Kintamo dažnio pavaros (VFD) yra esminiai įrenginiai pramoninės automatikos sektoriuje, susidedantys iš galios elektronikos plokštės (pvz., IGBT, MOSFET) ir aukštos spartos centrinio valdymo bloko (pvz., mikroprocesoriaus, DSP).
VFD Veikimo Principai ir Privalumai
Procesas prasideda nuo elektros tinklo kintamosios srovės (AC) konvertavimo į nuolatinę srovę (DC) naudojant lygintuvą. Tada nuolatinė srovė moduliuojama į sintetinio kintamosios srovės signalą, kurį sukuria VFD pavara. Dažnio keitiklis moduliuoja variklio greitį, reguliuodamas maitinimo sistemos dažnį ir įtampą.
Kintamo dažnio pavaros (VFD) yra itin naudingos procesuose, kuriems reikalingas tikslus greičio ir sukimo momento valdymas.
Pagrindiniai VFD Privalumai:
- Energijos taupymas: Koreguodamas variklio greitį pagal taikymo poreikius, kintamo dažnio keitiklis gali sumažinti energijos ir elektros sąnaudas.
- Sumažintos eksploatavimo išlaidos: Šis VFD keitiklis leidžia varikliams sklandžiai įsijungti ir išsijungti, o tai pailgina elektros variklių tarnavimo laiką.
- Variklio apsauga: Variklių valdikliai suteikia apsaugą nuo fazių apsikeitimo, viršįtampio, nepakankamo įtampos lygio, perkrovų ir kitų nenormalių sąlygų, galinčių pažeisti variklį.
- Optimizuotas našumas: Dėl tikslaus greičio ir sukimo momento valdymo kintamo greičio pavaros padeda optimizuoti variklinių sistemų našumą ir galią.
Elektroninio kintamo greičio keitiklio įrengimas suteikia galimybę pasinaudoti CEE (Energijos taupymo sertifikatu), kuris iš dalies arba visiškai prisideda prie jūsų investicijų finansavimo. Tačiau tam, kad gautumėte šią naudą, reikia atitikti tam tikrus reikalavimus.
Specifiniai Reikalavimai Kintamo Dažnio Pavarų Varikliams
Kintamo dažnio pavaros varikliams reikia specialių projektavimo aspektų, kurie skiriasi nuo fiksuoto greičio variklių dėl jų plataus greičio diapazono ir keitiklis maitinimo šaltinis.
Pagrindiniai Konstrukciniai Ypatumai:
- Aušinimas: Įprastas savaime vėdinamas aušinimas tampa neveiksmingas esant mažam greičiui. Kintamo dažnio pavaros varikliams visuotinai reikalingas nepriklausomas priverstinio oro aušinimas (Ic416 klasifikacija), kad būtų išlaikytas šiluminis stabilumas visame veikimo diapazone. Ši papildoma sistema kompensuoja sumažėjusį savaime generuojamą oro srautą veikiant mažomis apsukomis.
- Izoliacija: PWM sukeltos įtampos harmonikos ir dideli dv/dt pereinamieji virpesiai reikalauja geresnės apvijų izoliacijos. Būtina naudoti mažiausiai F klasės izoliacijos sistemas, kad būtų galima atlaikyti elektrinius įtempius, atsirandančius dėl nesinusoidinių galios bangų formų. Tai užtikrina pakankamą šiluminę atsargą nuo harmoninio šildymo poveikio.
- Apsauga nuo koroninio išlydžio: Stačios įtampos impulsai sukelia dalinio išlydžio riziką apvijų galuose. yra būtini siekiant išvengti izoliacijos erozijos dėl aukšto dažnio išlydžių.
- Guolių srovės mažinimas: Bendrojo režimo įtampos sukelia destruktyvias veleno sroves per talpinį sujungimą. Tai apsaugo nuo elektrolitinio duobių susidarymo ir priešlaikinio guolių gedimo.
Įgyvendinant šiuos keturis konstrukcijos ramsčius - tikslinį aušinimą, patobulintą izoliaciją, apsaugą nuo koroninio išlydžio ir guolių srovės mažinimą - užtikrinama, kad kintamo dažnio pavaros varikliai užtikrintų patikimą kintamo greičio veikimą nepakenkiant eksploatavimo trukmei.
Kintamo Dažnio Pavarų Taikymas ir Valdymas
Norint moduliuoti 220V vienfazio variklio išėjimo įtampą ir apkrovos sukimo momento greitį, būtini tinkami kintamo greičio pavaros išėjimo filtrai. Nuolatinės srovės (DC) varikliui, skirtingai nei kintamosios srovės (AC) varikliams, būtina pasirinkti tinkamą nuolatinės srovės pavarą (DC drive), specialiai sukurtą šiam variklio tipui. Dažniausias ir efektyviausias trifazio variklio greičio reguliavimo būdas yra dažnio keitiklio naudojimas.
Dauguma dažnio keitiklių turi išėjimo įtampos ir dažnio diapazoną, kuris gali prasidėti nuo kelių hercų (Hz). Minimalus reikalingas dažnis priklauso nuo konkrečios dažnio keitiklio taikymo srities. Norint nustatyti minimalų dažnį konkrečiam VFD keitikliui, būtina peržiūrėti variklio gamintojo pateiktas technines specifikacijas.
Dažnio Keitiklių Investicijų Atsiperkamumas ir Integravimas
Dažnio keitiklio įsigijimas - tai puiki investicija į ateitį. Dažniausiai jų atsipirkimo periodas neviršija vienerių metų, ypač tose sistemose, kur yra apčiuopiamas taupymo potencialas, įskaitant ventiliatorius ir siurblius.
Esant galimybei valdyti elektros variklių sukimosį greitį, keičiant gamtinių ar atsinaujinančių šaltinių energiją, bei realizuojant hibridines technologijas, kintamos srovės dažnio keitikliai leidžia:
- Optimizuoti technologinių procesų valdymą
- Sumažinti išlaidas elektros energijai ir padidinti jos panaudojimo efektyvumą
- Sumažinti mechanines apkrovas variklių valdymo sistemose
- Optimizuoti įvairių sistemų, kuriose yra elektros variklis, darbą
Kintamos srovės dažnio keitikliai palaiko įvairius ryšio protokolus, bei turi kelis prijungimo prievadus. Todėl juos labai lengva integruoti į jau esamas ar naujas automatikos sistemas. Prie dažnio keitiklių taip pat galima prijungti daviklius ir kitokius technologinius įrenginius. Visą šią informaciją galima panaudoti sistemų, kurios prijungtos prie dažnio keitiklio, valdymui arba kitų technologinių parametrų valdymui.
Energijos Taupymas ir Aplinkosaugos Poveikis
Elektros varikliai naudojami beveik visur, o kintamos srovės dažnio keitikliai leidžia padidinti elektros variklių efektyvumą. Jeigu variklis sukasi minimaliu darbui atlikti reikalingu greičiu, tai pasiekiamas maksimalus elektros energijos taupymas. Elektros energijos taupymas reiškia išlaidų sumažinimą, gamtinių resursų taupymą ir CO2 išmetamo kiekio sumažinimą.
Kintamos srovės dažnio keitikliai turi galimybę panaudoti stabdymo energiją, vietoj to, kad ji pavirsta į nereikalingą šilumą. Tai leidžia sutaupyti daugiau elektros energijos.
Mechaninių ir Elektrinių Apkrovų Sumažinimas
Sklandus elektros variklių paleidimas, stabdymas ir greičio reguliavimas sumažina įrangos dėvėjimąsi ir sumažina išlaidas įrangos aptarnavimui ir remontui. Taip pat sumažina technologinių sistemų, tokių kaip ortakiai ir vandens vamzdiai apkrovimą ir sumažina avarijų tikimybę.
Ne mažiau svarbu, kad sumažėja ir elektros sistemos apkrova, nes esant tolygiam paleidimui, stabdymui ir valdymui, sumažėja įrangoje tekančios elektros srovės. Be valdomo stabdymo didelio inertiškumo sistemos dar ilgą laiką sukasi po jų išjungimo.
Sistemose su dažnio keitikliais valdomas stabdymas - natūrali praktika. Netikėtas siurblio sustojimas gali sukelti hidraulinį smūgį vamzdyne. Kitaip tariant, vis dar tenka ieškoti būdų, kaip sumažinti siurblių, o ypač hidrauline technologija pagrįstų siurblių ir variklių, energijos sąnaudas.
Pritaikant kintamojo greičio paleidiklį arba kintamojo dažnio pavarą, variklio valdymo blokas iš jutiklio gauna duomenis apie hidraulinės sistemos slėgį ir, remdamasis šiais duomenimis, pakoreguoja variklio greitį pagal energiją vartojančių hidraulinių prietaisų tūrio srauto reikalavimus. Galios reguliavimo koncepciją galima pritaikyti keliems tuo pačiu metu vykstantiems procesams, kuriems reikalingas panašus tūrio srautas ir slėgis.
Kas yra VFD? (Kintamo dažnio pavara)
Su lapkričio pradžia vairuotojams Lietuvoje įsigaliojo naujovė - dalyje automagistralių žiemą bus galima važiuoti greičiau nei įprastai. Atkarpose Vilnius-Kaunas ir Garliava-Marijampolė maksimalų leistiną greitį reguliuos kintantys kelio ženklai. Kintamos informacijos kelio ženklas rodo maksimalų 130 km/val. greitį, tačiau vos jį pravažiavus greitis minėtame ženkle staiga pasikeičia į 110 ar net 90 km/val. Leistinas greitis būtų dinaminis - jį reguliuos intelektinės transporto sistemos: kelių oro sąlygų stotelės, kintamos informacijos ženklai ir vaizdo kameros. Surinkti duomenys realiu laiku leis automatiškai nustatyti optimalų greitį pagal oro ir kelio būklę.
