Frekvenčna regulacija asinhronskega motorja

Trenutno se pogosto uporablja frekvenčno krmiljenje kotne hitrosti vrtenja električnega pogona z asinhronim motorjem, saj omogoča v širokem razponu gladko spreminjanje hitrosti vrtenja rotorja nad in pod nazivno vrednostjo.

Frekvenčni pretvorniki so sodobne, visokotehnološke naprave s širokim območjem nastavitve, ki imajo obsežen nabor funkcij za krmiljenje asinhronih motorjev. Najvišja kakovost in zanesljivost omogočata njihovo uporabo v različnih industrijah za krmiljenje pogonov črpalk, ventilatorjev, transporterjev itd.

Frekvenčne pretvornike za napajalno napetost delimo na enofazne in trifazne, po zasnovi pa na rotacijske in statične električne stroje. Pri pretvornikih električnih strojev se spremenljiva frekvenca pridobi z uporabo običajnih ali posebnih električnih strojev. V statični frekvenčni pretvorniki spremembo frekvence napajalnega toka dosežemo z uporabo električnih elementov, ki nimajo gibanja.

Vezje frekvenčnega pretvornika indukcijskega motorja

Izhodni signal frekvenčnega pretvornika

Frekvenčni pretvorniki za enofazno omrežje lahko zagotovijo električni pogon proizvodne opreme z močjo do 7,5 kW. Značilnost zasnove sodobnih enofaznih pretvornikov je, da je na vhodu ena faza z napetostjo 220 V, na izhodu pa so tri faze z enako vrednostjo napetosti, kar omogoča priključitev trifaznih elektromotorjev na napravo brez uporabe kondenzatorjev.

Frekvenčni pretvorniki za napajanje iz trifaznega omrežja 380V so na voljo v razponu moči od 0,75 do 630 kW. Glede na vrednost moči so naprave izdelane v polimernih kombiniranih in kovinskih ohišjih.

Najbolj priljubljena strategija krmiljenja indukcijskih motorjev je vektorsko krmiljenje. Trenutno večina frekvenčnih pretvornikov izvaja vektorsko krmiljenje ali celo brezsenzorsko vektorsko krmiljenje (ta trend najdemo pri frekvenčnih pretvornikih, ki izvirno izvajajo skalarno krmiljenje in nimajo sponk za priključitev senzorja hitrosti).

Frekvenčni pretvorniki so glede na vrsto izhodne obremenitve razdeljeni glede na vrsto izvedbe:

• za pogone črpalk in ventilatorjev;

• za splošni industrijski električni pogon;

• deluje kot del elektromotorjev, ki delujejo s preobremenitvijo.

Mehanske lastnosti tipičnih bremen

Sodobni frekvenčni pretvorniki imajo raznolik nabor funkcionalnih lastnosti, na primer imajo ročno in samodejno krmiljenje hitrosti in smeri vrtenja motorja, kot tudi vgrajen potenciometer na nadzorni plošči.Obdarjen z možnostjo prilagajanja izhodnega frekvenčnega območja od 0 do 800 Hz.

Pretvorniki lahko samodejno krmilijo asinhronski motor glede na signale perifernih senzorjev in poganjajo električni pogon v skladu z danim časovnim algoritmom. Podpira funkcije samodejne obnovitve v primeru kratkotrajnega izpada električne energije. Izvajajte prehodni nadzor z oddaljene konzole in zaščitite elektromotorje pred preobremenitvijo.

Razmerje med kotno hitrostjo vrtenja in frekvenco napajalnega toka izhaja iz enačbe

ωo = 2πe1/ p

S konstantno napajalno napetostjo U1 in spremembo frekvence se spreminja magnetni pretok indukcijskega motorja. Hkrati je za boljši izkoristek magnetnega sistema potrebno z zmanjšanjem frekvence napajanja sorazmerno zmanjšati napetost, sicer se bo tok magnetiziranja in izgube v jeklu znatno povečal.

Podobno, ko se napajalna frekvenca poveča, se mora napetost sorazmerno povečati, da ohrani magnetni pretok konstanten, ker bo sicer (pri konstantnem navoru gredi) to povzročilo povečanje toka rotorja, preobremenitev njegovih navitij s tokom in zmanjšanje največjega navora.

Racionalni zakon regulacije napetosti je odvisen od narave upornega momenta.

Pri konstantnem trenutku statične obremenitve (Ms = const) mora biti napetost regulirana sorazmerno z njeno frekvenco U1 / f1 = const. Za naravo obremenitve ventilatorja ima razmerje obliko U1 / f21 = const.

Z navorom obremenitve, ki je obratno sorazmeren s hitrostjo U1 /√f1 = const.

Spodnje slike prikazujejo poenostavljeno vezalno shemo in mehanske lastnosti indukcijskega motorja s frekvenčno regulacijo kotne hitrosti.

Shema povezave frekvenčnega pretvornika z asinhronim motorjem

Značilnosti obremenitve s konstantnim statičnim momentom upora

NSFfunkcije za polnjenje ventilatorja

Značilnosti pri statičnem navoru obremenitve so obratno sorazmerne s kotno hitrostjo vrtenja

Frekvenčna regulacija hitrosti asinhronega motorja vam omogoča spreminjanje kotne hitrosti vrtenja v območju - 20 ... 30 do 1. Regulacija hitrosti asinhronega motorja navzdol od glavnega se izvaja praktično na nič.

Pri spremembi frekvence napajalnega omrežja je zgornja meja hitrosti vrtenja asinhronskega motorja odvisna od njegovih mehanskih lastnosti, še posebej, ker pri frekvencah nad nazivno asinhronski motor deluje z boljšimi energijskimi lastnostmi kot pri nižjih frekvencah. Če torej v pogonskem sistemu uporabljamo menjalnik, je treba to frekvenčno regulacijo motorja izvajati ne le navzdol, ampak tudi navzgor od nazivne točke, do največje dovoljene hitrosti vrtenja pod pogoji mehanske trdnosti rotor.

Ko se število vrtljajev motorja poveča nad vrednost, navedeno v njegovem potnem listu, frekvenca vira energije ne sme preseči nazivne za največ 1,5-2-krat.

Frekvenčna metoda je najbolj obetavna za regulacijo indukcijskega motorja s kletko. Izgube moči s takšno regulacijo so majhne, ​​saj jih ne spremlja povečanje zdrs… Posledične mehanske lastnosti so zelo toge.