El convertidor de frecuencia es un dispositivo de control de energía eléctrica que utiliza la acción de encendido y apagado de dispositivos semiconductores de potencia para convertir la fuente de alimentación de frecuencia industrial a otra frecuencia.
El inversor que utilizamos ahora adopta principalmente el método AC-direct-AC (inversor VVVF o inversor controlado por vector), que primero convierte la energía CA a la frecuencia de trabajo en energía CC a través de un rectificador y luego convierte la energía CC en energía CA. con frecuencia y voltaje controlables para alimentar el motor.
El circuito del inversor generalmente se compone de cuatro partes: rectificador, enlace de CC intermedio, inversor y control.
El rectificador es un rectificador incontrolable de tipo puente trifásico, el inversor es un inversor de tipo puente trifásico IGBT con salida de forma de onda PWM y el enlace de CC intermedio sirve para filtrado, almacenamiento de energía de CC y almacenamiento en búfer de potencia reactiva.
Selección de inversor.
La selección del inversor debe determinar los siguientes puntos.
1) El propósito de utilizar la conversión de frecuencia; control de voltaje constante o control de corriente constante, etc.
2) El tipo de carga del inversor; como bombas de paletas o bombas de desplazamiento, etc.
Preste especial atención a la curva de desempeño de la carga, la curva de desempeño determina la forma y método de aplicación.
3) Problema de coincidencia entre inversor y carga.
Coincidencia de voltaje; la tensión nominal del inversor coincide con la tensión nominal de la carga.
Coincidencia actual; Para bombas centrífugas normales, la corriente nominal del inversor coincide con la corriente nominal del motor. Para cargas especiales como bombas de agua profunda.
Es necesario consultar los parámetros de rendimiento del motor para determinar la corriente del inversor y la capacidad de sobrecarga con la corriente máxima.
Coincidencia de par; Esta situación es posible con cargas de par constante o con dispositivos reductores.
4) Cuando se utiliza un inversor para accionar un motor de alta velocidad, el valor de la corriente de salida aumenta debido al aumento de armónicos altos como resultado de la pequeña reactancia del motor de alta velocidad.
Por lo tanto, la selección del inversor utilizado para motores de alta velocidad tiene una capacidad ligeramente mayor que la selección de motores ordinarios.
5) Si el inversor va a tender un cable largo, entonces se deben tomar medidas para suprimir el impacto del cable largo en la capacitancia del acoplamiento a tierra para evitar la escasez de energía de salida del inversor.
por lo tanto, en tales casos, la capacidad del inversor debe ampliarse en un grado o el reactor de salida debe instalarse en la salida del inversor.
6) Para algunas aplicaciones especiales, como altas temperaturas y grandes altitudes.
Esto provocará una reducción de la capacidad del inversor; la capacidad del inversor debe aumentarse en un engranaje.
¿Cómo seleccionar el motor variable de frecuencia VFD?
Los motores de frecuencia variable VFD generalmente se seleccionan entre motores de 4 etapas, el punto de operación de frecuencia base está diseñado a 50 Hz, frecuencia 0-50 Hz (velocidad 0-1480 r/min) rango de motores para operación de par constante, frecuencia 50-100 Hz (velocidad 1480 -2800r/min) gama de motores para funcionamiento a potencia constante, todo el rango de velocidad (0-2800r/min).
Básicamente cumple con los requisitos generales del equipo de accionamiento, sus características operativas y el motor de control de velocidad de CC, regulación de velocidad suave y estable.
Si desea aumentar el par de salida en el rango de par constante, también puede elegir un motor de 6 u 8 etapas, pero el tamaño del motor es relativamente mayor.
Para el diseño electromagnético del motor controlado por frecuencia se utiliza un software de diseño CAD flexible.
El punto de diseño de la frecuencia fundamental del motor se puede ajustar en cualquier momento y podemos simular con precisión las características de funcionamiento del motor en cada punto de frecuencia fundamental en la computadora, lo que también amplía el rango de velocidad de par constante del motor y de acuerdo con las condiciones de trabajo reales. del motor.
Podemos aumentar la potencia del motor en el mismo número de asiento, y también en El par de salida del motor se puede aumentar sobre la base del mismo inversor para cumplir con el diseño y fabricación del motor en las mejores condiciones bajo diversas condiciones de trabajo.
Los motores de conversión de frecuencia pueden equiparse con codificadores de velocidad adicionales para lograr las ventajas de un control de velocidad y posición de alta precisión y una respuesta dinámica rápida.
El freno CC (o CA) también se puede utilizar para lograr un rendimiento de frenado rápido, eficaz, seguro y fiable.
Diseño de frecuencia base ajustable del motor de velocidad de frecuencia variable, también podemos fabricar una variedad de motores de alta velocidad, en operación de alta velocidad para mantener las características de par constante, hasta cierto punto para reemplazar el motor de frecuencia media original y de bajo precio.
Motor de conversión de frecuencia para motor trifásico AC síncrono o asíncrono, según la fuente de alimentación de salida del inversor tiene trifásica 380V o trifásica 220V, por lo que la fuente de alimentación del motor también tiene diferencias diferentes trifásicas 380V o trifásica 220V.
Generalmente, por debajo del inversor de 4 KW solo se puede utilizar trifásico de 220 V, porque el motor de conversión de frecuencia es el punto de frecuencia base del motor (o punto de inflexión) para dividir las diferentes áreas de control de velocidad de potencia constante y la zona de control de velocidad de par constante.
Por eso, el punto de frecuencia base del inversor y la configuración son muy importantes.
¿Por qué los motores trifásicos IEC no se pueden utilizar como motores VFD?
Muchos clientes que reparan inversores preguntan si los motores normales con inversores son motores inversores.
Es cierto que un motor normal con inversor puede realizar el funcionamiento del inversor, pero no es un motor inversor real.
De hecho, el motor ordinario está diseñado con frecuencia y voltaje constantes, y es imposible adaptarse completamente a los requisitos de regulación de velocidad del inversor, por lo que no se puede utilizar más como motor inversor.
El impacto del inversor en el motor se debe principalmente a la eficiencia del motor y al aumento de temperatura.
El convertidor de frecuencia puede producir diferentes grados de voltaje y corriente armónicos en funcionamiento, lo que hace que el motor funcione bajo voltaje y corriente no sinusoidales, los altos armónicos en el interior causarán el consumo de cobre del estator del motor, el consumo de cobre del rotor, el consumo de hierro y un aumento de pérdida adicional. el más significativo es el consumo de cobre del rotor, estas pérdidas harán que el motor se sobrecaliente, reducirán la eficiencia, reducirán la potencia de salida, el aumento de temperatura normal del motor generalmente aumenta entre un 10% y un 20%. -20%.
Fuerza de aislamiento del motor.
La frecuencia portadora del convertidor de frecuencia es de varios miles a más de diez mil Hz, lo que hace que el devanado del estator del motor soporte una alta tasa de aumento de voltaje, lo que equivale a aplicar un fuerte voltaje de choque al motor, haciendo que el aislamiento entre espiras de El motor soporta una prueba más seria.
Vibración y ruido electromagnético armónico
Cuando un motor normal adopta una fuente de alimentación inversora, la vibración y el ruido causados por factores electromagnéticos, mecánicos y de ventilación se vuelven más complicados. Los diversos armónicos contenidos en la fuente de alimentación del inversor interfieren entre sí y forman diversas fuerzas de excitación electromagnética con los armónicos espaciales inherentes de la parte electromagnética del motor, aumentando así el ruido. Debido al amplio rango de frecuencia de operación del motor (número público: ama de llaves de la bomba) y al amplio rango de cambios de velocidad, es difícil evitar la frecuencia de varias ondas de fuerza electromagnéticas de la frecuencia de vibración inherente de cada parte estructural del motor.
El problema de la refrigeración a baja velocidad.
Cuando la frecuencia de alimentación es baja, la pérdida causada por los altos armónicos en la fuente de alimentación es mayor; en segundo lugar, cuando la velocidad del motor variable disminuye, el volumen de aire de refrigeración disminuye proporcionalmente a la tercera potencia de la velocidad, lo que hace que el calor del motor no se disipe, el aumento de temperatura aumenta bruscamente y es difícil lograr la constante salida de par.
Lo anterior es mi resumen de algunos conocimientos, si tiene algo que agregar, bienvenido a dejar un mensaje en la sección de comentarios.
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