Հաճախականության փոխարկիչը տեխնոլոգիա է, որը պետք է տիրապետել էլեկտրական աշխատանքներ կատարելիս: Շարժիչը կառավարելու համար հաճախականության փոխարկիչի օգտագործումը էլեկտրական կառավարման տարածված մեթոդ է. որոշները պահանջում են նաև դրանց օգտագործման հմտություն:
1. Նախևառաջ, ինչո՞ւ օգտագործել հաճախականության փոխարկիչ շարժիչը կառավարելու համար:
Էլեկտրաշարժիչը ինդուկտիվ բեռ է, որը խոչընդոտում է հոսանքի փոփոխությունը և գործարկման ժամանակ կառաջացնի հոսանքի մեծ փոփոխություն։
Ինվերտորը էլեկտրական էներգիայի կառավարման սարք է, որն օգտագործում է հզոր կիսահաղորդչային սարքերի միացման-անջատման ֆունկցիան՝ արդյունաբերական հաճախականության էլեկտրամատակարարումը մեկ այլ հաճախականության փոխակերպելու համար: Այն հիմնականում կազմված է երկու շղթայից՝ մեկը հիմնական շղթան է (ուղղիչ մոդուլ, էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր և ինվերտորի մոդուլ), իսկ մյուսը՝ կառավարման շղթան (անջատիչ էլեկտրամատակարարման տախտակ, կառավարման սխեմա):
Շարժիչի մեկնարկային հոսանքը նվազեցնելու համար, հատկապես ավելի բարձր հզորության շարժիչների դեպքում, որքան մեծ է հզորությունը, այնքան մեծ է մեկնարկային հոսանքը: Չափից շատ մեկնարկային հոսանքը ավելի մեծ բեռ կբերի էլեկտրամատակարարման և բաշխման ցանցի վրա: Հաճախականության փոխարկիչը կարող է լուծել այս մեկնարկային խնդիրը և թույլ տալ շարժիչին սահուն մեկնարկել՝ առանց չափազանց շատ մեկնարկային հոսանք առաջացնելու:
Հաճախականության փոխարկիչի օգտագործման մեկ այլ գործառույթ է շարժիչի արագության կարգավորումը: Շատ դեպքերում անհրաժեշտ է կառավարել շարժիչի արագությունը՝ ավելի լավ արտադրական արդյունավետություն ապահովելու համար, և հաճախականության փոխարկիչի արագության կարգավորումը միշտ եղել է դրա ամենամեծ առավելությունը: Հաճախականության փոխարկիչը կառավարում է շարժիչի արագությունը՝ փոխելով էլեկտրամատակարարման հաճախականությունը:
2. Որո՞նք են ինվերտորի կառավարման մեթոդները։
Ինվերտորային շարժիչների կառավարման հինգ ամենատարածված մեթոդները հետևյալն են.
Ա. Սինուսոիդալ իմպուլսի լայնության մոդուլյացիայի (SPWM) կառավարման մեթոդ
Դրա բնութագրերն են՝ կառավարման սխեմայի պարզ կառուցվածքը, ցածր գինը, լավ մեխանիկական կարծրությունը և ընդհանուր փոխանցման տուփի արագության սահուն կարգավորման պահանջները բավարարելու հնարավորությունը։ Այն լայնորեն կիրառվել է արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում։
Սակայն, ցածր հաճախականությունների դեպքում, ցածր ելքային լարման պատճառով, պտտող մոմենտի վրա զգալիորեն ազդում է ստատորի դիմադրության լարման անկումը, ինչը նվազեցնում է ելքային առավելագույն պտտող մոմենտը։
Բացի այդ, դրա մեխանիկական բնութագրերը այնքան ուժեղ չեն, որքան հաստատուն հոսանքի շարժիչներինը, և դրա դինամիկ պտտող մոմենտի հզորությունը և ստատիկ արագության կարգավորման կատարողականը բավարար չեն։ Բացի այդ, համակարգի աշխատանքը բարձր չէ, կառավարման կորը փոխվում է բեռի հետ, պտտող մոմենտի արձագանքը դանդաղ է, շարժիչի պտտող մոմենտի օգտագործման մակարդակը բարձր չէ, և աշխատանքը նվազում է ցածր արագության դեպքում՝ ստատորի դիմադրության և ինվերտորի մեռյալ գոտու էֆեկտի առկայության պատճառով, և կայունությունը վատանում է։ Հետևաբար, մարդիկ ուսումնասիրել են վեկտորային կառավարման փոփոխական հաճախականության արագության կարգավորումը։
Բ. Լարման տարածական վեկտորի (SVPWM) կառավարման մեթոդ
Այն հիմնված է եռաֆազ ալիքի ընդհանուր գեներացման էֆեկտի վրա՝ շարժիչի օդային բացվածքի իդեալական շրջանաձև պտտվող մագնիսական դաշտի հետագծին մոտենալու նպատակով, միաժամանակ եռաֆազ մոդուլյացիայի ալիքի ձև ստեղծելու և այն շրջանը մոտեցնող ներգծված բազմանկյան ձևով կառավարելու նպատակով։
Գործնական կիրառումից հետո այն բարելավվել է, այսինքն՝ ներդրվել է հաճախականության փոխհատուցում՝ արագության կառավարման սխալը վերացնելու համար, հոսքի ամպլիտուդի գնահատումը հետադարձ կապի միջոցով՝ ցածր արագության դեպքում ստատորի դիմադրության ազդեցությունը վերացնելու համար, ելքային լարման և հոսանքի օղակի փակում՝ դինամիկ ճշգրտությունն ու կայունությունը բարելավելու համար: Այնուամենայնիվ, կան բազմաթիվ կառավարման սխեմաների կապեր, և պտտող մոմենտի կարգավորում չի ներդրվել, ուստի համակարգի աշխատանքը էապես չի բարելավվել:
Գ. Վեկտորային կառավարման (ՎԿ) մեթոդ
Էությունը կայանում է փոփոխական հոսանքի շարժիչը հաստատուն հոսանքի շարժիչին համարժեք դարձնելու և արագությունն ու մագնիսական դաշտը անկախ կառավարելու մեջ։ Ռոտորի հոսքը կառավարելով՝ ստատորի հոսանքը քայքայվում է՝ պտտող մոմենտի և մագնիսական դաշտի բաղադրիչները ստանալու համար, և կոորդինատային ձևափոխությունն օգտագործվում է օրթոգոնալ կամ անջատված կառավարում ապահովելու համար։ Վեկտորային կառավարման մեթոդի ներդրումը դարաշրջանային նշանակություն ունի։ Սակայն, գործնական կիրառություններում, քանի որ ռոտորի հոսքը դժվար է ճշգրիտ դիտարկել, համակարգի բնութագրերը մեծապես ազդվում են շարժիչի պարամետրերից, և համարժեք հաստատուն հոսանքի շարժիչի կառավարման գործընթացում օգտագործվող վեկտորային պտտման ձևափոխությունը համեմատաբար բարդ է, ինչը դժվարացնում է իրական կառավարման էֆեկտի համար իդեալական վերլուծության արդյունքի հասնելը։
Դ. Ուղղակի պտտող մոմենտի կառավարման (DTC) մեթոդ
1985 թվականին Գերմանիայի Ռուրի համալսարանի պրոֆեսոր ԴեՊենբրոկը առաջին անգամ առաջարկեց պտտող մոմենտի ուղղակի կառավարման հաճախականության փոխակերպման տեխնոլոգիան: Այս տեխնոլոգիան մեծապես լուծել է վերը նշված վեկտորային կառավարման թերությունները և արագ զարգացել է՝ ապահովելով կառավարման նորարարական գաղափարներ, հակիրճ և հստակ համակարգային կառուցվածք, ինչպես նաև գերազանց դինամիկ և ստատիկ կատարողականություն:
Ներկայումս այս տեխնոլոգիան հաջողությամբ կիրառվում է էլեկտրական շոգեքարշերի բարձր հզորության փոփոխական հոսանքի փոխանցման քարշակման մեջ: Ուղղակի պտտող մոմենտի կառավարումը անմիջապես վերլուծում է փոփոխական հոսանքի շարժիչների մաթեմատիկական մոդելը ստատորի կոորդինատային համակարգում և վերահսկում է շարժիչի մագնիսական հոսքը և պտտող մոմենտը: Այն կարիք չունի փոփոխական հոսանքի շարժիչները հավասարեցնել հաստատուն հոսանքի շարժիչներին, այդպիսով վերացնելով վեկտորային պտտման փոխակերպման բազմաթիվ բարդ հաշվարկներ. այն կարիք չունի ընդօրինակելու հաստատուն հոսանքի շարժիչների կառավարումը, ինչպես նաև պարզեցնելու փոփոխական հոսանքի շարժիչների մաթեմատիկական մոդելը անջատման համար:
Ե. Մատրիցային AC-AC կառավարման մեթոդ
VVVF հաճախականության փոխակերպումը, վեկտորային կառավարման հաճախականության փոխակերպումը և ուղղակի պտտող մոմենտի կառավարման հաճախականության փոխակերպումը AC-DC-AC հաճախականության փոխակերպման տեսակներ են: Դրանց ընդհանուր թերություններն են՝ մուտքային ցածր հզորության գործակիցը, մեծ հարմոնիկ հոսանքը, DC միացման համար անհրաժեշտ մեծ էներգիայի կուտակիչ կոնդենսատորը, և վերականգնվող էներգիան չի կարող հետ մատակարարվել էլեկտրական ցանցին, այսինքն՝ այն չի կարող գործել չորս քառորդներում:
Այս պատճառով ի հայտ եկավ մատրիցային AC-AC հաճախականության փոխակերպումը: Քանի որ մատրիցային AC-AC հաճախականության փոխակերպումը վերացնում է միջանկյալ հաստատուն հոսանքի միացումը, այն վերացնում է նաև մեծ և թանկարժեք էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորը: Այն կարող է հասնել 1 հզորության գործակցի, սինուսոիդալ մուտքային հոսանքի և կարող է աշխատել չորս քառորդներում, և համակարգն ունի բարձր հզորության խտություն: Չնայած այս տեխնոլոգիան դեռևս զարգացած չէ, այն դեռևս գրավում է բազմաթիվ գիտնականների՝ խորը հետազոտություններ անցկացնելու համար: Դրա էությունը հոսանքի, մագնիսական հոսքի և այլ մեծությունների անուղղակիորեն կառավարումը չէ, այլ պտտող մոմենտի անմիջական օգտագործումը որպես կառավարվող մեծություն՝ դրան հասնելու համար:
3. Ինչպե՞ս է հաճախականության փոխարկիչը կառավարում շարժիչը: Ինչպե՞ս են երկուսը միացված միմյանց:
Շարժիչը կառավարելու համար ինվերտորի միացումը համեմատաբար պարզ է, նման է կոնտակտորի միացմանը՝ երեք հիմնական էլեկտրահաղորդման գծերով, որոնք մտնում և դուրս են գալիս շարժիչ, սակայն կարգավորումներն ավելի բարդ են, և ինվերտորը կառավարելու եղանակները նույնպես տարբեր են։
Նախևառաջ, ինվերտորի տերմինալի համար, չնայած կան բազմաթիվ ապրանքանիշեր և տարբեր միացման մեթոդներ, ինվերտորների մեծ մասի միացման տերմինալները շատ չեն տարբերվում: Ընդհանուր առմամբ, դրանք բաժանվում են ուղիղ և հետադարձ անջատիչի մուտքերի, որոնք օգտագործվում են շարժիչի ուղիղ և հետադարձ մեկնարկը կառավարելու համար: Հետադարձ կապի տերմինալները օգտագործվում են շարժիչի աշխատանքային կարգավիճակը հետադարձ կապելու համար,ներառյալ աշխատանքային հաճախականությունը, արագությունը, խափանման վիճակը և այլն։
Արագության կարգավորման համար որոշ հաճախականության փոխակերպիչներ օգտագործում են պոտենցիոմետրեր, որոշները՝ անմիջապես կոճակներ, որոնք բոլորը կառավարվում են ֆիզիկական լարերի միջոցով: Մեկ այլ եղանակ է կապի ցանցի օգտագործումը: Շատ հաճախականության փոխակերպիչներ այժմ աջակցում են կապի կառավարմանը: Կապի գիծը կարող է օգտագործվել շարժիչի մեկնարկը և կանգառը, առաջ և հետ պտտումը, արագության կարգավորումը և այլն կառավարելու համար: Միևնույն ժամանակ, հետադարձ կապի տեղեկատվությունը փոխանցվում է նաև կապի միջոցով:
4. Ի՞նչ է պատահում շարժիչի ելքային պտտող մոմենտին, երբ դրա պտտման արագությունը (հաճախականությունը) փոխվում է։
Հաճախականության փոխարկիչով աշխատող մեկնարկային և առավելագույն ոլորող մոմենտները փոքր են, քան անմիջապես էլեկտրամատակարարմամբ աշխատողների դեպքում։
Էլեկտրաէներգիայի աղբյուրից սնուցվելիս շարժիչն ունի մեծ մեկնարկի և արագացման ազդեցություն, սակայն այդ ազդեցություններն ավելի թույլ են, երբ սնուցվում են հաճախականության փոխարկիչով: Էլեկտրաէներգիայի աղբյուրով ուղղակի մեկնարկը կառաջացնի մեծ մեկնարկային հոսանք: Երբ օգտագործվում է հաճախականության փոխարկիչ, հաճախականության փոխարկիչի ելքային լարումը և հաճախականությունը աստիճանաբար ավելացվում են շարժիչին, ուստի շարժիչի մեկնարկի հոսանքը և հարվածը փոքր են: Սովորաբար, շարժիչի կողմից առաջացած պտտող մոմենտը նվազում է հաճախականության նվազմանը զուգընթաց (արագությունը նվազում է): Նվազման իրական տվյալները կբացատրվեն հաճախականության փոխարկիչի որոշ ձեռնարկներում:
Սովորական շարժիչը նախագծված և արտադրված է 50 Հց լարման համար, և դրա անվանական մոմենտը նույնպես տրված է այս լարման միջակայքում: Հետևաբար, անվանական հաճախականությունից ցածր արագության կարգավորումը կոչվում է հաստատուն մոմենտի արագության կարգավորում: (T=Te, P<=Pe):
Երբ հաճախականության փոխարկիչի ելքային հաճախականությունը մեծ է 50 Հց-ից, շարժիչի կողմից առաջացած պտտող մոմենտը նվազում է գծային հարաբերությամբ՝ հակադարձ համեմատական հաճախականությանը։
Երբ շարժիչը աշխատում է 50 Հց-ից մեծ հաճախականությամբ, շարժիչի բեռի չափը պետք է հաշվի առնել՝ շարժիչի ելքային մոմենտի անբավարար առաջացումը կանխելու համար։
Օրինակ, 100 Հց հաճախականությամբ շարժիչի կողմից առաջացած պտտող մոմենտը կրճատվում է մինչև 50 Հց հաճախականությամբ առաջացած պտտող մոմենտի մոտ 1/2-ը։
Հետևաբար, անվանական հաճախականությունից բարձր արագության կարգավորումը կոչվում է հաստատուն հզորության արագության կարգավորում: (P=Ue*Ie):
5. Հաճախականության փոխարկիչի կիրառումը 50 Հց-ից բարձր
Հատուկ շարժիչի համար դրա անվանական լարումը և անվանական հոսանքը հաստատուն են։
Օրինակ, եթե ինվերտորի և շարժիչի անվանական արժեքները երկուսն էլ՝ 15 կՎտ/380 Վ/30 Ա են, շարժիչը կարող է աշխատել 50 Հց-ից բարձր հաճախականությամբ։
Երբ արագությունը 50 Հց է, ինվերտորի ելքային լարումը 380 Վ է, իսկ հոսանքը՝ 30 Ա: Այս պահին, եթե ելքային հաճախականությունը մեծացվի մինչև 60 Հց, ինվերտորի ելքային առավելագույն լարումը և հոսանքը կարող են լինել միայն 380 Վ/30 Ա: Ակնհայտ է, որ ելքային հզորությունը մնում է անփոփոխ, ուստի մենք դա անվանում ենք հաստատուն հզորության արագության կարգավորում:
Ինչպիսի՞ն է պտտող մոմենտը այս պահին։
Քանի որ P=wT(w; անկյունային արագություն, T՝ պտտող մոմենտ), քանի որ P-ն մնում է անփոփոխ, իսկ w-ն մեծանում է, պտտող մոմենտը համապատասխանաբար կնվազի։
Մենք կարող ենք դրան նայել նաև մեկ այլ տեսանկյունից՝
Շարժիչի ստատորի լարումը U=E+I*R է (I-ն հոսանքն է, R-ը՝ էլեկտրոնային դիմադրությունը, իսկ E-ն՝ ինդուկցված պոտենցիալը):
Կարելի է տեսնել, որ երբ U-ն և I-ն չեն փոխվում, E-ն նույնպես չի փոխվում։
Եվ E=k*f*X (k՝ հաստատուն; f՝ հաճախականություն; X՝ մագնիսական հոսք), ուստի, երբ f-ը փոխվում է 50-ից մինչև 60 Հց, X-ը համապատասխանաբար կնվազի։
Շարժիչի համար T=K*I*X (K՝ հաստատուն; I՝ հոսանք; X՝ մագնիսական հոսք), ուստի T պտտող մոմենտը կնվազի X մագնիսական հոսքի նվազմանը զուգընթաց։
Միևնույն ժամանակ, երբ այն 50 Հց-ից փոքր է, քանի որ I*R-ը շատ փոքր է, երբ U/f=E/f-ը չի փոխվում, մագնիսական հոսքը (X) հաստատուն է: T պտտող մոմենտը համեմատական է հոսանքին: Ահա թե ինչու ինվերտորի գերհոսանքի հզորությունը սովորաբար օգտագործվում է դրա գերբեռնվածության (պտտող մոմենտի) հզորությունը նկարագրելու համար, և այն կոչվում է պտտող մոմենտի արագության կայուն կարգավորում (նոմինալ հոսանքը մնում է անփոփոխ -> առավելագույն պտտող մոմենտը մնում է անփոփոխ):
Եզրակացություն. Երբ ինվերտորի ելքային հաճախականությունը բարձրանում է 50 Հց-ից բարձր, շարժիչի ելքային մոմենտը կնվազի։
6. Ելքային պտտող մոմենտի հետ կապված այլ գործոններ
Ջերմության առաջացման և ջերմության ցրման հզորությունը որոշում է ինվերտորի ելքային հոսանքի հզորությունը, այդպիսով ազդելով ինվերտորի ելքային պտտող մոմենտի հզորության վրա։
1. Կրող հաճախականություն. Ինվերտորի վրա նշված անվանական հոսանքը, որպես կանոն, այն արժեքն է, որը կարող է ապահովել անընդհատ ելք ամենաբարձր կրող հաճախականության և շրջակա միջավայրի ամենաբարձր ջերմաստիճանի դեպքում: Կրող հաճախականության նվազեցումը չի ազդի շարժիչի հոսանքի վրա: Այնուամենայնիվ, բաղադրիչների ջերմագոյացումը կնվազի:
2. Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճան. Ինչպես ինվերտորի պաշտպանության հոսանքի արժեքը, այնպես էլ այն չի բարձրանա, երբ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը հայտնաբերվի համեմատաբար ցածր։
3. Բարձրություն. Բարձրության բարձրացումը ազդում է ջերմության ցրման և մեկուսացման արդյունավետության վրա: Ընդհանուր առմամբ, այն կարելի է անտեսել 1000 մ-ից ցածր բարձրության վրա, և հզորությունը կարող է կրճատվել 5%-ով յուրաքանչյուր 1000 մետր բարձրության համար:
7. Ո՞րն է հաճախականության փոխարկիչի համար շարժիչը կառավարելու համար համապատասխան հաճախականությունը։
Վերոնշյալ ամփոփագրում մենք իմացանք, թե ինչու է ինվերտորն օգտագործվում շարժիչը կառավարելու համար, ինչպես նաև հասկացանք, թե ինչպես է ինվերտորը կառավարում շարժիչը։ Ինվերտորը կառավարում է շարժիչը, որը կարելի է ամփոփել հետևյալ կերպ.
Նախ, ինվերտորը կարգավորում է շարժիչի մեկնարկային լարումը և հաճախականությունը՝ հարթ մեկնարկ և հարթ կանգառ ապահովելու համար։
Երկրորդ, ինվերտորը օգտագործվում է շարժիչի արագությունը կարգավորելու համար, իսկ շարժիչի արագությունը կարգավորվում է հաճախականությունը փոխելով։
Անհուի Մինգտենգի մշտական մագնիսով շարժիչըԱրտադրանքը կառավարվում է ինվերտորի միջոցով: 25%-120% բեռնվածության միջակայքում դրանք ունեն ավելի բարձր արդյունավետություն և ավելի լայն աշխատանքային միջակայք, քան նույն բնութագրերի ասինխրոն շարժիչները, և ունեն էներգախնայողության զգալի ազդեցություն:
Մեր մասնագիտական տեխնիկները կընտրեն ավելի հարմար ինվերտոր՝ համաձայն կոնկրետ աշխատանքային պայմանների և հաճախորդների իրական կարիքների՝ շարժիչի ավելի լավ կառավարման և շարժիչի աշխատանքի առավելագույնի հասցնելու համար: Բացի այդ, մեր տեխնիկական սպասարկման բաժինը կարող է հեռակա կարգով ուղղորդել հաճախորդներին ինվերտորի տեղադրման և վրիպազերծման հարցում, ինչպես նաև իրականացնել համապարփակ հետևողականություն և սպասարկում վաճառքից առաջ և հետո:
Հեղինակային իրավունք. Այս հոդվածը WeChat-ի «Տեխնիկական ուսուցում» հանրային համարի վերատպությունն է, բնօրինակ հղումը՝ https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA
Այս հոդվածը չի արտացոլում մեր ընկերության տեսակետները։ Եթե դուք ունեք տարբեր կարծիքներ կամ տեսակետներ, խնդրում ենք ուղղել մեզ։
Հրապարակման ժամանակը. Սեպտեմբեր-09-2024