Viendeshi vya Masafa Vinavyobadilika (VFDs) ni vipengele muhimu katika mifumo ya udhibiti wa magari, vinavyotumika sana kudhibiti kasi, torque, na uendeshaji wa mota za umeme. Kuelewa uainishaji wa VFD ni muhimu kwa kuchagua mfumo sahihi kulingana na utendaji, ufanisi, na mahitaji ya matumizi. Katika chapisho hili la blogu, tutachambua aina tofauti za VFD na sifa zao za kipekee, na kukusaidia kufanya uamuzi sahihi wakati wa kuchagua suluhisho bora kwa mahitaji yako ya udhibiti wa magari.

1. Uainishaji wa VFD kwa Mbinu ya Ubadilishaji wa Mara kwa Mara

(1) AC-DC-AC VFD

Ya AC-DC-AC VFD (pia inajulikana kama VFD isiyo ya moja kwa moja) hufanya kazi kwa kubadilisha ingizo la AC kutoka gridi ya taifa hadi DC kupitia kirekebishaji. Volti hii ya DC kisha hubadilishwa kuwa AC kupitia kibadilishaji, na kutoa udhibiti wa masafa na volteji. Njia hii hutumika sana kutokana na uhodari wake katika kudhibiti kasi mbalimbali za injini na viwango vya volteji. Kanuni ya msingi imeonyeshwa katika Mchoro 1-1.

Mchoro 1-1 AC-DC-AC VFD

(2) AC-AC VFD

Ya AC-AC VFD (VFD ya moja kwa moja) Ina ufanisi zaidi katika hali fulani, kwani hubadilisha moja kwa moja nguvu ya AC kuwa pato la AC kwa masafa na volteji zinazobadilika. Kanuni ya msingi ya AC-AC VFD imeonyeshwa kwenye Mchoro 1-2. Mfumo huu una seti mbili za virekebishaji vya thyristor vilivyounganishwa kwa sambamba ya kinyume. Seti chanya na za kinyume hubadilika mara kwa mara, na kutoa volteji ya pato inayobadilika uo kwenye mzigo.

Mchoro 1-2 AC-AC VFD

Jedwali 1-1 Ulinganisho wa Sifa Kuu Kati ya AC-AC VFD na AC-DC-AC VFD

2. Uainishaji wa VFD kwa Usanifu Mkuu wa Saketi

(1) VFD ya aina ya Voltage

Saketi kuu ya VFD ya aina ya volteji imeonyeshwa kwenye Mchoro 1-3. Katika aina hii ya VFD, Saketi ya kirekebishaji hutoa voltage ya DC inayohitajika kwa ubadilishajiBaada ya kuchuja kwa kutumia capacitors kubwa katika kiungo cha kati cha DC, matokeo hupatikana. Kwa sababu ya kichujio kikubwa cha capacitor, umbo la wimbi la volteji ya DC ni tambarare kiasi, na katika hali bora, linaweza kuchukuliwa kama chanzo cha volteji bila upinzani wa ndani kabisa. Umbo la wimbi la volteji ya AC ya pato la VFD ya aina ya volteji kwa kawaida huwa ni wimbi la mraba au ngazi, hutumika sana katika VFD za jumla ambazo hazihitaji operesheni ya nyuma au kuongeza kasi/kupunguza kasi ya kasi.

Mchoro 1-3 Mzunguko Mkuu wa VFD ya aina ya Voltage

(2) VFD ya aina ya sasa

Saketi kuu ya VFD ya aina ya mkondo imeonyeshwa kwenye Mchoro 1-4. Kipengele chake ni matumizi ya inductors kubwa katika kiungo cha kati cha DC kwa ajili ya kuchuja. Umbo la wimbi la mkondo wa DC ni tambarare kiasi kutokana na kichocheo. Kwa hivyo, kizuizi cha ndani cha chanzo cha DC ni cha juu na kinaweza kukadiriwa kama chanzo cha mkondo. Umbo la wimbi la mkondo wa AC wa pato kwa kawaida huwa wimbi la mraba au ngazi. Faida kuu ya VFD za aina ya mkondo ni kwamba huruhusu uendeshaji wa robo nne, na kuwezesha mrejesho wa nishati kwa chanzo cha umeme. Pia ni rahisi kushughulikia katika visa vya saketi fupi za mzigo, na kuzifanya inafaa kwa VFD zinazoweza kurekebishwa mara kwa mara au zenye uwezo mkubwa.

Mchoro 1-4 Mzunguko Mkuu wa VFD ya Aina ya Mkondo

Ulinganisho wa sifa kuu kati ya VFD za aina ya mkondo na aina ya volteji umeonyeshwa katika Jedwali 1-2.

3. Uainishaji wa VFD kwa Mbinu ya Marekebisho ya Voltage

(1) PAM VFD (Urekebishaji wa Kiwango cha Mapigo)

Urekebishaji wa Amplitude ya Mapigo (PAM) ni njia inayorekebisha matokeo kwa kubadilisha ukubwa wa voltage U_d au chanzo cha sasa I_d Katika njia hii, kibadilishaji hurekebisha masafa ya kutoa tu, huku sehemu ya kirekebishaji ikidhibiti volteji ya kutoa au mkondo. Wakati marekebisho ya volteji yanapotumika, umbo la wimbi la volteji ya kutoa ya VFD linaonyeshwa kwenye Mchoro 1-5.
Mzunguko mkuu wa VFD inayodhibitiwa na PAM imeonyeshwa katika Mchoro 1-5a.

PAM hutumika katika VFD zenye volteji ya mzunguko wa kati inayobadilika. Wakati wa kudhibiti frequency, frequency ya volteji ya kutoa hurekebishwa kwa kubadilisha mzunguko wa kazi wa inverter. Wakati wa kila mzunguko wa kazi, vifaa vya kubadili umeme huwashwa na kuzimwa mara nyingi. Kwa kuwa utekelezaji wa mzunguko wa PAM ni mgumu kiasi, unaohitaji udhibiti wa wakati mmoja wa kirekebishaji na inverter, na kwa sababu wastani wa volteji ya DC baada ya urekebishaji wa thyristor hauna uhusiano wa mstari na pembe ya kuhama kwa awamu, kuratibu urekebishaji na ubadilishaji inakuwa vigumu sana. Kwa sababu hizi, njia hii ya urekebishaji kwa ujumla haitumiki.

(2) PWM na SPWM VFD (Ubadilishaji wa Upana wa Mapigo na Ubadilishaji wa Upana wa Mapigo ya Sina)

Ubadilishaji wa Upana wa Mapigo (PWM) hutoa mapigo mengi ndani ya mzunguko mmoja wa umbo la wimbi la matokeo, ikilinganisha umbo la wimbi la sinusoidal. Hii husababisha matokeo laini zaidi yenye harmoniki chacheMzunguko mkuu wa VFD inayodhibitiwa na PWM imeonyeshwa katika Mchoro 1-5b. PWM inaweza kuainishwa zaidi katika upana wa mapigo usiobadilika PWM na wimbi la sine PWM (SPWM).

Mchoro 1-5 PAM na Saketi Kuu ya Udhibiti wa PWM yenye Umbo la Volti ya Kutoa
a) Saketi Kuu ya Udhibiti wa PAM b) Mzunguko Mkuu wa Udhibiti wa PWM

4. VFD Zilizoainishwa kwa Mbinu ya Udhibiti

Mota ya induction inaporekebishwa na VFD, VFD inaweza kudhibiti volteji ya usambazaji, mkondo, na masafa kulingana na sifa za mota. Utendaji, sifa, na matumizi ya VFD hutofautiana kulingana na njia ya udhibiti inayotumika. Kwa hivyo, VFD zinaweza pia kuainishwa kulingana na njia ya udhibiti.

(1) Udhibiti wa U/f VFD (Udhibiti wa VVVF)

Mbinu ya udhibiti wa U/f, pia inajulikana kama Udhibiti wa VVVF (Masafa ya Volti Inayobadilika), inahusisha kudhibiti pato la volteji na masafa ya VFD kudumisha uwiano wa U/f usiobadilikaNjia hii inaruhusu torque isiyobadilika chini ya masafa ya msingi na nguvu isiyobadilika juu ya masafa ya msingi. Gharama ya saketi ya udhibiti ya VFD za kudhibiti U/f ni ndogo kiasi, na kuzifanya zifae kwa VFD za matumizi ya jumla zenye mahitaji madogo ya usahihi.

(2) Udhibiti wa Masafa ya Kuteleza VFD

Udhibiti wa masafa ya kuteleza ni uboreshaji zaidi ya udhibiti wa U/f. Katika VFD zinazotumia njia hii, kibadilishaji huunda mfumo wa udhibiti wa kitanzi kilichofungwa cha maoni ya kasi pamoja na mota na kitambuzi cha kasi. Masafa ya kutoa ya kibadilishaji huwekwa kiotomatiki na kasi halisi ya mota na masafa ya kuteleza, na kuruhusu torque ya kutoa kudhibitiwa huku ikidhibiti kasi. Njia hii ya kudhibiti ni udhibiti wa kitanzi kilichofungwa, kwa hivyo ikilinganishwa na njia ya kudhibiti U/f, inaweza kudumisha usahihi wa kasi ya juu na sifa bora za torque hata wakati kuna mabadiliko makubwa ya mzigo. Hata hivyo, kwa sababu njia hii ya kudhibiti inahitaji kitambuzi cha kasi kusakinishwa kwenye mota na kitanzi kinahitaji kurekebishwa kulingana na sifa za mota, utofauti wake ni mdogo kiasi.

(3) VFD ya Udhibiti wa Vekta

Kanuni ya udhibiti wa vekta ni kutenganisha mkondo wa stator wa mota ya induction ya AC katika vipengele viwili: mkondo unaofanya sumaku (unaozalisha mtiririko) na mkondo unaozalisha torque. Vipengele vyote viwili vinadhibitiwa kando. Udhibiti wa vekta huboresha utendaji kazi unaobadilika na huruhusu udhibiti sahihi zaidi wa torque, na kuifanya ifanane na mifumo ya kudhibiti kasi ya mota ya DC. VFD za kudhibiti vekta hutumika sana katika matumizi ya udhibiti wa usahihi.

5. Uainishaji wa VFDs kwa Matumizi

(1) VFD ya matumizi ya jumla

VFD za matumizi ya jumla inaweza kurekebisha kasi ya injini za kawaida za induction. Zinaweza kugawanywa katika aina mbili: VFD rahisi za matumizi ya jumla zenye gharama nafuu na VFD zenye utendaji wa hali ya juu zenye kazi nyingi kwa ujumla.

VFD rahisi zimeundwa kwa madhumuni ya kuokoa nishati na hutumiwa hasa katika programu kama vile pampu na feni, ambapo mahitaji ya utendaji wa kudhibiti kasi si ya juu. Zina faida kama vile ukubwa mdogo na gharama ya chini.

VFD zenye utendaji wa hali ya juu na zenye utendaji mwingi zimeundwa ili kukidhi mahitaji mbalimbali, zikiwa na vipengele vya hali ya juu zaidi vya vifaa na programu. Zinafaa kwa matumizi kama vile vibebea, vipandishi, vifaa vya mashine, na magari ya umeme, ambapo utendaji na utendaji wa juu unahitajika.

(2) VFD Iliyojitolea kwa Utendaji wa Juu

VFD zenye utendaji wa hali ya juu hutumia udhibiti wa vekta ili kutoa utendaji unaoshindana au unaozidi ule wa mifumo ya kudhibiti kasi ya injini za DC. VFD hizi kwa kawaida hubuniwa kwa ajili ya viwanda maalum, kama vile madini, mashine za CNC, na lifti, ambapo utendaji na ufanisi wa gharama unahitaji kuboreshwa.

(3) VFD ya masafa ya juu

VFD zenye masafa ya juu hutumika kudhibiti mota za kasi ya juu katika matumizi yanayohitaji usahihi wa hali ya juu, kama vile katika uchakataji wa hali ya juu.

(4) VFD ya awamu moja na awamu tatu

Hatimaye, VFD zinapatikana katika matoleo ya awamu moja na awamu tatu, kulingana na aina ya mota ambazo zimeundwa kudhibiti. Tofauti kuu iko katika muundo wa saketi, huku VFD za awamu tatu zikitoa ufanisi mkubwa kwa matumizi ya uwezo mkubwa.

Kwa muundo wa saketi na kanuni ya utendaji kazi wa VFD, tafadhali rejelea Misingi ya VFD ya Madhumuni ya Jumla: Muundo na Kanuni ya Utendaji Kazi.

Hitimisho:

Kuelewa uainishaji na sifa tofauti za VFD ni muhimu kwa kuchagua suluhisho sahihi la udhibiti wa mota. Iwe unatafuta VFD ya gharama nafuu kwa matumizi ya jumla au kiendeshi cha utendaji wa juu kwa udhibiti wa usahihi, kuna aina mbalimbali za VFD zilizoundwa ili kukidhi mahitaji maalum. Kwa kuzingatia mambo kama vile mbinu za ubadilishaji wa masafa, mbinu za kurekebisha volteji, mbinu za udhibiti, na mahitaji ya matumizi, unaweza kufanya chaguo sahihi linalohakikisha utendaji bora na ufanisi wa nishati kwa mifumo yako ya mota.