променама услова оптерећења и улазних поремећаја попут колебања напона.

• Ограничава почетну струју

Индукциони мотор вуче струју која је 6 до 8 пута већа од номиналне струје при покретању. У поређењу са конвенционалним стартерима, ВФД даје боље резултате јер пружа ниску фреквенцију у тренутку стартовања. Због ниске фреквенције, мотор вуче мање струје и та струја никада не прелази номиналну вредност при покретању, као ни при раду.

• Глатко функционише

Нуди глатке операције при покретању и заустављању, а такође смањује термичко и механичко оптерећење мотора и ременских погона.

Високи фактор снаге

Уграђени круг за корекцију фактора снаге у једносмерној вези ВФД смањује потребу за додатним уређајима за корекцију фактора снаге.

Фактор снаге асинхроног мотора је врло низак за посебно рад без оптерећења, док је при пуном оптерећењу 0,88 до 0,9. Низак фактор снаге резултира слабим искоришћењем снаге услед великих реактивних губитака.

Једноставна инсталација

Унапред програмирани и фабрички ожичени ВФД-ови нуде једноставан начин повезивања и одржавања.

Надам се да сте у нашем чланку добили прецизно и довољно знања о раду ВФД-ова. Хвала вам што сте потрошили драгоцено време. За вас имамо једноставан задатак - Које су различите врсте ВФД-а? Дајте своје одговоре у одељку за коментаре испод. Ако имате питања у вези са овом темом или о електричним и електронски пројекти Такође можете да делите своје критике и предлоге у вези са овим чланком у одељку за коментаре испод.

Фото кредити

Погони променљиве фреквенције од емаинц

Основни делови ВФД-а од машински дизајниран

Рад ВФД-а од цфневсадс

Излазни таласни облици ВФД од вфдс

ВФД повезан са мотором цфневсадс