Basisprinsipes fan algemiene VFD's: Struktuer en wurkprinsipe
Fariabele frekwinsje-oandriuwingen (VFD's) spylje in fitale rol yn moderne yndustriële automatisearring troch de snelheid fan motors te kontrolearjen, enerzjy-effisjinsje te ferbetterjen en fleksibele operaasje te leverjen. Under ferskate soarten VFD's falle algemiene VFD's op fanwegen har alsidichheid en fermogen om te wurkjen mei in breed oanbod fan lytse en middelgrutte motors. Yn dizze post sille wy djipper yngean op 'e basisstruktuer en it wurkprinsipe fan in algemiene VFD, wêrtroch jo better begripe kinne hoe't it funksjonearret en wat syn komponinten binne.
1. Basisstruktuer fan in algemiene VFD
In algemien doel VFD is in alsidich apparaat dat kin brûkt wurde mei hast alle lytse en middelgrutte AC asynchrone motors. Hoewol't der in soad spesjalisearre VFD's binne, binne de measten dêrfan basearre op algemiene VFD's mei ekstra funksjes. Begrip fan hoe't algemiene VFD's wurkje makket it makliker om oare soarten VFD's te behanneljen, om't har ynstallaasje, operaasje en ûnderhâld tige ferlykber binne.
In algemiene VFD bestiet út twa haadûnderdielen: it stroomsirkwy en it kontrôlesirkwy. Lytse en middelgrutte VFD's brûke typysk in AC-DC-AC-konfiguraasje, lykas werjûn yn it diagram (figuer 1).
Figuer 1. Blokdiagram fan in AC-DC-AC VFD
(1) Stroomkring
It stroomsirkwy fan in algemiene VFD wurdt werjûn yn figuer 2. It omfettet stroomelektronyske komponinten dy't stroomkonverzje behannelje, lykas gelijkrichter-, filter-, stroombegrenzings-, omvormer-, frijrinnende en remsirkwy's.
Figuer 2. AC-DC VFD haadsirkwy
- Gelijkrichtercircuit: Dit konvertearret wikselstroom nei gelijkstroom. In trijefase-brêgegelijkrichter wurdt faak brûkt yn lytse en middelgrutte VFD's, mei diodes (VD1 oant VD6) of gelijkrichtermodules. De ynfierkrêft komt fan terminals R, S, T (L1, L2, L3, of A, B, C).
Filtersirkwy: It filtersirkwy makket de gelijkstroom glêd troch kondensatoren te brûken. Kondensatoren CF1 en CF2 binne ferbûn om de totale kapasiteit te fergrutsjen, wylst wjerstannen RC1 en RC2 de spanning balansearje. - Stroombeheinende circuit: Dit circuit beheint de stroom om oerlêst te foarkommen. It omfettet in wjerstân (RS) en in skeakel (S), mei in tyristor of relais dy't brûkt wurdt yn lytsere VFD's.
Omvormerkring: De omvormer, makke fan krêftelektronyske apparaten (VT1 oant VT6), konvertearret de gelijkstroom yn trijefase wikselstroom. Dizze wikselstroom wurdt dan nei de motor stjoerd. - Frijwielend sirkwy: Dit sirkwy (VD7 oant VD12) helpt om reaktive stroom fan 'e motor werom te bringen nei it gelijkstroomsirkwy. As de motor stadiger wurdt, lit dit sirkwy de regenerearre enerzjy fan 'e motor werom streame yn it gelijkstroomsirkwy.
- Remkring: As de motor fertraget, absorbearret it remsirkwy de regenerative enerzjy en set it om yn waarmte. Dit helpt de motor fluch en effisjint te stopjen. De haadkomponint (RB) absorbearret de enerzjy, en in stroomfoarsjenningsapparaat (VTB) skeakelt it remsirkwy oan of út.
(2) Kontrôlekring
It kontrôlesirkwy fan in VFD wurdt werjûn yn figuer 3.
Figuer 3. Blokdiagram fan it VFD-kontrôlesirkwy
It kontrôlesirkwy omfettet de stroomfoarsjenningsboerd, de haadkontrôleboerd, it toetseboerd en de ynfier-/útfierterminals.
- Stromfoarsjenningsboerd: Dit leveret de nedige stroom foar it haadkontrôleboerd en driuwt it stroomsirkwy oan. It leveret ek gelijkstroom oan eksterne kontrôlesirkwy's.
- Haadkontrôleboerd: Dit is it "brein" fan 'e VFD. It ferwurket ynfier fan it toetseboerd, eksterne kontrôlesirkwy's en ynterne sinjalen (lykas spanning, stroom en temperatuer). It genereart dan kontrôlesinjalen (SPWM) foar de omvormer. De haadkontrôlekaart beheart ek de displaysinjalen, beskermingskommando's en stjoert sinjalen oer de status fan 'e VFD (bygelyks normale operaasje, berikte frekwinsje, foutdeteksje).
- Toetseboerd: Mei it toetseboerd kin de brûker kommando's of ynstellings ynfiere yn it haadkontrôleboerd.
- Ynfier-/útfierterminals: Dizze terminals ferbine de VFD mei eksterne apparaten lykas display-ienheden, oanpassingskontrôles (bygelyks knoppen, skeakels, knoppen) en kommunikaasje-ynterfaces. De kommunikaasje-ynterface lit de VFD ynteraksje mei oare apparatuer, lykas PLC's, en ynformaasje útwikselje.
2. Wurkprinsipe fan in fariabele frekwinsje-oandriuwing (VFD)
It wurkprinsipe fan in AC-DC-AC type VFD wurdt útlein mei ferwizing nei it blokdiagram yn figuer 1.
De trijefase wikselstroom wurdt earst omset yn pulsearjende gelijkstroom troch it gelijkrichtersirkwy. Dizze gelijkstroom wurdt dan filtere troch it tuskensirkwy om te soargjen dat sawol de omvormer as de kontrôlesirkwy's in stabile gelijkstroomfoarsjenning krije. De filtere gelijkstroom wurdt nei it omvormersirkwy stjoerd, wylst it kontrôlesysteem oandriuwpulsen genereart. Dizze pulsen wurde fersterke troch it oandriuwsirkwy en nei it omvormersirkwy stjoerd. Under de kontrôle fan 'e oandriuwpulsen konvertearret de omvormer de gelijkstroom yn wikselstroom mei fariabele frekwinsje, dy't dan oan 'e motor levere wurdt om dy oan te driuwen. Troch de frekwinsje fan 'e wikselstroomútfier fan 'e omvormer oan te passen, feroaret de motorsnelheid dêrop.
Omdat it haadsirkwy ûnder hege spanning en hege stroomomstannichheden, beskerming is essensjeel. Om it sirkwy te beskermjen, binne VFD's foarsjoen fan spannings- en stroomdeteksjesirkwy's foar it haadstroomsirkwy. As de spanning te heech of te leech is, ynformearret it spanningsdeteksjesirkwy it kontrôlesirkwy. Nei ûntfangst fan dizze ynformaasje nimt it kontrôlesirkwy passende aksje neffens it ynstelde programma, lykas it stopjen fan it haadsirkwy en it útjaan fan in alarm.
Op deselde wize, as de útgongsstroom feilige limiten oerskriuwt (bygelyks as de motor oerladen is), generearje de stroomdeteksje-eleminten of -circuits in oerstreamsignaal. Nei't it stroomdeteksjecircuit dit sinjaal ferwurke hat, wurdt it nei it kontrôlecircuit stjoerd. It kontrôlecircuit nimt dan de nedige aksjes neffens it foarôf ynstelde programma.
Konklúzjend, it begripen fan 'e struktuer en it wurkprinsipe fan in algemiene VFD is de kaai foar it maksimalisearjen fan syn effisjinsje en it garandearjen fan syn lange libben. De kombinaasje fan it stroomsirkwy en it kontrôlesirkwy stelt de VFD yn steat om wikselstroom effisjint om te setten yn wikselstroom mei fariabele frekwinsje foar motorsnelheidskontrôle, wylst ynboude beskermingsfunksjes feilige wurking garandearje. Oft jo no motorprestaasjes wolle optimalisearje of enerzjyferbrûk wolle ferminderje, in algemiene VFD is in fleksibele en betroubere kar foar jo yndustriële behoeften.