Какво е vfd задвижваща верига: нейната работа, видове и приложения

В света има много фабрики и заводи, които използват различен тип мотори с висока мощност. Поради голямото потребление на енергия, фабриките и заводите в крайна сметка плащат голямо количество сметки за енергия. За да се преодолее високата консумация на енергия и да се увеличи ефективността, VFD беше въведен преди четири десетилетия, но веригата не беше достатъчно силна.

VFD е кратката форма на задвижване с променлива честота или задвижване с регулируема честота. Честотата определя оборотите на двигателя и чрез контролиране на променливата честота може да се контролира оборотите на двигателя. На пазара на електроника и електричество се предлагат различни видове VFD, вариращи от приложения, свързани с малки двигатели, до асинхронни двигатели с висока мощност. Освен трифазните VFD, се предлагат и еднофазни VFD.

VFD верига и нейното функциониране

VFD верига се състои от три части.

1. Токоизправителната секция

2. Филтърната секция

3. Превключващата или инверторната секция.

На изображението по-долу трите раздела са показани в блокова диаграма. Това е основна блок-схема на трифазна VFD.

Токоизправителна секция на VFD верига

изправителната секция използва 6 диода. Диодите D1, D2 и D3 са свързани с положителната релса, а диодите D4, D5 и D6 са свързани с отрицателната релса. Тези 6 диода действат като диоден мост, който преобразува трифазния променлив сигнал в една релса за постоянен ток. Трифазните R, B и Y са свързани през диода. В зависимост от синусоидалната полярност на вълната диодите се придвижват напред или назад, като по този начин осигуряват положителен или отрицателен импулс както в положителната, така и в отрицателната шина.

За да научите повече за това как работи токоизправителят, просто следвайте връзката.

Филтърна секция на VFD верига

Както знаем, стандартните токоизправителни диоди преобразуват само AC сигнала в DC, но изходният DC сигнал не е достатъчно гладък, тъй като има честотни зависими AC пулсации, които също са свързани с него. За да се коригира пулсацията на променлив ток и да се направи плавен DC изход, има изискване за някакъв вид филтри за отхвърляне на пулсации. Стандартният компонент на филтъра е да се използват различни видове големи кондензатори и индуктори. Във филтърната секция основно кондензаторът филтрира пулсациите на променлив ток и осигурява плавен DC изход.

В някои случаи се използват и други видове филтри за намаляване на входните променливи шумове и хармоници.

Превключваща или инверторна секция на VFD схема

Превключващата или инверторната секция обръща DC към AC. В този раздел се използват различни видове електронни ключове, вариращи от транзистори с висока мощност, IGBT или MOSFET. Превключвателите бързо се включват или изключват и натоварването получава пулсиращо напрежение, което е много подобно на променлив ток. Изходната честота е пропорционална на скоростта на превключване. Високата скорост на превключване осигурява изход с висока честота, докато ниската скорост на превключване осигурява изход с ниска честота.

Различни видове VFD

В зависимост от начина, по който VFD преобразува променливотоковото захранване в постояннотоковото и прави поправката, на пазара се предлагат и други видове VFD.

Основните три типа VFD са VSI , CSI и PWM .

VFI от тип VSI

VSI означава инвертор за източник на напрежение. Това е най-често срещаният тип драйвер с променлива честота. При този тип VFD се използва прост диоден мост за преобразуване на променливотоковия сигнал в постоянен и кондензатор за съхранение на енергията. Схема за превключване на инвертора използва съхранената енергия в кондензатора и осигурява изхода.

Предимство

1. Има добър диапазон на скоростта.

2. Множество съоръжения за управление на двигателя. С един VFI тип VFD могат да бъдат свързани множество двигатели.

3. опростен дизайн.

4. Това е рентабилно от страна на производството и инсталирането.

Недостатъци

1.Due да cogging ефект, лицето на натоварване на двигателя по време на резки старт и стоп ситуация.

2. Изходът осигурява различни видове хармоници и шумове.

3. Ако скоростта на двигателя се контролира или скоростта се намали, общият фактор на мощността до голяма степен се затруднява, което води до лош фактор на мощността.

CSI тип VFD

CSI означава инвертор на текущия източник. VFD от тип VSI са проектирани по такъв начин, че да могат да осигурят плавно изходно напрежение в зависимост от променливия честотен диапазон, но при VFD от тип CSI конструкцията зависи от тока вместо от напрежението. Също така, в случай на CSI, вместо диодния мостов токоизправител се използва SCR мостов преобразувател. Изходната енергия се филтрира с помощта на последователни индуктори като алтернатива на кондензатори за плавен токов изход. CSI тип VFD действат по същия начин като генератора на постоянен ток. Вместо квадратна вълна на напрежение, VFD тип CSI е в състояние да осигури квадратна вълна на ток.

Предимство

1. Надеждни след това VFI от тип VSI.

2. Подкрепете асинхронни двигатели с по-висока мощност, където VSI не е подходящ избор.

3. опростен дизайн.

4. Добри възможности за регенерация.

Недостатъци

1. Общият фактор на мощността е лош, особено при ниски обороти в минута.

2. Ефект на запушване съществува и може да вибрира вала на двигателя, докато работи.

3. Не е подходящ за работа с много двигатели по отношение на VSI.

ШИМ тип VFD

Това е подобрена и модифицирана версия на VSD от тип VSI. PWM означава модулация с широчина на импулса. Използвайки PWM техниката, VFD са способни да осигурят стабилно изходно напрежение, поддържано с честотно съотношение. Конструкцията използва диоден мост, за да коригира променливотоковия сигнал в постоянен. Комутационната верига контролира работния цикъл в променлив честотен диапазон. Допълнителен регулатор се използва за регулиране на ШИМ изхода за осигуряване на стабилно и правилно напрежение и ток към товара.

Предимство

1. Без ефект на запушване или дръпване.

2. Широка скорост и обхват на управление.

3. Състои се от различен тип защитни вериги.

4. Коефициент на постоянна мощност.

5.Индуцирайте много висока ефективност.

6. Енергийна ефективност.

Недостатъци

1. Комплекс за проектиране.

2. Комплекс по отношение на изпълнението.

3. Изисква допълнителен хардуер.

4. Генериране на звуков шум във веригата на водача.

5. скъпо решение.

Как да избера VFD за моето приложение?

За да изберете правилните VFD за конкретно приложение, е необходимо добро разбиране на товара. Различните видове двигатели произвеждат различни видове въртящ момент. В някои приложения е необходим постоянен въртящ момент, докато в други приложения въртящият момент трябва да се контролира. Също така натоварването на двигателя е определящ фактор в спецификацията на двигателя, главно мощността.

За да изберем подходящия VFD за правилното приложение, трябва да оценим или да разгледаме следните неща.

1. Конска сила на мотора

2. Разходите

3. Работната среда на VFD и двигателите

4. Еднофазна или трифазна

5. Единичен VFD с единичен двигател или единичен VFD с множество двигатели

6. Изисквания за допълнителни функции за контрол

Предимства на VFD

Има много причини, поради които VFD е популярен избор за потребителя, където други контролери са лесно достъпни. Най-важната причина за популярността на VFD е възможностите за ниска консумация на енергия и първоначалните разходи за настройка. VFD предлагат висока ефективност по отношение на енергийната консумация, различна от всички контролни устройства в същия сегмент. Поради това, в случай на големи фабрики и заводи, където се изискват по-големи двигатели с мощност от конски сили, VFD предлага ниска консумация на енергия, като по този начин намалява размера на сметката за енергия и предоставя възможности за спестяване на разходи.

VFD ограничава пусковия ток по време на стартиране и спиране на двигателя, което също намалява пусковото натоварване в захранващия тръбопровод, както и осигурява безопасност за скъпите двигатели.

Освен горните предимства VFD може да намали разходите за поддръжка на системата. Не са необходими допълнителни скъпи електрически връзки и операции по управление. Има опции за свързване на множество двигатели, които могат да се управляват с помощта на единичен VFD, което допълнително намалява допълнителните разходи за настройка на системата.

Недостатъци на VFD

Въпреки горните предимства обаче, има няколко недостатъка, свързани и с VFD системата. Основният недостатък на VFD системата е първоначалната инвестиция в настройката. За фабрика или завод, където множество двигатели с висока мощност трябва да се управляват с помощта на VFD, се изискват големи инвестиции.

Също така, VFD причиняват отопление на двигателя и се нуждаят от специална конструкция на двигателите. Конструкцията се нуждае от специални видове изолации на двигателя, както и двигателите трябва да бъдат определени за приложения с инверторно класиране.

Другият основен недостатък на VFD е, че основният източник на захранваща линия е силно нарушен с изкривяване, хармоници с насечени линии. Поради това останалите устройства, свързани в една и съща захранваща линия, също се затрудняват по време на експлоатационното състояние.

Напредъкът на съвременната полупроводникова индустрия значително подобри конструкцията на модерни VFD системи. Преди ерата на полупроводниковите устройства ротационните машини са основният компонент, използван за направата на VFD. В съвременната ера на микропроцесорите VFD са оборудвани с всички видове защити като понижено напрежение, пренапрежение, защита от термично претоварване и др. Приложението Motor в индустрията е отговорно за 25% от потреблението на електрическа енергия в света, което може ефективно да се контролира с помощта на VFD.