Повышение промышленной эффективности с помощью низковольтного преобразователя частоты

Низковольтный преобразователь частоты (ЧРП), часто называемый просто ЧРП или привод с регулируемой скоростью (АSD), является важнейшим компонентом современных промышленных и коммерческих операций. Его основная функция – контролировать скорость и крутящий момент трехфазного асинхронного двигателя переменного тока путем изменения частоты и напряжения электрической мощности, подаваемой на двигатель. Работая в диапазоне низкого напряжения, обычно ниже 690 вольт (В) Эти устройства широко используются практически во всех секторах, где используются электродвигатели, от производства и систем отопления, вентиляции и кондиционирования до очистки воды и погрузочно-разгрузочных работ.

Основная функциональность и работа

operation of a Низковольтный преобразователь частоты включает три основных этапа:

1. Выпрямитель: incoming AC (alternating current) power from the mains is first converted into DC (direct current) power. This stage typically uses diodes or silicon-controlled rectifiers (SCRs).

2. Автобус постоянного тока: converted DC power is then stored in a capacitor bank, which acts as a filter to smooth the power and provide a stable DC voltage.

3. Инвертор: Это самый ответственный этап. Мощность постоянного тока переключается обратно на имитацию мощности переменного тока с помощью сложных силовых электронных переключателей, таких как биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). Путем быстрого включения и выключения этих транзисторов с использованием метода, называемого Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) ЧРП может создавать переменную частоту и выходное напряжение, которые точно контролируют скорость двигателя.

Ключевые преимущества в применении

adoption of a Низковольтный преобразователь частоты предлагает множество существенных преимуществ по сравнению с традиционными методами управления двигателем:

• Экономия энергии: Часто это самое убедительное преимущество. Для таких приложений, как насосы и вентиляторы, требуемая мощность пропорциональна кубу снижения скорости (законы сродства). Даже при небольшом уменьшении скорости двигателя потребление энергии резко снижается. Это приводит к существенной экономии средств и сокращению выбросов углекислого газа.

• Улучшение управления процессом: ЧРП обеспечивают точное и бесступенчатое управление скоростью, что позволяет лучше регулировать поток, давление, температуру или любую другую переменную, которой управляет двигатель. Это приводит к более высокому качеству продукции и лучшей стабильности процесса.

• Снижение механического напряжения: A Низковольтный преобразователь частоты обеспечивает возможность плавного запуска, постепенно увеличивая скорость двигателя. Это исключает резкие механические и электрические удары, связанные с запуском «поперек линии», продлевая срок службы двигателя, шестерен, ремней и приводимого оборудования.

• Нижний пиковый спрос: Устраняя высокий пусковой ток во время запуска, частотно-регулируемые приводы помогают предприятиям управлять общим потреблением электроэнергии, что может привести к снижению платы за коммунальные услуги в зависимости от пикового использования.

Рекомендации по проектированию и выбору

При указании Низковольтный преобразователь частоты инженеры учитывают несколько факторов для обеспечения оптимальной производительности и совместимости системы:

• Мощность двигателя (л.с.) и напряжение: VFD must be sized to match the motor's nominal voltage and current ratings.

• Рейтинг корпуса: VFD's enclosure must be suitable for the operating environment (e.g., NEMA 1 for indoor/clean areas, NEMA 4X for washdown/corrosive areas).

• Метод управления: Современные ЧРП используют различные алгоритмы управления, такие как Вольт на герц (В/Гц) , Бездатчиковое векторное управление (SVC) , или Векторное управление потоком , причем последние два обеспечивают больший контроль крутящего момента, особенно на низких скоростях.

• Гармоническое смягчение: switching process inside the VFD can create electrical harmonics that may distort the power quality of the electrical grid. Selecting a drive with built-in or external harmonic filters is often necessary to comply with power quality standards.

В заключение, Низковольтный преобразователь частоты является незаменимой частью промышленной технологии, служащей краеугольным камнем для энергоэффективной работы и точного, динамичного управления процессами во всем спектре моторизованных приложений.