Această secțiune este dedicată principiilor teoretice ale controlului frecvenței și principiilor de funcționare ale softstarterului.
Cum funcționează invertorul
Convertor de frecvență - un dispozitiv care permite reglarea vitezei de rotație a motoarelor electrice prin schimbarea frecvenței curentului electric.
Pentru a înțelege procesul de control al frecvenței, este necesar să reamintim principiul funcționării unui motor electric asincron din cursul ingineriei electrice.
Rotirea arborelui motor se datorează câmpului magnetic produs de înfășurările statorului. Frecvența de rotație a câmpului magnetic sincron depinde de frecvența tensiunii rețelei de alimentare f și se exprimă prin următoarea relație:
unde p este numărul de perechi de poluri ale câmpului magnetic.
Sub acțiunea sarcinii, viteza rotorului motorului electric este ușor diferită de viteza de rotație a molului magnetic al statorului datorită alunecării lui s:
Prin urmare, viteza de rotație a rotorului motor este o funcție a frecvenței tensiunii de alimentare:
Astfel, viteza de rotație necesară a arborelui motor np poate fi obținută prin schimbarea frecvenței tensiunii de rețea f. Alunecarea la schimbarea vitezei nu crește și, prin urmare, pierderile de putere în timpul procesului de reglare sunt nesemnificative.
Pentru funcționarea eficientă a transmisiei electrice și asigurarea valorilor maxime ale caracteristicilor principale ale motorului electric, este necesară schimbarea tensiunii de alimentare împreună cu frecvența.
Funcția de schimbare a tensiunii variază în funcție de natura momentului de încărcare. La un moment constant de sarcină M c = const, tensiunea la stator trebuie ajustată proporțional cu frecvența:
Pentru cazurile de ventilator:
Când momentul de încărcare este invers proporțional cu viteza:
Astfel, controlul neted al frecvenței este asigurat prin reglarea simultană a frecvenței și tensiunii pe statorul motorului de inducție.
Figura 1. Schema de convertizor de frecvență
În Fig. 1. Este prezentată o diagramă bloc tipică a convertorului de frecvență joasă. În partea de jos a figurii, pentru fiecare bloc sunt reprezentate grafic graficele tensiunilor și curenților de intrare și de ieșire.
Pentru o înțelegere mai clară a principiului de funcționare a invertorului, să luăm în considerare schema fundamentală a convertizorului de frecvență din Fig. 2
Fig. 2 este o diagramă schematică a unui convertizor de frecvență de joasă tensiune
În principiu, invertoarele utilizează metoda modulației lățimii pulsului (PWM). Principiul acestei metode constă în alternarea și dezactivarea cheilor generatoarelor, formând impulsuri de durată diferită (Figura 3). Un semnal sinusoidal este obținut prin inductanța motorului sau prin utilizarea unui filtru suplimentar de netezire.
Fig. 3. Semnalul de ieșire al convertorului de frecvență
Astfel, controlul procesului de on-off invertor chei, putem genera frecvența de ieșire dorită și, prin urmare, controlul parametrilor tehnologici ai mecanismului prin modificarea vitezei de antrenare.
Teoria și principiul de funcționare a softstarterului
Datorită caracteristicilor de fenomene tranzitorii care apar în timpul motorului începe înfășurarea curenților ajunge la 6-8 ori curentul nominal al motorului, și un cuplu pe arborele său ajunge la 150-200% din valoarea nominală. Ca urmare, acest lucru crește riscul de defectare a părții mecanice a motorului și, de asemenea, duce la o scădere a tensiunii rețelei de alimentare.
Pentru a rezolva aceste probleme în practică, se folosesc demaroare soft pentru motoarele electrice. asigurând o creștere graduală a sarcinii curente.
În afară de reducerea încărcărilor curente, permiteți demaroarele moi.
- Reduceți încălzirea înfășurărilor motorului;
- Reduceți căderea de tensiune la pornire;
- Asigurați frânarea și pornirea ulterioară a motorului la o anumită oră;
- Reduceți șocul hidraulic al conductelor de presiune atunci când lucrați în mecanismul pompei;
- Reduceți interferența electromagnetică;
- Asigurați o protecție completă a motorului în caz de defect de fază, supratensiune, blocare etc .;
- Creșteți fiabilitatea și longevitatea sistemului în ansamblu.
Cum funcționează SCP
O diagramă tipică a demarorului soft este prezentată în Fig. 1
Fig. 1. Schema tipică a softstarterului
Unghiul de deschidere a tiristorului este controlat prin reglarea tensiunii de ieșire a softstarterului. Cu cât unghiul de deschidere al tiristorului este mai mare, cu atât este mai mare tensiunea de ieșire care alimentează motorul.
Fig. 2. Formarea tensiunii de ieșire a demarorului soft
Având în vedere faptul că mărimea cuplului motorului de inducție este proporțională cu pătratul de tensiune, scăderea de tensiune reduce valoarea cuplului arborelui motorului. Prin această metodă, curenții de pornire ai motorului electric se reduc la o valoare de 2,4. în timp ce timpul de accelerare crește oarecum. O schimbare vizuală a caracteristicilor mecanice ale unui motor electric asincron atunci când tensiunea este redusă este prezentată în Fig. 3
Figura 3. Caracteristicile mecanice ale motorului
Reducerea sarcinii curente la pornirea ușoară a motorului electric este prezentată în mod clar în Fig. 4.
Fig. 4. Se afișează diagrama de pornire moale a unui motor asincron
În Fig. 1. Schema tipică a softstarterului este demonstrată, cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că circuitul real al starter-ului soft va atârna mai întâi de condițiile de funcționare. De exemplu, pentru aparatul de uz casnic și motorul pentru conducerea unui concasor industrial sunt necesare diferite startere soft. Parametrii cei mai importanți care determină modurile de funcționare ale softstarterului sunt timpul de pornire și excesul maxim de curent.
În funcție de acești parametri, se disting următoarele moduri de funcționare a starter-urilor soft:
- E normal. pornind 10-20 secunde, curentul de pornire nu este mai mare de 3,5 inci.
- Heavy. pornire de aproximativ 30 de secunde, curentul de pornire nu depășește 4,5 I
- Super-grele. timpul de accelerație nu este limitat, sisteme cu inerție mare, curent de pornire în intervalul 5,5 ... 8 In
Softstarterele pot fi împărțite în următoarele grupuri principale:
1. Pornirea controlorilor de cuplu
Acest tip de dispozitiv monitorizează numai o fază a unui motor trifazat. Monitorizarea monofazată face posibilă reducerea cuplului de pornire al motorului motorului, dar reducerea curentului de pornire este nesemnificativă. Dispozitivele de acest tip nu pot fi utilizate pentru a reduce sarcinile curente în timpul perioadei de pornire, precum și pentru a începe încărcările cu inerție ridicată. Cu toate acestea, au găsit aplicații în sistemele cu motoare electrice asincrone monofazate.
2. Regulatoare de tensiune fără feedback
Acest tip de dispozitiv funcționează în conformitate cu următorul principiu: utilizatorul stabilește valoarea tensiunii inițiale și timpul de creștere a acesteia la valoarea nominală și invers. Regulatoarele de tensiune fără feedback pot monitoriza atât două, cât și trei faze ale motorului. Astfel de regulatoare oferă o reducere a curentului de pornire prin reducerea tensiunii în timpul procesului de pornire.
3. Regulatoare de tensiune cu feedback
Acest tip de SCP este un model mai perfect al dispozitivelor descrise mai sus. Prezența feedback-ului vă permite să controlați procesul de creștere a tensiunii, atingând modul optim de pornire a motorului. Datele privind sarcina curentă fac de asemenea posibilă organizarea unei protecții complexe a motorului împotriva supraîncărcării, înclinării în fază etc.
4. Autoritățile de reglementare actuale cu feedback
Regulatoarele actuale cu feedback sunt cele mai avansate softstartere. Principiul de funcționare se bazează pe controlul curentului direct și nu pe tensiune. Acest lucru vă permite să obțineți cel mai precis control al pornirii motorului și, de asemenea, facilitează ajustarea și programarea softstarterului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: