როგორ აკონტროლოთ ძრავა სიხშირის გადამყვანით

სიხშირის გადამყვანი არის ტექნოლოგია, რომელიც ელექტრო სამუშაოების შესრულებისას უნდა იყოს დაუფლებული. სიხშირის გადამყვანის გამოყენება ძრავის სამართავად ელექტრო მართვის გავრცელებული მეთოდია; ზოგიერთი მათგანი ასევე მოითხოვს მათი გამოყენების უნარს.

1. უპირველეს ყოვლისა, რატომ უნდა გამოვიყენოთ სიხშირის გადამყვანი ძრავის სამართავად?

ძრავა ინდუქციური დატვირთვაა, რაც ხელს უშლის დენის ცვლილებას და გაშვებისას დენის დიდ ცვლილებას გამოიწვევს.

ინვერტორი არის ელექტროენერგიის მართვის მოწყობილობა, რომელიც იყენებს ნახევარგამტარული მოწყობილობების ჩართვა-გამორთვის ფუნქციას სამრეწველო სიხშირის კვების წყაროს სხვა სიხშირეზე გადასაყვანად. იგი ძირითადად შედგება ორი სქემისგან, ერთი არის მთავარი წრედი (გამასწორებელი მოდული, ელექტროლიტური კონდენსატორი და ინვერტორული მოდული), ხოლო მეორე არის მართვის წრედი (გადართვის კვების წყაროს დაფა, მართვის სქემის დაფა).

ძრავის, განსაკუთრებით მაღალი სიმძლავრის ძრავის, საწყისი დენის შესამცირებლად, რაც უფრო დიდია სიმძლავრე, მით უფრო დიდია საწყისი დენი. გადაჭარბებული საწყისი დენი უფრო მეტ დატვირთვას მოუტანს ელექტროენერგიის მიწოდებას და განაწილების ქსელს. სიხშირის გადამყვანს შეუძლია გადაჭრას ეს დაწყების პრობლემა და ძრავას შეუფერხებლად ჩართვის საშუალება მისცეს, ზედმეტი საწყისი დენის გამოწვევის გარეშე.

სიხშირის გადამყვანის გამოყენების კიდევ ერთი ფუნქციაა ძრავის სიჩქარის რეგულირება. ბევრ შემთხვევაში, წარმოების უკეთესი ეფექტურობის მისაღწევად აუცილებელია ძრავის სიჩქარის კონტროლი და სიხშირის გადამყვანის სიჩქარის რეგულირება ყოველთვის მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი უპირატესობა იყო. სიხშირის გადამყვანი აკონტროლებს ძრავის სიჩქარეს კვების წყაროს სიხშირის შეცვლით.

2. რა არის ინვერტორული მართვის მეთოდები?

ინვერტორული ძრავების მართვის ხუთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდი შემდეგია:

ა. სინუსოიდური პულსის სიგანის მოდულაციის (SPWM) მართვის მეთოდი

მისი მახასიათებლებია მარტივი მართვის წრედის სტრუქტურა, დაბალი ღირებულება, კარგი მექანიკური სიმტკიცე და შეუძლია დააკმაყოფილოს ზოგადი ტრანსმისიის სიჩქარის გლუვი რეგულირების მოთხოვნები. იგი ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიის სხვადასხვა სფეროში.

თუმცა, დაბალ სიხშირეებზე, დაბალი გამომავალი ძაბვის გამო, ბრუნვის მომენტზე მნიშვნელოვნად მოქმედებს სტატორის წინაღობის ძაბვის ვარდნა, რაც ამცირებს მაქსიმალურ გამომავალ ბრუნვას.

გარდა ამისა, მისი მექანიკური მახასიათებლები არ არის ისეთი ძლიერი, როგორც მუდმივი დენის ძრავების, ხოლო მისი დინამიური ბრუნვის მომენტის ტევადობა და სტატიკური სიჩქარის რეგულირების მახასიათებლები არ არის დამაკმაყოფილებელი. გარდა ამისა, სისტემის მუშაობა არ არის მაღალი, მართვის მრუდი იცვლება დატვირთვის მიხედვით, ბრუნვის მომენტის რეაქცია ნელია, ძრავის ბრუნვის მომენტის გამოყენების მაჩვენებელი არ არის მაღალი და მუშაობა მცირდება დაბალი სიჩქარით სტატორის წინააღმდეგობისა და ინვერტორული მკვდარი ზონის ეფექტის არსებობის გამო, ხოლო სტაბილურობა უარესდება. ამიტომ, ადამიანებმა შეისწავლეს ვექტორული მართვის ცვლადი სიხშირის სიჩქარის რეგულირება.

B. ძაბვის სივრცის ვექტორის (SVPWM) კონტროლის მეთოდი

ის ეფუძნება სამფაზიანი ტალღის ფორმის საერთო გენერაციის ეფექტს, ძრავის ჰაერის უფსკრულის იდეალურ წრიული მბრუნავი მაგნიტური ველის ტრაექტორიასთან მიახლოების მიზნით, ერთდროულად სამფაზიანი მოდულაციის ტალღის ფორმის გენერირებით და მისი კონტროლით წრესთან მიახლოებული ჩახაზული პოლიგონის გზით.

პრაქტიკული გამოყენების შემდეგ, ის გაუმჯობესდა, კერძოდ, სიჩქარის კონტროლის შეცდომის აღმოსაფხვრელად დანერგილია სიხშირის კომპენსაცია; დაბალი სიჩქარით სტატორის წინაღობის გავლენის აღმოსაფხვრელად უკუკავშირის მეშვეობით ნაკადის ამპლიტუდის შეფასება; დინამიური სიზუსტისა და სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად გამომავალი ძაბვისა და დენის მარყუჟის დახურვა. თუმცა, მართვის წრედის მრავალი კავშირი არსებობს და ბრუნვის მომენტის რეგულირება არ არის დანერგილი, ამიტომ სისტემის მუშაობა ფუნდამენტურად არ გაუმჯობესებულა.

C. ვექტორული კონტროლის (VC) მეთოდი

არსი მდგომარეობს ცვლადენოვანი ძრავის მუდმივი დენის ძრავის ეკვივალენტურობის უზრუნველყოფაში და სიჩქარისა და მაგნიტური ველის დამოუკიდებლად კონტროლირებაში. როტორის ნაკადის კონტროლით, სტატორის დენი იშლება ბრუნვის მომენტისა და მაგნიტური ველის კომპონენტების მისაღებად, ხოლო კოორდინატების ტრანსფორმაცია გამოიყენება ორთოგონალური ან განცალკევებული მართვის მისაღწევად. ვექტორული მართვის მეთოდის დანერგვას ეპოქალური მნიშვნელობა აქვს. თუმცა, პრაქტიკულ გამოყენებაში, რადგან როტორის ნაკადის ზუსტად დაკვირვება რთულია, სისტემის მახასიათებლებზე დიდ გავლენას ახდენს ძრავის პარამეტრები და ეკვივალენტური მუდმივი დენის ძრავის მართვის პროცესში გამოყენებული ვექტორული ბრუნვის ტრანსფორმაცია შედარებით რთულია, რაც ართულებს რეალური კონტროლის ეფექტისთვის იდეალური ანალიზის შედეგის მიღწევას.

დ. პირდაპირი ბრუნვის კონტროლის (DTC) მეთოდი

1985 წელს, გერმანიის რურის უნივერსიტეტის პროფესორმა დეპენბროკმა პირველად შემოგვთავაზა ბრუნვის პირდაპირი მართვის სიხშირის გარდაქმნის ტექნოლოგია. ამ ტექნოლოგიამ დიდწილად გადაჭრა ზემოთ ხსენებული ვექტორული მართვის ნაკლოვანებები და სწრაფად განვითარდა ახალი მართვის იდეებით, ლაკონური და მკაფიო სისტემის სტრუქტურით და შესანიშნავი დინამიური და სტატიკური მახასიათებლებით.

ამჟამად, ეს ტექნოლოგია წარმატებით გამოიყენება ელექტროლოკომოტივების მაღალი სიმძლავრის ცვლადი დენის გადაცემის წევისთვის. პირდაპირი ბრუნვის მომენტის კონტროლი პირდაპირ აანალიზებს ცვლადი დენის ძრავების მათემატიკურ მოდელს სტატორის კოორდინატთა სისტემაში და აკონტროლებს ძრავის მაგნიტურ ნაკადს და ბრუნვის მომენტს. მას არ სჭირდება ცვლადი დენის ძრავების გათანაბრება მუდმივ დენის ძრავებთან, რითაც აღმოიფხვრება ვექტორული ბრუნვის ტრანსფორმაციის მრავალი რთული გამოთვლა; მას არ სჭირდება მუდმივ დენის ძრავების მართვის იმიტაცია და არც ცვლადი დენის ძრავების მათემატიკური მოდელის გამარტივება განცალკევებისთვის.

E. მატრიცული AC-AC კონტროლის მეთოდი

VVVF სიხშირის გარდაქმნა, ვექტორული მართვის სიხშირის გარდაქმნა და პირდაპირი ბრუნვის მომენტის მართვის სიხშირის გარდაქმნა AC-DC-AC სიხშირის გარდაქმნის ტიპებია. მათი საერთო ნაკლოვანებებია დაბალი შეყვანის სიმძლავრის კოეფიციენტი, დიდი ჰარმონიული დენი, DC წრედისთვის საჭირო დიდი ენერგიის შენახვის კონდენსატორი და რეგენერაციული ენერგიის ელექტროქსელში დაბრუნების შეუძლებლობა, ანუ მისი ოთხ კვადრანტში მუშაობა შეუძლებელია.

სწორედ ამ მიზეზით შეიქმნა მატრიცული AC-AC სიხშირის გარდაქმნა. ვინაიდან მატრიცული AC-AC სიხშირის გარდაქმნა გამორიცხავს შუალედურ DC ბმულს, ის გამორიცხავს დიდ და ძვირადღირებულ ელექტროლიტურ კონდენსატორს. მას შეუძლია მიაღწიოს 1 სიმძლავრის კოეფიციენტს, სინუსოიდულ შემავალ დენს და შეუძლია მუშაობა ოთხ კვადრანტში, ხოლო სისტემას აქვს მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივე. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ტექნოლოგია ჯერ კიდევ არ არის განვითარებული, ის მაინც იზიდავს ბევრ მეცნიერს სიღრმისეული კვლევის ჩასატარებლად. მისი არსი არ არის დენის, მაგნიტური ნაკადის და სხვა სიდიდეების ირიბად კონტროლი, არამედ ბრუნვის მომენტის, როგორც კონტროლირებადი სიდიდის, პირდაპირ გამოყენება მის მისაღწევად.

3. როგორ მართავს სიხშირის გადამყვანი ძრავას? როგორ არის ეს ორი ერთმანეთთან დაკავშირებული?

ინვერტორის ძრავის მართვის გაყვანილობა შედარებით მარტივია, კონტაქტორის გაყვანილობის მსგავსი, სამი მთავარი ელექტროგადამცემი ხაზით, რომლებიც შედიან და შემდეგ გამოდიან ძრავზე, მაგრამ პარამეტრები უფრო რთულია და ინვერტორის მართვის გზებიც განსხვავებულია.

პირველ რიგში, ინვერტორული ტერმინალისთვის, მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს მრავალი ბრენდი და განსხვავებული გაყვანილობის მეთოდი, ინვერტორების უმეტესობის გაყვანილობის ტერმინალები დიდად არ განსხვავდება. ზოგადად იყოფა წინ და უკან გადამრთველის შეყვანებად, რომლებიც გამოიყენება ძრავის წინ და უკან დაქოქვის გაშვების სამართავად. უკუკავშირის ტერმინალები გამოიყენება ძრავის მუშაობის სტატუსის უკუკავშირისთვის.მათ შორის, მუშაობის სიხშირე, სიჩქარე, გაუმართაობის სტატუსი და ა.შ.

სიჩქარის დაყენების კონტროლისთვის, ზოგიერთი სიხშირის გადამყვანი იყენებს პოტენციომეტრებს, ზოგი კი პირდაპირ ღილაკებს, რომელთაგან ყველა კონტროლდება ფიზიკური გაყვანილობის საშუალებით. კიდევ ერთი გზაა საკომუნიკაციო ქსელის გამოყენება. ბევრი სიხშირის გადამყვანი ამჟამად მხარს უჭერს საკომუნიკაციო კონტროლს. საკომუნიკაციო ხაზის გამოყენება შესაძლებელია ძრავის დაქოქვისა და გაჩერების, წინ და უკან ბრუნვის, სიჩქარის რეგულირების და ა.შ. კონტროლისთვის. ამავდროულად, უკუკავშირის ინფორმაცია ასევე გადაიცემა კომუნიკაციის საშუალებით.

4. რა ემართება ძრავის გამომავალ ბრუნვას, როდესაც მისი ბრუნვის სიჩქარე (სიხშირე) იცვლება?

სიხშირის გადამყვანით მუშაობისას საწყისი და მაქსიმალური ბრუნვის მომენტი უფრო მცირეა, ვიდრე უშუალოდ კვების წყაროთი მუშაობისას.

ძრავას დენის წყაროდან კვებისას დიდი ზემოქმედება აქვს და აჩქარებაზე, თუმცა სიხშირის გადამყვანით კვებისას ეს ზემოქმედება უფრო სუსტია. დენის წყაროსთან პირდაპირი დაქოქვა დიდ სასტარტო დენს წარმოქმნის. სიხშირის გადამყვანის გამოყენებისას, სიხშირის გადამყვანის გამომავალი ძაბვა და სიხშირე თანდათან ემატება ძრავას, ამიტომ ძრავის სასტარტო დენი და დარტყმა უფრო მცირეა. როგორც წესი, ძრავის მიერ გენერირებული ბრუნვის მომენტი სიხშირის შემცირებასთან ერთად (სიჩქარის შემცირებასთან ერთად) მცირდება. შემცირების ფაქტობრივი მონაცემები ახსნილი იქნება სიხშირის გადამყვანის ზოგიერთ სახელმძღვანელოში.

ჩვეულებრივი ძრავა შექმნილი და წარმოებულია 50 ჰერციანი ძაბვისთვის და მისი ნომინალური ბრუნვის მომენტიც მოცემულია ამ ძაბვის დიაპაზონში. ამიტომ, ნომინალურ სიხშირეზე დაბალი სიჩქარის რეგულირებას მუდმივი ბრუნვის მომენტის სიჩქარის რეგულირება ეწოდება. (T=Te, P<=Pe)

როდესაც სიხშირის გადამყვანის გამომავალი სიხშირე 50 ჰერცზე მეტია, ძრავის მიერ გენერირებული ბრუნვის მომენტი მცირდება სიხშირის უკუპროპორციული წრფივი დამოკიდებულებით.

როდესაც ძრავა მუშაობს 50 ჰერცზე მეტი სიხშირით, ძრავის დატვირთვის ზომა უნდა იქნას გათვალისწინებული, რათა თავიდან იქნას აცილებული ძრავის გამომავალი ბრუნვის არასაკმარისი რაოდენობა.

მაგალითად, 100 ჰერცზე ძრავის მიერ გენერირებული ბრუნვის მომენტი მცირდება 50 ჰერცზე გენერირებული ბრუნვის მომენტის დაახლოებით 1/2-მდე.

ამიტომ, ნომინალურ სიხშირეზე მაღლა სიჩქარის რეგულირებას მუდმივი სიმძლავრის სიჩქარის რეგულირება ეწოდება. (P=Ue*Ie).

5. სიხშირის გადამყვანის გამოყენება 50 ჰერცზე მეტი სიხშირის სიხშირეზე

კონკრეტული ძრავისთვის, მისი ნომინალური ძაბვა და ნომინალური დენი მუდმივია.

მაგალითად, თუ ინვერტორის და ძრავის ნომინალური მნიშვნელობებია: 15 კვტ/380 ვ/30 ა, ძრავას შეუძლია 50 ჰერცზე მეტი სიხშირით მუშაობა.

როდესაც სიჩქარე 50 ჰერცია, ინვერტორის გამომავალი ძაბვა 380 ვოლტია, ხოლო დენი 30 ა. ამ დროს, თუ გამომავალი სიხშირე 60 ჰერცამდე გაიზრდება, ინვერტორის მაქსიმალური გამომავალი ძაბვა და დენი შეიძლება იყოს მხოლოდ 380 ვ/30 ა. ცხადია, გამომავალი სიმძლავრე უცვლელი რჩება, ამიტომ მას მუდმივი სიმძლავრის სიჩქარის რეგულირებას ვუწოდებთ.

როგორია ბრუნვის მომენტი ამ დროს?

რადგან P=wT(w; კუთხური სიჩქარე, T: ბრუნვის მომენტი), რადგან P უცვლელი რჩება და w იზრდება, ბრუნვის მომენტი შესაბამისად შემცირდება.

ამას სხვა კუთხითაც შეგვიძლია შევხედოთ:

ძრავის სტატორის ძაბვაა U=E+I*R (I არის დენი, R არის ელექტრონული წინააღმდეგობა და E არის ინდუცირებული პოტენციალი).

ჩანს, რომ როდესაც U და I არ იცვლება, E-ც არ იცვლება.

და E=k*f*X (k: მუდმივი; f: სიხშირე; X: მაგნიტური ნაკადი), ამიტომ, როდესაც f იცვლება 50–>60 ჰც-დან, X შესაბამისად შემცირდება.

ძრავისთვის T=K*I*X (K: მუდმივი; I: დენი; X: მაგნიტური ნაკადი), ამიტომ ბრუნვის მომენტი T შემცირდება მაგნიტური ნაკადის X შემცირებასთან ერთად.

ამავდროულად, როდესაც ის 50 ჰერცზე ნაკლებია, რადგან I*R ძალიან მცირეა, როდესაც U/f=E/f არ იცვლება, მაგნიტური ნაკადი (X) მუდმივია. ბრუნვის მომენტი T პროპორციულია დენის. სწორედ ამიტომ, ინვერტორის გადატვირთვის (ბრუნვის მომენტის) ტევადობის აღსაწერად ჩვეულებრივ გამოიყენება გადატვირთვის (ბრუნვის მომენტის) ტევადობა და მას მუდმივი ბრუნვის მომენტის სიჩქარის რეგულირება ეწოდება (ნომინალური დენი უცვლელი რჩება -> მაქსიმალური ბრუნვის მომენტი უცვლელი რჩება).

დასკვნა: როდესაც ინვერტორის გამომავალი სიხშირე 50 ჰერცზე მეტიდან იზრდება, ძრავის გამომავალი ბრუნვის მომენტი შემცირდება.

6. გამომავალი ბრუნვის მომენტთან დაკავშირებული სხვა ფაქტორები

სითბოს გენერაციისა და სითბოს გაფრქვევის სიმძლავრე განსაზღვრავს ინვერტორის გამომავალი დენის სიმძლავრეს, რითაც გავლენას ახდენს ინვერტორის გამომავალი ბრუნვის მომენტზე.

1. გადამტანი სიხშირე: ინვერტორზე მონიშნული ნომინალური დენი, როგორც წესი, არის მნიშვნელობა, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს უწყვეტი გამომავალი დენი ყველაზე მაღალი გადამტანი სიხშირისა და ყველაზე მაღალი გარემოს ტემპერატურის პირობებში. გადამტანი სიხშირის შემცირება გავლენას არ მოახდენს ძრავის დენზე. თუმცა, კომპონენტების სითბოს გამომუშავება შემცირდება.

2. გარემოს ტემპერატურა: ისევე, როგორც ინვერტორის დაცვის დენის მნიშვნელობა არ გაიზრდება, როდესაც გარემოს ტემპერატურა შედარებით დაბალია.

3. სიმაღლე: სიმაღლის მატება გავლენას ახდენს სითბოს გაფრქვევასა და იზოლაციის მახასიათებლებზე. როგორც წესი, მისი იგნორირება შესაძლებელია 1000 მეტრზე ქვემოთ და სიმძლავრე შეიძლება შემცირდეს 5%-ით ყოველ 1000 მეტრზე ზემოთ.

7. რა არის სიხშირის გადამყვანისთვის შესაფერისი სიხშირე ძრავის სამართავად?

ზემოთ მოცემული შეჯამებიდან გავიგეთ, თუ რატომ გამოიყენება ინვერტორი ძრავის სამართავად და ასევე გავიგეთ, თუ როგორ აკონტროლებს ინვერტორი ძრავას. ინვერტორი აკონტროლებს ძრავას, რაც შეიძლება შეჯამდეს შემდეგნაირად:

პირველ რიგში, ინვერტორი აკონტროლებს ძრავის სასტარტო ძაბვას და სიხშირეს გლუვი გაშვებისა და გლუვი გაჩერების მისაღწევად;

მეორეც, ინვერტორი გამოიყენება ძრავის სიჩქარის რეგულირებისთვის, ხოლო ძრავის სიჩქარე რეგულირდება სიხშირის შეცვლით.

Anhui Mingteng-ის მუდმივი მაგნიტის ძრავაპროდუქტები ინვერტორით კონტროლდება. 25%-120%-იანი დატვირთვის დიაპაზონში, მათ აქვთ უფრო მაღალი ეფექტურობა და უფრო ფართო სამუშაო დიაპაზონი, ვიდრე იგივე სპეციფიკაციების ასინქრონულ ძრავებს და აქვთ მნიშვნელოვანი ენერგოდაზოგვის ეფექტი.

ჩვენი პროფესიონალი ტექნიკოსები შეარჩევენ უფრო შესაფერის ინვერტორს კონკრეტული სამუშაო პირობებისა და მომხმარებლის რეალური საჭიროებების შესაბამისად, რათა მიაღწიონ ძრავის უკეთეს კონტროლს და მაქსიმალურად გაზარდონ მისი მუშაობა. გარდა ამისა, ჩვენი ტექნიკური მომსახურების განყოფილებას შეუძლია დისტანციურად დაეხმაროს მომხმარებლებს ინვერტორის ინსტალაციასა და გამართვაში, ასევე განახორციელოს ყოვლისმომცველი შემდგომი შემოწმება და მომსახურება გაყიდვამდე და გაყიდვის შემდეგ.

საავტორო უფლებები: ეს სტატია წარმოადგენს WeChat-ის საჯარო ნომრის „ტექნიკური ტრენინგის“ გადაბეჭდვას, ორიგინალი ბმული https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA

ეს სტატია არ ასახავს ჩვენი კომპანიის შეხედულებებს. თუ თქვენ გაქვთ განსხვავებული მოსაზრებები ან შეხედულებები, გთხოვთ, შეგვასწოროთ!