2022 คู่มือขั้นสูงสุดสำหรับมอเตอร์สามเฟส IEC ปกติและมอเตอร์ VFD

อะไรคือความแตกต่างระหว่างมอเตอร์ VFD และมอเตอร์สามเฟสปกติ? วิธีการเลือกมอเตอร์ VFD?

ผมได้ตรวจสอบข้อมูลต่างๆ มากมาย แต่คิดว่ายังไม่สมบูรณ์ วันนี้ จึงได้รวบรวมข้อมูลมาให้ท่านได้ศึกษาความรู้นี้ไปพร้อมกันครับ

สารบัญ

1 ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์ VFD และมอเตอร์สามเฟส IEC ปกติ？

2 จะเลือกมอเตอร์แปรผันความถี่ VFD ได้อย่างไร?

3 เหตุใดจึงไม่สามารถใช้มอเตอร์สามเฟสของ IEC เป็นมอเตอร์ VFD ได้

ความแตกต่างระหว่าง มอเตอร์วีเอฟดี และปกติ มอเตอร์สามเฟส IEC?

ตัวแปลงความถี่เป็นอุปกรณ์ควบคุมพลังงานไฟฟ้าที่ใช้การเปิด-ปิดอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ไฟฟ้าเพื่อแปลงแหล่งจ่ายไฟความถี่อุตสาหกรรมเป็นความถี่อื่น

อินเวอร์เตอร์ที่เราใช้อยู่ตอนนี้ใช้วิธี AC-direct-AC เป็นหลัก (อินเวอร์เตอร์ VVVF หรืออินเวอร์เตอร์ควบคุมเวกเตอร์) ซึ่งก่อนอื่นจะแปลงไฟ AC ที่ความถี่การทำงานเป็นไฟ DC ผ่านวงจรเรียงกระแส แล้วจึงแปลงไฟ DC เป็นไฟ AC ด้วยความถี่และแรงดันที่ควบคุมได้เพื่อจ่ายให้กับมอเตอร์

วงจรของอินเวอร์เตอร์โดยทั่วไปประกอบด้วยสี่ส่วน ได้แก่ วงจรเรียงกระแส ลิงค์ DC ขั้นกลาง อินเวอร์เตอร์ และส่วนควบคุม

วงจรเรียงกระแสเป็นวงจรเรียงกระแสแบบควบคุมไม่ได้แบบบริดจ์สามเฟส อินเวอร์เตอร์เป็นอินเวอร์เตอร์ประเภทบริดจ์สามเฟส IGBT พร้อมเอาต์พุตรูปคลื่น PWM และลิงก์ DC ขั้นกลางสำหรับการกรอง การเก็บพลังงาน DC และพลังงานปฏิกิริยาบัฟเฟอร์

การเลือกอินเวอร์เตอร์

การเลือกอินเวอร์เตอร์ควรกำหนดประเด็นต่อไปนี้

1) วัตถุประสงค์ของการใช้การแปลงความถี่ การควบคุมแรงดันคงที่หรือการควบคุมกระแสคงที่ เป็นต้น

2) ประเภทของโหลดของอินเวอร์เตอร์ เช่น ปั๊มใบพัดหรือปั๊มดิสเพลสเมนต์ เป็นต้น

ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับเส้นกราฟสมรรถนะของโหลด เส้นกราฟประสิทธิภาพจะเป็นตัวกำหนดแนวทางและวิธีการใช้งาน

3) ปัญหาการจับคู่อินเวอร์เตอร์และโหลด

การจับคู่แรงดันไฟฟ้า พิกัดแรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ตรงกับพิกัดแรงดันไฟฟ้าของโหลด

การจับคู่ปัจจุบัน สำหรับปั๊มหอยโข่งทั่วไป พิกัดกระแสของอินเวอร์เตอร์จะตรงกับกระแสพิกัดของมอเตอร์ สำหรับโหลดพิเศษ เช่น ปั๊มน้ำลึก

จำเป็นต้องอ้างอิงถึงพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของมอเตอร์เพื่อกำหนดกระแสของอินเวอร์เตอร์และความจุเกินด้วยกระแสสูงสุด

การจับคู่แรงบิด สถานการณ์นี้เป็นไปได้ด้วยแรงบิดคงที่หรือด้วยอุปกรณ์ลดขนาด

4) เมื่อใช้อินเวอร์เตอร์เพื่อขับมอเตอร์ความเร็วสูง ค่ากระแสไฟขาออกจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของฮาร์โมนิกส์สูงอันเป็นผลมาจากรีแอกแตนซ์ขนาดเล็กของมอเตอร์ความเร็วสูง

ดังนั้นการเลือกใช้อินเวอร์เตอร์สำหรับมอเตอร์ความเร็วสูงจึงมีความจุมากกว่าการเลือกมอเตอร์ธรรมดาเล็กน้อย

5) หากอินเวอร์เตอร์ใช้สายเคเบิลยาว ควรใช้มาตรการเพื่อระงับผลกระทบของสายเคเบิลยาวที่มีต่อความจุของการเชื่อมต่อกราวด์ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการขาดแคลนกำลังไฟฟ้าเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์

ดังนั้นในกรณีเช่นนี้ ความจุของอินเวอร์เตอร์ควรขยายขึ้นหนึ่งเกรด หรือควรติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์เอาต์พุตที่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์

6) สำหรับการใช้งานพิเศษบางอย่าง เช่น อุณหภูมิสูง ระดับความสูง

สิ่งนี้จะทำให้ความจุของอินเวอร์เตอร์ลดลง ความจุของอินเวอร์เตอร์ควรเพิ่มขึ้นหนึ่งเกียร์

จะเลือกมอเตอร์แปรผันความถี่ VFD ได้อย่างไร?

โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์แปรผันความถี่ VFD จะถูกเลือกจากมอเตอร์ 4 สเตจ จุดการทำงานของความถี่พื้นฐานได้รับการออกแบบที่ 50Hz ช่วงความถี่ 0-50Hz (ความเร็ว 0-1480 รอบ/นาที) สำหรับการทำงานของแรงบิดคงที่ ความถี่ 50-100Hz (ความเร็ว 1480 -2800r/min) ช่วงของมอเตอร์สำหรับการทำงานที่ใช้พลังงานคงที่ ช่วงความเร็วทั้งหมด (0-2800r/min)

เป็นไปตามข้อกำหนดของอุปกรณ์ขับเคลื่อนทั่วไป ลักษณะการทำงานและมอเตอร์ควบคุมความเร็วกระแสตรง การควบคุมความเร็วที่ราบรื่นและเสถียร

หากคุณต้องการเพิ่มแรงบิดเอาท์พุตในช่วงแรงบิดคงที่ คุณสามารถเลือกมอเตอร์แบบ 6 สเตจหรือ 8 สเตจได้เช่นกัน แต่ขนาดของมอเตอร์จะค่อนข้างใหญ่กว่า

เนื่องจากการออกแบบแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์ควบคุมความถี่นั้นใช้ซอฟต์แวร์การออกแบบ CAD ที่ยืดหยุ่น

จุดออกแบบของความถี่พื้นฐานของมอเตอร์สามารถปรับได้ตลอดเวลา และเราสามารถจำลองลักษณะการทำงานของมอเตอร์ที่จุดความถี่พื้นฐานแต่ละจุดบนคอมพิวเตอร์ได้อย่างแม่นยำ ซึ่งจะช่วยขยายช่วงความเร็วแรงบิดคงที่ของมอเตอร์ และตามสภาพการทำงานจริงด้วย ของมอเตอร์

เราสามารถทำให้กำลังของมอเตอร์ใหญ่ขึ้นได้ในจำนวนที่นั่งเท่าเดิมและยังสามารถเพิ่มแรงบิดเอาท์พุตของมอเตอร์ได้โดยใช้อินเวอร์เตอร์ตัวเดียวกันเพื่อให้ตรงตามการออกแบบและผลิตมอเตอร์ในสภาพที่ดีที่สุดภายใต้สภาวะการทำงานต่างๆ

มอเตอร์แปลงความถี่สามารถติดตั้งตัวเข้ารหัสความเร็วเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ข้อได้เปรียบของการควบคุมความเร็วและตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง และการตอบสนองไดนามิกที่รวดเร็ว

นอกจากนี้ยังสามารถใช้เบรก DC (หรือ AC) เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการเบรกที่รวดเร็ว มีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และเชื่อถือได้

การออกแบบความถี่พื้นฐานที่ปรับได้ของมอเตอร์ความเร็วความถี่ตัวแปรเรายังสามารถผลิตมอเตอร์ความเร็วสูงที่หลากหลายในการทำงานความเร็วสูงเพื่อรักษาลักษณะของแรงบิดคงที่ในระดับหนึ่งเพื่อแทนที่มอเตอร์ความถี่กลางเดิมและราคาต่ำ

มอเตอร์แปลงความถี่สำหรับมอเตอร์ซิงโครนัส AC สามเฟสหรืออะซิงโครนัสตามแหล่งจ่ายไฟออกของอินเวอร์เตอร์มีสามเฟส 380V หรือสามเฟส 220V ดังนั้นแหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์จึงมีความแตกต่างที่แตกต่างกันสามเฟส 380V หรือสามเฟส 220V

โดยทั่วไปอินเวอร์เตอร์ 4KW ต่ำกว่า 220V สามเฟสเท่านั้นที่สามารถเนื่องจากมอเตอร์แปลงความถี่เป็นจุดความถี่ฐานมอเตอร์ (หรือจุดเปลี่ยน) เพื่อแบ่งพื้นที่ควบคุมความเร็วพลังงานคงที่ที่แตกต่างกันและโซนควบคุมความเร็วแรงบิดคงที่

ดังนั้นจุดความถี่พื้นฐานของอินเวอร์เตอร์และการตั้งค่าจึงมีความสำคัญมาก

เหตุใดจึงไม่สามารถใช้มอเตอร์สามเฟสของ IEC เป็นมอเตอร์ VFD ได้

ลูกค้าหลายท่านที่ซ่อมอินเวอร์เตอร์ถามว่ามอเตอร์ธรรมดากับอินเวอร์เตอร์เป็นมอเตอร์อินเวอร์เตอร์หรือไม่?

เป็นความจริงที่มอเตอร์ธรรมดาที่มีอินเวอร์เตอร์สามารถรับรู้การทำงานของอินเวอร์เตอร์ได้ แต่มันไม่ใช่มอเตอร์อินเวอร์เตอร์ที่แท้จริง

ในความเป็นจริง มอเตอร์ธรรมดาได้รับการออกแบบโดยความถี่คงที่และแรงดันไฟฟ้าคงที่ และเป็นไปไม่ได้ที่จะปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของการควบคุมความเร็วของอินเวอร์เตอร์ได้อย่างเต็มที่ ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เป็นมอเตอร์อินเวอร์เตอร์ได้มากขึ้น

ผลกระทบของอินเวอร์เตอร์ต่อมอเตอร์ส่วนใหญ่อยู่ที่ประสิทธิภาพของมอเตอร์และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

ตัวแปลงความถี่สามารถสร้างแรงดันและกระแสฮาร์มอนิกในระดับต่างๆ ในการทำงาน ทำให้มอเตอร์ทำงานภายใต้แรงดันและกระแสที่ไม่ใช่ไซน์ไซด์ ฮาร์มอนิกสูงภายในจะทำให้มีการใช้ทองแดงของสเตเตอร์ของมอเตอร์ การใช้ทองแดงของโรเตอร์ การใช้เหล็ก และการสูญเสียเพิ่มเติมเพิ่มขึ้น ที่สำคัญที่สุดคือการบริโภคทองแดงของโรเตอร์ การสูญเสียเหล่านี้จะทำให้มอเตอร์ร้อนเป็นพิเศษ ลดประสิทธิภาพ ลดกำลังขับ อุณหภูมิของมอเตอร์ปกติจะเพิ่มขึ้นโดยทั่วไป 10% -20% -20%.

ความแข็งแรงของฉนวนของมอเตอร์

ความถี่พาหะของตัวแปลงความถี่มีตั้งแต่หลายพันถึงมากกว่าหนึ่งหมื่นเฮิรตซ์ ซึ่งทำให้สเตเตอร์ของมอเตอร์ที่คดเคี้ยวต้องรับภาระแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นสูง ซึ่งเทียบเท่ากับการใช้แรงดันไฟฟ้าช็อตที่สูงชันกับมอเตอร์ ทำให้ฉนวนระหว่างการเลี้ยวของ มอเตอร์มีการทดสอบที่จริงจังมากขึ้น

เสียงแม่เหล็กไฟฟ้าฮาร์มอนิกและการสั่นสะเทือน

เมื่อมอเตอร์ธรรมดาใช้แหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์ จะทำให้การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนที่เกิดจากปัจจัยทางแม่เหล็กไฟฟ้า กลไก และการระบายอากาศมีความซับซ้อนมากขึ้น ฮาร์มอนิกต่างๆ ที่มีอยู่ในแหล่งจ่ายไฟของอินเวอร์เตอร์รบกวนซึ่งกันและกันและสร้างแรงกระตุ้นทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ ด้วยฮาร์โมนิกอวกาศโดยธรรมชาติของส่วนแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มเสียงรบกวน เนื่องจากช่วงความถี่การทำงานที่กว้างของมอเตอร์ (หมายเลขสาธารณะ: แม่บ้านปั๊ม) และการเปลี่ยนแปลงความเร็วที่หลากหลาย จึงเป็นเรื่องยากที่จะหลีกเลี่ยงความถี่ของคลื่นแรงแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ จากความถี่การสั่นสะเทือนโดยธรรมชาติของชิ้นส่วนโครงสร้างแต่ละส่วนของมอเตอร์

ปัญหาการระบายความร้อนที่ความเร็วต่ำ

เมื่อความถี่พลังงานต่ำ การสูญเสียที่เกิดจากฮาร์มอนิกสูงในแหล่งจ่ายไฟจะมีมากขึ้น ประการที่สอง เมื่อความเร็วของมอเตอร์แปรผันลดลง ปริมาณอากาศเย็นจะลดลงตามสัดส่วนกับกำลังสามของความเร็ว ส่งผลให้ความร้อนของมอเตอร์ไม่กระจายไป อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และเป็นการยากที่จะรับรู้ค่าคงที่ เอาต์พุตแรงบิด