VFD-en 5 sailkapen-metodo nagusi eta haien ezaugarriak

Maiztasun Aldakorreko Unitateak (VFD) Motorren kontrol sistemetan osagai ezinbestekoak dira, eta motor elektrikoen abiadura, momentua eta funtzionamendua erregulatzeko oso erabiliak dira. VFDen sailkapena ulertzea garrantzitsua da errendimenduaren, eraginkortasunaren eta aplikazioaren eskakizunen arabera sistema egokia hautatzeko. Blog-sarrera honetan, VFD mota desberdinak eta haien ezaugarri bereziak aztertuko ditugu, zure motorren kontrol beharretarako irtenbiderik onena aukeratzerakoan erabaki informatua hartzen laguntzeko.

 

1. VFD-en sailkapena maiztasun-bihurketa metodoaren arabera

(1) AC-DC-AC VFD

The AC-DC-AC VFD (zeharkako VFD bezala ere ezaguna) Sare elektrikotik datorren korronte alternoko sarrera korronte zuzentzaile baten bidez korronte zuzentzaile bihurtuz funtzionatzen du. Ondoren, tentsio zuzen hori berriro korronte alternoko bihurtzen da inbertsore baten bidez, maiztasunaren eta tentsioaren gaineko kontrola eskainiz. Metodo hau oso erabilia da motorraren abiadura eta tentsio maila ugari kudeatzeko duen moldakortasunagatik. Oinarrizko printzipioa 1-1 irudian ageri da.

 

1-1 irudia AC-DC-AC VFD

 

(2) AC-AC VFD

The AC-AC VFD (zuzeneko VFD) egoera batzuetan eraginkorragoa da, zuzenean korronte alternoa irteera korronte alterno bihurtzen baitu maiztasun eta tentsio aldakorrekoa. AC-AC VFD-ren oinarrizko printzipioa 1-2 irudian ageri da. Sistemak bi tiristore zuzentzaile multzo ditu, alderantzizko paraleloan konektatuta. Multzo positiboak eta alderantzizkoak aldizka aldatzen dira, uo irteerako tentsio alternoa emanez kargan zehar.

 

1-2 irudia AC-AC VFD

1-1 taula AC-AC VFD eta AC-DC-AC VFD arteko ezaugarri nagusien konparaketa

2. VFD-en sailkapena zirkuitu nagusiaren diseinuaren arabera

(1) Tentsio motako VFD

Tentsio motako VFD baten zirkuitu nagusia 1-3 irudian ageri da. VFD mota honetan, Zuzentzaile zirkuituak inbertsiorako behar den tentsio zuzena sortzen du. Bitarteko DC loturako kondentsadore handiek iragazi ondoren, irteera lortzen da. Kondentsadore-iragazki handia dela eta, DC tentsio-uhinaren forma nahiko laua da, eta kasu ideal batean, barne-erresistentzia zero duen tentsio-iturri gisa har daiteke. Tentsio-motako VFD baten AC tentsio-irteerako uhin-forma normalean uhin karratua edo eskailera-uhin bat da. VFD orokorretan erabili ohi da alderantzizko funtzionamendua edo azelerazio/desazelerazio azkarra behar ez dutenak.

1-3 irudia Tentsio motako VFD baten zirkuitu nagusia

(2) Korronte motako VFD

Korronte motako VFD baten zirkuitu nagusia 1-4 irudian ageri da. Bere ezaugarria hau da: iragazketarako tarteko DC loturan induktore handiak erabiltzea. Korronte zuzeneko uhin-forma nahiko laua da induktoreagatik. Beraz, korronte zuzeneko iturriaren barne-inpedantzia handia da eta korronte-iturri gisa hurbildu daiteke. Irteerako korronte alternoko uhin-forma normalean uhin karratua edo eskailera-uhin bat da. Korronte-motako VFD-en abantaila nagusia lau koadranteko funtzionamendua ahalbidetzen dutela da, energia-berrikuspena elikatze-iturrira ahalbidetuz. Karga-zirkuitulaburreko kasuetan ere errazagoak dira maneiatzen, eta horrek... maiz itzulgarriak diren edo edukiera handiko VFDetarako egokia.

1-4 irudia Korronte motako VFD baten zirkuitu nagusia

Korronte motako eta tentsio motako VFD-en arteko ezaugarri nagusien konparaketa 1-2 taulan ageri da.

 

3. VFD-en sailkapena tentsioaren doikuntza-metodoaren arabera

(1) PAM VFD (Pultsu Anplitude Modulazioa)

Pultsu Anplitude Modulazioa (PAM) U tentsioaren anplitudea aldatuz irteera doitzen duen metodo bat da_d edo uneko iturria I_d Metodo honetan, inbertsoreak irteerako maiztasuna bakarrik doitzen du, eta zuzentzaileak irteerako tentsioa edo korrontea kontrolatzen du. Tentsioaren doikuntza aplikatzen denean, VFD-aren irteerako tentsioaren uhin-forma 1-5 irudian ageri da.
Zirkuitu nagusia PAM bidez kontrolatutako VFD 1-5a irudian ageri da.

PAM zirkuitu tarteko tentsio aldakorra duten VFD-etan erabiltzen da. Maiztasuna kontrolatzerakoan, irteerako tentsioaren maiztasuna inbertsorearen lan-zikloa aldatuz doitzen da. Lan-ziklo bakoitzean, potentzia-kommutazio gailuak hainbat aldiz piztu eta itzali egiten dira. PAM-en zirkuituaren inplementazioa nahiko konplexua denez, zuzentzailea eta inbertsorearen aldibereko kontrola behar du, eta tiristorearen zuzenketaren ondorengo batez besteko DC tentsioak ez duenez harreman linealik fase-aldaketa angeluarekin, zuzenketa eta inbertsioa koordinatzea nahiko zaila da. Arrazoi hauengatik, modulazio-metodo hau ez da normalean erabiltzen.

(2) PWM eta SPWM VFD (Pultsu Zabalera Modulazioa eta Sinu Pultsu Zabalera Modulazioa)

Pultsu Zabalera Modulazioa (PWM) irteerako uhin-formaren ziklo batean hainbat pultsu sortzen ditu, uhin-forma sinusoidal baten antzekoa eginez. Horren ondorioz, irteera leunagoa harmoniko gutxiagorekinZirkuitu nagusia PWM bidez kontrolatutako VFD 1-5b irudian ageri da. PWM gehiago sailka daiteke pultsu-zabalera finkoko PWM eta uhin sinusoidaleko PWM (SPWM).

1-5 irudia PAM eta PWM kontrol zirkuitu nagusia irteerako tentsio uhin-formarekin
a) PAM Kontrol Zirkuitu Nagusia b) PWM Kontrol Zirkuitu Nagusia

 

4. Kontrol metodoaren arabera sailkatutako VFDak

Indukzio-motor bat VFD batekin doitzen denean, VFD-ak hornidura-tentsioa, korrontea eta maiztasuna kontrola ditzake motorraren ezaugarrien arabera. VFD-en errendimendua, ezaugarriak eta aplikazioa aldatu egiten dira erabilitako kontrol-metodoaren arabera. Beraz, VFD-ak kontrol-metodoaren arabera ere sailka daitezke.

(1) U/f Kontrol VFD (VVVF Kontrola)

U/f kontrol metodoa, izenez ere ezaguna VVVF (Tentsio Aldakorreko Maiztasun Aldakorreko) kontrola, kontrolatzea dakar VFD-aren tentsio eta maiztasun irteerak mantentzeko. U/f erlazio konstanteaMetodo honek oinarrizko maiztasunaren azpitik momentu konstantea eta oinarrizko maiztasunaren gainetik potentzia konstantea ahalbidetzen ditu. U/f kontrol VFD-en kontrol-zirkuituaren kostua nahiko baxua da, eta horrek zehaztasun-eskakizun gutxiago dituzten helburu orokorreko VFD-etarako egokiak bihurtzen ditu.

(2) Irristatze-maiztasunaren kontrola VFD

Irristadura-maiztasunaren kontrola U/f kontrolaren hobekuntza bat da. Metodo hau erabiltzen duten VFD-etan, bihurgailuak abiadura-feedback kontrol-sistema itxi bat osatzen du motorrarekin eta abiadura-sentsore batekin. Bihurgailuaren irteera-maiztasuna automatikoki ezartzen da motorraren benetako abiaduraren eta irristadura-maiztasunaren arabera, irteerako momentua kontrolatzea ahalbidetuz abiadura erregulatzen den bitartean. Kontrol-metodo hau begizta itxiko kontrola da, beraz, U/f kontrol-metodoarekin alderatuta, abiadura-zehaztasun handiagoa eta momentu-ezaugarri hobeak mantendu ditzake karga-aldaketa nabarmenak daudenean ere. Hala ere, kontrol-metodo honek abiadura-sentsore bat motorrean instalatu behar denez eta irristadura motorraren ezaugarrien arabera doitu behar denez, bere moldakortasuna nahiko txikia da.

(3) Bektoreen Kontrol VFD

Bektore-kontrolaren printzipioa AC indukzio-motor baten estatore-korrontea bi osagaitan deskonposatzea da: magnetizazio-korrontea (fluxua sortzen duena) eta momentua sortzen duen korrontea. Bi osagaiak bereizita kontrolatzen dira. Bektore-kontrolak nabarmen hobetzen du errendimendu dinamikoa eta momentuaren kontrol zehatzagoa ahalbidetzen du, DC motorraren abiadura-kontrol sistemekin parekagarria bihurtuz. Bektoreen kontroleko VFDak zehaztasun-kontroleko aplikazioetan oso erabiliak dira.

 

5. VFD-en sailkapena aplikazioaren arabera

(1) Helburu orokorreko VFD

Helburu orokorreko VFDak indukzio-motor estandarren abiadura doi dezake. Bi motatan sailka daitezke: kostu baxuko VFD sinpleak helburu orokorrekoak eta errendimendu handiko funtzio anitzeko helburu orokorreko VFDak.

VFD sinpleak energia aurrezteko diseinatuta daude eta batez ere ponpa eta haizagailu bezalako aplikazioetan erabiltzen dira, non abiadura-kontrolaren errendimendu-eskakizunak ez diren altuak. Tamaina trinkoa eta kostu txikiagoa bezalako abantailak eskaintzen dituzte.

Errendimendu handiko funtzio anitzeko VFDak hainbat behar asetzeko diseinatuta daude, hardware eta software ezaugarri aurreratuagoekin. Garraio-makinak, altxagailuak, makina-erremintak eta ibilgailu elektrikoak bezalako aplikazioetarako egokiak dira, non errendimendu eta funtzionaltasun handiagoa behar den.

(2) Errendimendu handiko VFD dedikatua

Errendimendu handiko VFD dedikatuek bektore-kontrola erabiltzen dute DC motorraren abiadura-kontrol sistemen parekoa edo gainditzen duen errendimendua emateko. VFD hauek normalean industria espezifikoetarako diseinatuta daude, hala nola metalurgia, CNC makinak eta igogailuak, non errendimendua eta kostu-eraginkortasuna optimizatu behar diren.

(3) Maiztasun handiko VFD

Maiztasun handiko VFDak abiadura handiko motorrak kontrolatzeko erabiltzen dira ultra-zehaztasuna behar duten aplikazioetan, hala nola goi-mailako mekanizazioan.

(4) Fase bakarreko eta hiru faseko VFD

Azkenik, VFDak fase bakarreko eta hiru faseko bertsioetan daude eskuragarri, kontrolatzeko diseinatuta dauden motor motaren arabera. Desberdintasun nagusia zirkuituaren diseinuan datza, hiru faseko VFDek eraginkortasun handiagoa eskaintzen baitute gaitasun handiko aplikazioetarako.

 

VFD-en zirkuituaren egitura eta funtzionamendu-printzipioa ikusteko, jo hona: Helburu Orokorreko VFD Oinarriak: Egitura eta Funtzionamendu Printzipioa.

 

Ondorioa:

Motorra kontrolatzeko irtenbide egokia aukeratzeko, ezinbestekoa da VFDen sailkapen eta ezaugarri desberdinak ulertzea. Erabilera orokorrerako VFD kostu-eraginkor baten bila bazabiltza edo zehaztasun-kontrolerako errendimendu handiko unitate baten bila bazabiltza, behar espezifikoak asetzeko diseinatutako VFD sorta zabala dago. Maiztasun-bihurketa metodoak, tentsio-doikuntza teknikak, kontrol-metodoak eta aplikazio-eskakizunak bezalako faktoreak kontuan hartuta, aukera informatua egin dezakezu zure motor-sistemetarako errendimendu eta energia-eraginkortasun optimoa bermatzen duena.