Hvad er vfd-drevkredsløb: dets drift, typer og applikationer

Der er masser af fabrikker og planter i verden, der bruger en anden type motorer med høj effekt. På grund af det høje strømforbrug betaler fabrikkerne og anlæggene en stor mængde energiregninger. For at overvinde det høje strømforbrug og for at øge effektiviteten blev VFD introduceret for fire årtier siden, men kredsløbet var ikke stærkt nok.

VFD er den korte form for et variabelt frekvensomformer eller et frekvensomformer med justerbar frekvens. Frekvensen bestemmer motorens omdrejningstal, og ved at styre vekselstrømsfrekvensen kan motorens omdrejningstal styres. Forskellige typer VFD'er er tilgængelige på elektronik- og elmarkedet lige fra små motorrelaterede applikationer til motorer med høj effektinduktion. Bortset fra trefasede VFD'er er enfasede VFD'er også tilgængelige.

VFD-kredsløb og dets drift

Et VFD-kredsløb består af tre dele.

1. Ensrettersektionen

2. Filtersektionen

3. Omskiftnings- eller invertersektionen.

I nedenstående billede vises de tre sektioner inde i et blokdiagram. Dette er et grundlæggende kredsløbsblokdiagram over en trefaset VFD.

Ensrettersektion af VFD-kredsløb

ensretter sektion bruger 6 dioder. Dioderne D1, D2 og D3 er forbundet med den positive skinne, og dioden D4, D5 og D6 er forbundet med den negative skinne. Disse 6 dioder fungerer som en diodebro, der konverterer trefaset AC-signal til en enkelt DC-skinne. Trefaset R, B og Y er forbundet på tværs af dioden. Afhængig af den sinusformede bølgepolaritet bliver dioderne forspændt eller omvendt forspændt, hvilket giver en positiv puls eller en negativ puls i både positiv og negativ skinne.

For at lære mere om, hvordan ensretter fungerer, skal du blot følge linket.

Filtersektion af VFD-kredsløb

Som vi kender konverterer standard ensretterdioder kun vekselstrømssignalet til jævnstrøm, men udgangs jævnstrømsignalet er ikke glat nok, fordi der også er frekvensafhængige vekselstrømsbølger. For at rette op på vekselstrømsbølgen og skabe et jævnt jævnstrømsudgangsspørgsmål, er der krav om en eller anden form for afvisningsfiltre. Standardkomponenten til filteret er at bruge forskellige typer store kondensatorer og induktorer. I filtersektionen filtrerer kondensatoren hovedsageligt AC-krusningen og giver jævn DC-output.

I nogle tilfælde bruges andre typer filtre også til at reducere indgangs-AC-støj og harmoniske.

Skift eller inverter sektion af VFD kredsløb

Omskiftnings- eller invertersektionen inverterer DC til AC. I dette afsnit anvendes forskellige typer elektroniske kontakter, der spænder fra transistorer med høj effekt, IGBT eller MOSFET'er. Kontakterne tændes eller slukkes hurtigt, og belastningen modtager en pulserende spænding, der minder meget om vekselstrøm. Udgangsfrekvensen er proportional med skiftehastigheden. Høj skiftehastighed giver højfrekvent udgang, mens lav skifthastighed giver en lavfrekvent udgang.

Forskellige typer VFD

Afhængigt af hvordan VFD konverterer vekselstrøm til jævnstrøm og foretager afhjælpning, er der andre typer VFD'er tilgængelige på markedet.

De vigtigste tre typer VFD er VSI , CSI og PWM .

VSF-type VFD'er

VSI står for Voltage-source inverter. Dette er den mest almindelige type driver med variabel frekvens. I denne type VFD'er bruges en simpel diodebro til at konvertere AC-signalet til DC, og en kondensator bruges til at lagre energien. Et omformerkoblingskredsløb bruger den lagrede energi i kondensatoren og leverer output.

Fordel

1.Det har et godt hastighedsområde.

2. flere motor kontrol facilitet. Flere motorer kan tilsluttes med den enkelte VSI-type VFD.

3. simpelt design.

4.Det er omkostningseffektivt fra produktions- og installationssiden.

Ulemper

1.Due til fortanding effekt, belastningen motor ansigt ryk under start og stop situation.

2. output giver forskellige typer harmoniske og lyde.

3.Hvis motorhastigheden kontrolleres, eller hastigheden sænkes, bliver den samlede effektfaktor stort set hæmmet, hvilket resulterer i dårlig effektfaktor.

CSI-type VFD'er

CSI står for strømkildeinverter. VSF-type VFD'er er designet på en sådan måde, at det kan give jævn spændingsudgang afhængigt af det variable frekvensområde, men i CSI-type VFD'er er konstruktionen pålidelig på strøm i stedet for spænding. I tilfælde af CSI anvendes SCR-broomformer i stedet for dioderbro-ensretter. Udgangsenergien filtreres ved hjælp af serieinduktorer som et alternativ til kondensatorer til jævn strømoutput. CSF-type VFD'er fungerer på samme måde som med konstantstrømsgenerator. I stedet for en firkantet spændingsbølge er CSF-type VFD'er i stand til at tilvejebringe firkantbølge af strøm.

Fordel

1. Pålidelig så VSF-type VFD'er.

2.Støtte motorer med højere hestekræfter, hvor VSI ikke er et passende valg.

3. simpelt design.

4.Gode regenereringsfunktioner.

Ulemper

1.Den samlede effektfaktor er dårlig, især ved lavt omdrejningstal.

2. tilstopningseffekt findes og kan vibrere motorakslen under kørsel.

3.Det er ikke egnet til multimotorisk drift med hensyn til VSI.

PFM-VFD'er

Dette er en forbedret og ændret version af VSI-type VFD'er. PWM står for pulsbreddemodulation. Ved hjælp af PWM-teknikken er VFD'erne i stand til at levere stabil spændingsoutput opretholdt med et frekvensforhold. Konstruktionen bruger en diodebro til at rette op på AC-signalet til et DC-signal. Skiftekredsen styrer driftscyklussen i et variabelt frekvensområde. En ekstra regulator bruges til at regulere PWM-udgangen for at give stabil og korrekt spænding og strøm til belastningen.

Fordel

1.Ingen tilstopnings- eller rykeffekt.

2. bred hastighed og kontrolområde.

3. bestå af forskellige typer beskyttelseskredsløb.

4. konstant konstant faktor.

5.Induce meget høj effektivitet.

6.Energi effektiv.

Ulemper

1.Kompleks til design.

2.Kompleks med hensyn til implementeringen.

3. Kræver ekstra hardware.

4. hørbar støjgenerering i førerkredsløbet.

5. omkostningseffektiv løsning.

Hvordan vælger jeg VFD til min ansøgning?

For at vælge de rigtige VFD'er til en bestemt applikation kræves en god forståelse af belastningen. Forskellige typer motorer producerer forskellige typer drejningsmoment. I nogle anvendelser er konstant drejningsmoment nødvendigt, mens drejningsmomentet i andre anvendelser skal styres. Også belastningen over motoren er afgørende faktor for motorspecifikationen, hovedsageligt effektklassificeringen.

For at vælge den passende VFD til den rigtige anvendelse er vi nødt til at evaluere eller overveje følgende ting.

1. Motorens hestekræfter

2. Omkostningerne

3. Driftsmiljøet for VFD og motorer

4. Enfaset eller trefaset

5. Enkelt VFD med enkelt motor eller enkelt VFD med flere motorer

6. Yderligere krav til kontrolfunktioner

Fordele ved VFD

Der er mange grunde til, at VFD er et populært valg for forbrugeren, hvor andre controllere er let tilgængelige. Den vigtigste årsag til VFD's popularitet er de lave energiforbrugsfunktioner og de første installationsomkostninger. VFD tilbyder høj effektivitet med hensyn til andet energiforbrug end nogen controller-enheder i samme segment. På grund af dette, i tilfælde af store fabrikker og anlæg, hvor der kræves større hestekræfter, tilbyder VFD lavt strømforbrug, hvilket sænker energiregningen og giver omkostningsbesparende muligheder.

VFD begrænser startstrømmen under motorens start- og stoptilstand, hvilket også mindsker startbelastningen i forsyningsledningen samt giver en sikkerhedsmargen for de dyre motorer.

Ud over ovenstående fordele kan VFD sænke systemets vedligeholdelsesomkostninger. Ingen yderligere kostbare elektriske forbindelses- og kontroloperationer er nødvendige. Der er muligheder for at forbinde flere motorer, der kan styres ved hjælp af en enkelt VFD, hvilket yderligere reducerer yderligere systemopsætningsomkostninger.

Ulemper ved VFD

På trods af de ovennævnte fordele er der dog et par ulemper også forbundet med VFD-systemet. Den primære ulempe ved VFD-systemet er den oprindelige installationsinvestering. For en fabrik eller et anlæg, hvor flere motorer med høj hestekræfter skal styres ved hjælp af VFD'er, kræves der høje investeringer.

VFD forårsager også motoropvarmning og har brug for speciel motorkonstruktion. Konstruktionen har brug for specielle typer af motorisoleringer, såvel som motorerne skal specificeres til applikationer med inverterklassificering.

En anden stor ulempe ved VFD er, at hovedkildens kraftledning er stærkt forstyrret med forvrængning, liniehak harmoniske. På grund af dette bliver de andre enheder, der er tilsluttet i samme strømledning, også hæmmet under driftsforhold.

Imidlertid har fremskridt inden for den moderne halvlederindustri forbedret konstruktionen af ​​moderne VFD-systemer meget. Før solid state-enhedens æra er roterende maskiner den vigtigste komponent, der bruges til at fremstille VFD'erne. I den moderne mikroprocessor æra er VFD'er udstyret med alle mulige beskyttelser såsom underspænding, overspænding, termisk overbelastningsbeskyttelse osv. Med passende kontrolfaciliteter. Motorapplikationen i branchen er ansvarlig for 25% af verdens elektriske energiforbrug, som effektivt kan styres ved hjælp af VFD'er.