Nguyên lý hoạt động của bộ biến tần và tiêu chí lựa chọn của nó cho người dùng
Mô tả sơ lược về mục đích, nguyên lý hoạt động và tiêu chí lựa chọn bộ biến tần làm thiết bị điều khiển động cơ điện không đồng bộ.
Động cơ cảm ứng lồng sóc ngày nay nó là thiết bị đồ sộ và đáng tin cậy nhất để điều khiển các loại máy móc và cơ chế khác nhau. Nhưng huy chương nào cũng có mặt trái của nó.
Hai nhược điểm chính của động cơ cảm ứng là không thể điều khiển đơn giản điều khiển tốc độ cánh quạt, dòng khởi động rất lớn—gấp năm, bảy lần dòng định mức. Nếu chỉ sử dụng các thiết bị điều khiển cơ học, những nhược điểm này dẫn đến tổn thất năng lượng lớn và tải trọng cơ học gây sốc. Điều này có tác động cực kỳ tiêu cực đến tuổi thọ của thiết bị.
bộ chuyển đổi tần số
bộ chuyển đổi tần số với điều khiển độ rộng xung (PE với PWM) giảm dòng khởi động xuống 4-5 lần. Nó cung cấp khả năng khởi động trơn tru của động cơ cảm ứng và điều khiển truyền động theo tỷ lệ điện áp/tần số nhất định.
Bộ chuyển đổi tần số cung cấp tiết kiệm năng lượng lên đến 50%. Có thể cho phép phản hồi giữa các thiết bị lân cận, tức là tự điều chỉnh thiết bị phục vụ nhiệm vụ và thay đổi điều kiện vận hành của toàn hệ thống.
Nguyên lý hoạt động của biến tần
Bộ chuyển đổi tần số PWM là biến tần chuyển đổi kép… Đầu tiên, điện áp nguồn 220 hoặc 380 V được chỉnh lưu bằng cầu đi-ốt đầu vào, sau đó được làm mịn và lọc bằng tụ điện.
Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình biến đổi. Ở giai đoạn thứ hai, từ điện áp không đổi, sử dụng vi mạch điều khiển và cầu đầu ra Công tắc IGBT, một chuỗi PWM với tần số và chu kỳ nhiệm vụ nhất định được hình thành. Ở đầu ra của bộ biến tần, các gói xung hình chữ nhật được phát ra, nhưng do độ tự cảm của cuộn dây stato của động cơ cảm ứng, chúng được tích hợp và cuối cùng biến thành điện áp gần với hình sin.
Đặc tính cơ của động cơ điện không đồng bộ có điều chỉnh tần số tốc độ: a — sơ đồ kết nối; b - đặc tính của tải trọng có mômen cản tĩnh không đổi; c — đặc tính tải của quạt; d — đặc tính mô-men xoắn tải trọng tĩnh, tỷ lệ nghịch với tốc độ góc quay.
Một mạch điển hình để bật bộ biến tần 
Một ví dụ về kết nối đường dây điện (cáp) trong mạch biến tần
Tiêu chí lựa chọn biến tần
Bằng phương pháp điều khiển
Loại bỏ ngay những bộ chuyển đổi không phù hợp về công suất, loại hiệu suất, khả năng quá tải, v.v. Theo loại hình quản lý, bạn phải quyết định chọn gì, điều khiển vô hướng hoặc véc tơ.
Hầu hết các bộ chuyển đổi tần số hiện đại đều thực hiện điều khiển véc tơ, nhưng những bộ chuyển đổi tần số như vậy đắt hơn bộ chuyển đổi tần số vô hướng.
Điều khiển véc tơ cho phép điều khiển chính xác hơn bằng cách giảm sai số tĩnh. Chế độ vô hướng chỉ hỗ trợ tỷ lệ không đổi giữa điện áp đầu ra và tần số đầu ra, nhưng đối với quạt chẳng hạn, điều này là khá đủ.
Kể từ khi ra đời, điều khiển véc tơ đã trở thành một chiến lược điều khiển cực kỳ phổ biến cho động cơ cảm ứng. Hiện tại, hầu hết các bộ biến tần đều thực hiện điều khiển véc tơ hoặc thậm chí là điều khiển véc tơ không cảm biến (xu hướng này được tìm thấy trong các bộ biến tần ban đầu thực hiện điều khiển vô hướng và không có đầu cuối để kết nối cảm biến tốc độ).
Nguyên tắc cơ bản của điều khiển véc tơ bao gồm quy định độc lập riêng biệt giữa dòng từ hóa của động cơ và dòng điện cầu phương, theo đó mômen cơ học của trục tỷ lệ thuận. Dòng từ hóa xác định giá trị của liên kết từ thông điểm không của rôto và được giữ không đổi.
Khi tốc độ ổn định, điểm đặt dòng điện cầu phương được tạo bằng cách sử dụng bộ điều khiển PI riêng biệt có đầu vào là sự khác biệt giữa tốc độ động cơ mong muốn và đo được. Do đó, dòng điện cầu phương luôn được đặt ở mức tối thiểu để cung cấp đủ mô-men xoắn cơ học để duy trì tốc độ đã đặt. Do đó, điều khiển véc tơ có hiệu suất năng lượng cao.
thông qua quyền lực
Nếu công suất của các thiết bị xấp xỉ nhau thì chọn các bộ chuyển đổi của cùng một hãng có công suất theo công suất của tải tối đa. Điều này sẽ đảm bảo khả năng thay thế lẫn nhau và đơn giản hóa việc bảo trì thiết bị. Chúng tôi khuyến nghị rằng trung tâm dịch vụ của bộ chuyển đổi tần số đã chọn nằm trong thành phố của bạn.
Thông qua điện áp nguồn
Luôn chọn bộ chuyển đổi có dải điện áp rộng nhất có thể, cả hướng lên và hướng xuống. Thực tế là đối với các mạng cục bộ, chính từ chuẩn chỉ có thể mang lại tiếng cười qua nước mắt. Nếu điện áp thấp rất có thể sẽ khiến bộ biến tần dừng hoạt động, thì điện áp tăng có thể khiến các tụ điện điện phân chính bị nổ và đầu vào của thiết bị bị hỏng.
Theo phạm vi điều chỉnh tần số
Theo số lượng đầu vào điều khiển
Đầu vào rời rạc được yêu cầu để nhập các lệnh điều khiển (bắt đầu, dừng, đảo ngược, dừng, v.v.). Đầu vào tương tự được yêu cầu cho tín hiệu phản hồi (cài đặt và cài đặt biến tần trong quá trình hoạt động). Đầu vào kỹ thuật số được yêu cầu để nhập tín hiệu tần số cao từ cảm biến vị trí và tốc độ kỹ thuật số (bộ mã hóa). Số lượng đầu vào không bao giờ có thể quá lớn, nhưng càng nhiều đầu vào, hệ thống có thể được xây dựng càng phức tạp và càng đắt tiền.
Theo số lượng tín hiệu đầu ra
Đầu ra rời rạc được sử dụng để xuất tín hiệu cho các sự kiện khác nhau (báo động, quá nhiệt, điện áp đầu vào trên hoặc dưới mức, tín hiệu lỗi, v.v.). Đầu ra tương tự được sử dụng để xây dựng các hệ thống phản hồi phức tạp. Khuyến nghị lựa chọn tương tự như đoạn trước.
xe buýt điều khiển
Thiết bị mà bạn sẽ điều khiển bộ biến tần phải có cùng bus và số lượng đầu vào / đầu ra như bộ biến tần đã chọn. Để lại một số không gian cho đầu vào và đầu ra để nâng cấp trong tương lai.
bảo hành
Thời hạn bảo hành gián tiếp cho phép bạn đánh giá độ tin cậy của bộ biến tần. Đương nhiên, bạn nên chọn một bộ biến tần với kế hoạch dài hạn.Một số nhà sản xuất cung cấp cụ thể cho các trường hợp hư hỏng không được bảo hành. Luôn đọc kỹ tài liệu và tìm kiếm trực tuyến các bài đánh giá về mẫu thiết bị và nhà sản xuất. Điều này sẽ giúp bạn đưa ra lựa chọn đúng đắn. Đừng tiếc tiền cho chất lượng dịch vụ và đào tạo nhân viên.
Biến tần trên giá đỡ
công suất quá tải
Theo ước tính đầu tiên, nên chọn công suất của bộ biến tần cao hơn 10-15% so với công suất động cơ. Dòng điện của bộ chuyển đổi phải cao hơn dòng điện định mức của động cơ và cao hơn một chút so với dòng điện có thể xảy ra quá tải.
Trong phần mô tả của một cơ chế cụ thể, dòng điện quá tải và thời lượng dòng chảy của chúng thường được chỉ định. Đọc tài liệu! Điều này sẽ giúp bạn giải trí và có thể ngăn ngừa hư hỏng thiết bị trong tương lai. Nếu ổ đĩa cũng được đặc trưng bởi tải sốc (cực đại) (tải trong 2-3 giây), thì cần phải chọn bộ chuyển đổi cho dòng điện cực đại. Lấy lại 10% tiền ký quỹ.
Xem thêm về chủ đề này: VLT AQUA Bộ chuyển đổi tần số Drive cho các đơn vị máy bơm