מהו ממיר תדרים, איך זה עובד ולשם מיועד
הגדרה
מעצם הגדרתו, ממיר תדרים הוא ממיר כוח אלקטרוני לשינוי תדר זרם חילופין. אך תלוי בביצועים, גם רמת המתח וגם מספר השלבים משתנים. יתכן שלא ברור לך לגמרי מדוע מכשיר כזה נחוץ, אך אנו ננסה לספר לך על כך במילים פשוטות.
תדר סיבוב הפיר של מנועים סינכרוניים ואסינכרוניים (HELL) תלוי בתדר הסיבוב של שטף המגנטי של הסטטור ונקבע על ידי הנוסחה:
n = (60 * F / p) * (1-S),
כאשר n הוא מספר הסיבובים של ציר ה- HELL, p הוא מספר זוגות המוטות, s מחליק, f הוא תדר הזרם החילופי.
במילים פשוטות, מהירות הרוטור תלויה בתדירות ובמספר זוגות המוטות. מספר זוגות המוט נקבע על ידי תכנון סלילי הסטטור, ותדירות הזרם ברשת קבועה. לכן, על מנת לווסת את המהירות, אנו יכולים לשלוט רק על התדר בעזרת ממירים.
מכשיר
לאור האמור לעיל, אנו מנסחים מחדש את התשובה לשאלה מה היא:
ממיר תדרים הוא מכשיר אלקטרוני לשינוי תדר זרם חילופין, ולכן מהירות הסיבוב של הרוטור של מכונה חשמלית אסינכרונית (וסינכרונית).
סמל גרפי בהתאם ל- GOST 2.737-68 תוכלו לראות להלן:
זה נקרא אלקטרוני מכיוון שהוא מבוסס על מעגל מתגי מוליכים למחצה. בהתאם לתכונות הפונקציונליות וסוג השליטה ישתנו גם תרשים המעגל וגם אלגוריתם הפעולה.
בתרשים למטה אתה רואה כיצד ממיר התדר:
עיקרון הפעולה של ממיר התדרים הוא כדלקמן:
- מתח החשמל מועבר למיישר 1 והופך למתח פועם מתוקן.
- בבלוק 2 מוחלקים את הפעימה והחלק המגיב מפצה חלקית.
- בלוק 3 הוא קבוצה של מתגי חשמל הנשלטים על ידי מערכת בקרה (4) באמצעות אפנון רוחב הדופק (PWM). תכנון זה מאפשר לקבל מתח מוסדר PWM דו-מפלסי בפלט, שאחרי ההחלקה מתקרב לצורה סינוסואידית. בדגמים יקרים נעשה שימוש בתכנית של שלוש דרגות, שבה משתמשים במפתחות רבים יותר. זה מאפשר לך להגיע קרוב יותר לצורת הגל הסינוסואידי. כמתגי מוליכים למחצה ניתן להשתמש בתיריסטורים, אפקט שדה או טרנזיסטורים של IGBT. לאחרונה, שני הסוגים האחרונים מבוקשים ביותר ופופולאריים בגלל יעילות, הפסדים קטנים וקלות הניהול.
- בעזרת PWM נוצרת רמת המתח הנדרשת, במילים פשוטות - כך מווסת גל הסינוס, כולל לסירוגין זוגות מקשים, ויוצרים מתח קו.
אז תארנו בקצרה כיצד ממיר התדרים של מנוע חשמלי עובד וממה הוא מורכב. הוא משמש כמקור כוח משני ולא שולט רק בצורת רשת האספקה הנוכחית, אלא ממיר את ערכו ואת תדירותו בהתאם לפרמטרים שצוינו.
סוגי chastotniks והיקף
דרכי ניהול
התאמת המהירות יכולה להתבצע בדרכים שונות, הן על ידי שיטת קביעת התדר הנדרש והן על ידי שיטת הוויסות. Chastotniki לפי שיטת הבקרה מחולקים לשני סוגים:
- עם שליטה סקלרית.
- עם שליטה וקטורית.
המכשירים מהסוג הראשון מווסתים את התדר לפי פונקצית U / F נתונה, כלומר המתח משתנה יחד עם התדר. להלן דוגמה לתלות כזו של מתח בתדר.
זה יכול להיות שונה ומתוכנת לעומס ספציפי, למשל, על מאווררים הוא אינו ליניארי, אלא דומה לענף פרבולה. עיקרון פעולה זה שומר על שטף המגנטי בפער בין הרוטור והסטטור כמעט קבוע.
מאפיין של שליטה סקלררית הוא שכיחותו וקלות היישום יחסית. הוא משמש לרוב עבור משאבות, מאווררים ומדחסים. צ'סטוטניקים כאלה משמשים לרוב אם יש צורך לשמור על לחץ יציב (או פרמטר אחר), זה יכול להיות משאבות טבולות לבארות, אם נשקול שימוש ביתי.
בייצור, ההיקף רחב, למשל, בקרת לחץ באותן צינורות וביצועים של מערכות אוורור אוטומטיות. טווח הבקרה הוא בדרך כלל 1:10, במילים פשוטות, המהירות המרבית מהמינימום יכולה להיות שונה פי 10. בשל המוזרויות שביישום האלגוריתמים והמעגלים, מכשירים כאלה בדרך כלל זולים יותר, וזה היתרון העיקרי.
חסרונות:
- תמיכה לא מדויקת מדי.
- תגובה איטית יותר לשינוי המשטר.
- לרוב אין דרך לשלוט על הרגע על הפיר.
- עם עליית המהירות מעל הנומינלית, הרגע על ציר המנוע יורד (כלומר, כאשר אנו מעלים את התדר מעל 50 הרץ הנומינלי).
האחרון נובע מהעובדה שהמתח בפלט תלוי בתדר, בתדר המדורג המתח שווה למתח החשמל, והצ'סטוטניק לא יודע להעלות אותו גבוה יותר, בגרף אפשר היה לראות חלק שווה בעלילה לאחר 50 הרץ. יש לציין כי התלות של הרגע בתדר, היא נופלת על פי החוק 1 / f, מוצגת באדום בתרשים למטה, ותלות הכוח בתדר היא כחולה.
ממירי תדרים מבוקרים וקטוריים בעלי עיקרון הפעלה שונה, כאן זה לא רק המתח שמתאים לעיקול ה- U / f. מאפייני מתח היציאה משתנים בהתאם לאותות מהחיישנים, כך שנשמר רגע מסוים על הפיר. אך מדוע אנו זקוקים לשיטת בקרה שכזו? כוונון מדויק ומהיר יותר הם סימני ההיכר של ממיר תדרים מבוקר וקטורי. זה חשוב במנגנונים כאלה שבהם עקרון הפעולה קשור לשינוי חד בעומס ומומנט בגוף המבצע.
עומס כזה אופייני לסיבוב ומכונות אחרות, כולל CNC. דיוק הוויסות הוא עד 1.5%, טווח ההתאמה הוא 1: 100, לדיוק רב יותר עם חיישני מהירות וכו '- 0.2% ו -1: 10000, בהתאמה.
קיימת דעה בפורומים שכיום ההבדל במחיר בין וקטור לצ'סטוטניקים סקלריים פחות ממה שהיה קודם (15-35% תלוי ביצרן), וההבדל העיקרי הוא קושחה יותר מאשר מעגלים. שימו לב כי מרבית הדגמים הווקטוריים תומכים גם בקרת סולם.
יתרונות:
- יציבות ודיוק גדולים יותר;
- תגובה מהירה יותר לשינויי עומס ומומנט גבוה במהירות נמוכה;
- מגוון רחב יותר של רגולציה.
החיסרון העיקרי הוא שזה עולה יותר מאלו סקלריים.
בשני המקרים ניתן להגדיר את התדר באופן ידני או על ידי חיישנים, למשל חיישן לחץ או מד זרימה (אם מדובר במשאבות), פוטנציומטר או קידוד.
לכל ממירי התדרים או כמעט כולם יש פונקציית התחלה רכה, שמקלה על הפעלת מנועים מגנרטורי חירום ולמעשה כמעט ללא סיכון להעמיס עליהם.
מספר שלבים
בנוסף לשיטות התגובה, chastotniks נבדלים זה מזה במספר השלבים בכניסה והפלט. אז הבחינו בממירי תדרים עם קלט חד-פאזי ותלת-פאזי.
יחד עם זאת, רוב הדגמים התלת-פאזיים יכולים להיות מופעלים באמצעות שלב אחד, אך עם יישום זה כוחם יורד ל-30-50%. זה נובע מהעומס הנוכחי המותר על דיודות ואלמנטים אחרים של מעגלי החשמל. ניתן להשיג דגמים חד פאזיים בטווח ההספק של עד 3 קילוואט.
חשוב! שימו לב שעם חיבור חד פאזי עם מתח של כניסה 220 וולט, יהיה פלט של 3 שלבים של 220 וולט ולא של 380 וולט. כלומר, התפוקה הלינארית תהיה בדיוק 220V, בקיצור. בחיבור זה, יש לחבר מנועים נפוצים עם פיתולים המיועדים למתח של 380 / 220V במשולש, ואלו שנמצאים על 127 / 220V - בכוכב.
ברשת תוכלו למצוא הצעות רבות כגון "ממיר תדרים 220 עד 380" - זהו ברוב המקרים שיווקי, מוכרים מכנים את כל שלושת השלבים "380 וולט".
כדי לקבל 380 וולט אמיתית משלב אחד, עליך להשתמש בשנאי 220/380 חד פאזי (אם כניסת ממיר התדרים מיועד למתח כזה), או להשתמש בממיר תדרים מיוחד עם כניסה חד פאזית ופלט תלת פאזי 380 וולט.
סוג נפרד ונדיר יותר של ממירי תדרים הם ממירים חד-פאזיים עם פלט חד-פאזי 220. הם נועדו לווסת מנועים חד-פאזיים עם התחלת קבלים. דוגמה למכשירים כאלה הם:
- ERMAN ER-G-220-01
- IDD INNOVERT
תרשים חיווט
במציאות, בכדי לקבל 3 שלבי פלט מממיר תדרים 380 וולט, עליכם לחבר 3 שלבים 380V לכניסה:
חיבור צ'סטוטניק לשלב אחד דומה, למעט חיבור חוטי האספקה:
ממיר תדרים חד פאזי למנוע עם קבל (משאבה או מאוורר הספק נמוך) מחובר באופן הבא:
כפי שניתן לראות בתרשימים, בנוסף לחוטי האספקה והחוטים למנוע, לממיר התדרים יש מסופים אחרים, חיישנים, כפתורי לוח השלט הרחוק, אוטובוסים לחיבור למחשב (לרוב תקן RS-485) וכן הלאה מחוברים אליהם. זה מאפשר לשלוט במנוע דרך חוטי אות דקיקים, המאפשרים להסיר את ממיר התדרים ללוח חשמל.
Chastotniki הם מכשירים אוניברסליים, אשר מטרתם אינה רק התאמת מהירות, אלא גם הגנה על המנוע החשמלי ממצבי פעולה שגויים ומספקת חשמל, כמו גם עומס יתר. בנוסף לפונקציה העיקרית, המכשירים מממשים הפעלה חלקה של הכוננים, מה שמפחית את בלאי הציוד ועומסי הכוח. עקרון הפעולה ועומק הגדרות הפרמטרים של מרבית ממירי התדרים מאפשרים לכם לחסוך בחשמל בעת בקרת משאבות (בעבר בוצעה בקרה לא בגלל ביצועי המשאבה, אלא באמצעות שסתומים) וציוד אחר.
כאן אנו מסיימים את ההתייחסות לנושא. אנו מקווים כי לאחר שתקראו את המאמר תבינו מהו ממיר תדרים ומדוע הוא נחוץ. לבסוף, אנו ממליצים לצפות בסרטון וידאו שימושי בנושא:
בטח אינך יודע:
טוען ...
