+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Частотный преобразователь, инвертор для асинхронного двигателя

!!!Частотники всегда в наличии на складе в Ставрополе. Звоните, уточняйте цены!!!

Многие технологические процессы, протекающие при непосредственном участии электродвигателей, требуют регулировки каких-либо параметров. Это может быть скорость подачи бревна на пилораме, давление или скорость потока в трубопроводе, скорость движения подъемника или транспортера и многое другое.

Наиболее эффективный способ управления скоростью привода – изменение скорости вращения двигателя. В случае асинхронного двигателя это можно сделать при помощи изменения частоты напряжения питания. Для этого и нужен преобразователь частоты (инвертор). Частотное регулирование скорости вращения тем более актуально, что асинхронные электродвигатели сегодня составляют основную массу промышленных электроприводов благодаря своей надежности, компактности и дешевизне. Наша компания может предложить частотный преобразователь разных производителей (Lenze, Omron, Innovert), которые представлены ниже:

Простейший и, пожалуй, самый яркий пример эффективности частотного преобразователя – это управление подачей воды в водопроводной сети.

Чаще всего подача воды регулируется с помощью задвижек, которые просто ограничивают пропускную способность трубопровода в определенной точке. При этом насос, подающий воду, продолжает работать с обычной скоростью, потребляя количество энергии, не соответствующее полезной работе.

Включив электродвигатель насоса через частотный преобразователь, например Innovert ISD222M43B, можно получить существенную экономию электроэнергии (до 50%). В этом случае для уменьшения скорости потока нужно уменьшить частоту вращения насоса. При этом соответственно уменьшается и энергопотребление. Современный частотник способен автоматически регулировать частоту вращения двигателя при помощи встроенного PID-регулятора. Для этого в нем предусматривается возможность управления от внешнего датчика по аналоговому сигналу (4-20 мА или 0-10 В). В нашем случае это датчик давления в напорном трубопроводе.

Используя частотный преобразователь для насоса, можно не только экономить электроэнергию. Плавная регулировка частоты вращения позволяет существенно снизить пусковые токи, уменьшить или вовсе исключить гидроудары, чреватые авариями, обеспечить более стабильное и оптимальное водоснабжение. В результате получается дополнительная экономия ресурсов, не связанных напрямую с расходом энергии.

Все сказанное для водопровода справедливо и для систем вентиляции. Частотный преобразователь для вентилятора позволит обеспечить постоянную подачу воздуха с учетом текущих потребностей.

Невзирая на довольно высокую стоимость систем частотного управления электроприводами, их применение дает хороший экономический эффект. Установка частотных регуляторов на электроприводы окупается от нескольких месяцев до двух лет, в зависимости от условий эксплуатации и загруженности электродвигателя. После этого они приносят чистую прибыль в виде экономии.

Благодаря развитию элементной базы и применению микропроцессоров частотный преобразователь для асинхронного двигателя может выполнять множество функций, связанных с регулированием скорости и крутящего момента на валу.

  • собственно регулирование скорости или параметра, от нее зависящего;
  • экономия электроэнергии по сравнению с другими способами регулирования;
  • уменьшение величины пусковых токов до минимально необходимых;
  • снижение пиковых нагрузок на механизмы при пуске;
  • защита двигателя от перегрузки и перегрева.

Обслуживая двигатель и защищая электропривод от перегрузок, частотный преобразователь и сам нуждается в защите от импульсных скачков напряжения. Для защиты частотника применяется входной дроссель, сглаживающий импульсы, которые может генерировать работающее вблизи мощное оборудование: сварочный трансформатор, электродвигатель, промышленный выпрямитель и пр.

С другой стороны, в силу своего устройства инвертор сам является источником импульсного напряжения. Неидеальная «зазубренная» синусоида его выходного напряжения сглаживается индуктивностью обмоток самого двигателя. Однако при установке мотора на большом расстоянии от преобразователя необходимо использовать выходной дроссель в качестве фильтра между инвертором и двигателем.

Обязательна установка дросселя и при «веерном» подключении нескольких электромоторов к преобразователю.

В идеале преобразователь должен располагаться непосредственно возле двигателя. Так как большинство частотных преобразователей имеют степень защиты IP20, то он должен устанавливаться в шкаф. Но некоторые модели частотников имеют корпус с высокой пылевлагозащитой.  Например, преобразователь частоты Lenze-ACTech, серии SMV, имеют вариант корпуса с IP65, обеспечивая полную пылевлагозащиту.

Обратившись в нашу компанию, Вы получите ответы на все интересующие Вас вопросы касательно применения частотных регуляторов. Также, на нашем складе в г. Ставрополь постоянно поддерживаются все основные мощности инверторов.

Также на нашем сайте вы найдете

мотор-редуктор, регулятор температуры, пневмоцилиндр и другое оборудование.

Частотный преобразователь для электродвигателя — НТЦ Энерго-Ресурс

Недостатки механического регулирования оборотов ротора электродвигателя

Управление крутящим моментом двигателя посредством механических устройств не снижает пусковой ток двигателя и обладает малым диапазоном регулирования. К тому же, механические устройства – вариаторы при работе испытывают значительные механические нагрузки и подвержены износу. Это обуславливает высокую себестоимость по сравнению с преобразователями частоты, которые лучше адаптированы под частые перегрузки.

Частотные преобразователи подключаются непосредственно к двигателю, что позволяет исключить применение дополнительных механизмов. Также при необходимости преобразователь частоты может временно повысить скорость выше номинальной, в отличие от механического регулирования скорости, которое обычно ограничивает ее диапазон и сужает возможности в выборе режима функционирования электродвигателя.

Технические аспекты применения частотных преобразователей

В настоящее время, асинхронный электродвигатель стал основным устройством в большинстве электроприводов. Все чаще для управления им используется частотный преобразователь – инвертор с ШИМ регулированием. Такое управление дает массу преимуществ, но и создает некоторые проблемы выбора тех или иных технических решений. Попробуем разобраться в них более подробно.

Выбор мощности частотного преобразователя

При выборе мощности частотного преобразователя необходимо основываться не только на мощности электродвигателя, но и на номинальных токах и напряжениях преобразователя и двигателя. Дело в том, что указанная мощность частотного преобразователя относится только к эксплуатации его со стандартным 4-х полюсным асинхронным электродвигателем в стандартном применении.

Реальные приводы имеют много аспектов, которые могут привести к росту токовой нагрузке привода, например, при пуске. В общем случае, применение частотного привода позволяет снизить токовые и механические нагрузки за счет плавного пуска. Например, пусковой ток снижается с 600% до 100-150% от номинального.

Работа привода на пониженной скорости

Необходимо помнить, что хотя частотный преобразователь легко обеспечивает регулирование по скорости 10:1, но при работе двигателя на низких оборотах мощности собственного вентилятора может не хватать.

Необходимо следить за температурой двигателя и обеспечить принудительную вентиляцию.

Электромагнитная совместимость

Поскольку частотный преобразователь – мощный источник высокочастотных гармоник, то для подключения двигателей нужно использовать экранированный кабель минимальной длины. Прокладку такого кабеля необходимо вести на расстоянии не менее 100 мм от других кабелей. Это минимизирует наводки. Если нужно пересечь кабели, то пересечение делается под углом 90 градусов.

Питание от аварийного генератора

Плавный пуск, который обеспечивает частотный преобразователь позволяет снизить необходимую мощность генератора. Так как при таком пуске ток снижается в 4-6 раз, то в аналогичное число раз можно снизить мощность генератора. Но все равно, между генератором и приводом должен быть установлен контактор, управляемый от релейного выхода частотного привода. Это защищает частотный преобразователь от опасных перенапряжений.

Питание трехфазного преобразователя от однофазной сети

Трехфазные частотные преобразователи могут быть запитаны от однофазной сети, но при этом их выходной ток не должен превышать 50% от номинального.

Экономия электроэнергии и денег

Экономия происходит по нескольким причинам. Во-первых, за счет роста косинуса фи до значений 0.98, т.е. максимум мощности используется для совершения полезной работы, минимум уходит в потери. Во-вторых, близкий к этому коэффициент получается на всех режимах работы электродвигателя.

Без частотного преобразователя, асинхронные двигатели на малых нагрузках имеют косинус фи 0.3-0.4. В-третьих, нет необходимости в дополнительных механических регулировках (заслонках, дросселях, вентилях, тормозах и т.д.), все делается электронным образом. При таком устройстве регулирования, экономия может достигать 50%.

Синхронизация нескольких устройств

За счет дополнительных входов управления частотного привода можно синхронизировать процессы на конвейере или задавать соотношения изменения одних величин, в зависимости от других. Например, поставить в зависимость скорость вращения шпинделя станка от скорости подачи резца. Процесс будет оптимизирован, т.к. при увеличении нагрузки на резец, подача будет уменьшена и наоборот.

Защита сети от высших гармоник

Для дополнительной защиты, кроме коротких экранированных кабелей, используются сетевые дроссели и шунтирующие конденсаторы. Дроссель, кроме того, ограничивает бросок тока при включении.

Правильный выбор класса защиты

Для безотказной работы частотного привода необходим надежный теплоотвод. Если использовать высокие классы защиты, например IP 54 и выше, то трудно или дорого добиться такого теплоотвода. Поэтому, можно использовать отдельный шкаф с высоким классом защиты, куда ставить модули с меньшим классом и осуществлять общую вентиляцию и охлаждение.

Параллельное подключение электродвигателей к одному частотному преобразователю

С целью снижения затрат, можно использовать один частотный преобразователь для управления несколькими электродвигателями. Его мощность нужно выбирать с запасом 10-15% от суммарной мощности всех электродвигателей.

При этом нужно минимизировать длины моторных кабелей и очень желательно ставить моторный дроссель.

Большинство частотных преобразователей не допускают отключение или подключение двигателей с помощью контакторов во время работы частотного привода. Это производится только через команду “стоп” привода.

Задание функции регулирования

Для получения максимальных показателей работы электропривода, таких как: коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, перегрузочная способность, плавность регулирования, долговечность, нужно правильно выбирать соотношение между изменением рабочей частоты и напряжения на выходе частотного преобразователя.

Функция изменения напряжения зависит от характера момента нагрузки. При постоянном моменте, напряжение на статоре электродвигателя должно регулироваться пропорционально частоте (скалярное регулирование U/F = const). Для вентилятора, например, другое соотношение – U/F*F = const. Если увеличиваем частоту в 2 раза, то напряжение нужно увеличить в 4 (векторное регулирование). Есть приводы и с более сложными функциями регулирования.

Преимущества использования регулируемого электропривода с частотным преобразователем

Кроме повышения КПД и энергосбережения такой электропривод позволяет получить новые качества управления. Это выражается в отказе от дополнительных механических устройств, создающих потери и снижающих надежность систем: тормозов, заслонок, дросселей, задвижек, регулирующих клапанов и т.д. Торможение, например, может быть осуществлено за счет обратного вращения электромагнитного поля в статоре электродвигателя. Меняя только функциональную зависимость между частотой и напряжением, мы получаем другой привод, не меняя ничего в механике.

Изучение документации

Следует заметить, что хотя частотные преобразователи похожи друг на друга и освоив один, легко разобраться с другим, тем не менее, необходимо тщательно изучать документацию. Некоторые производители накладывают ограничения на использование своей продукции, а при их нарушении снимают изделия с гарантии.

 

Популярные товары

Шины медные плетеные

Шины изолированные гибкие и твердые

Шинодержатели

Изоляторы

Индикаторы наличия напряжения

Преобразователь частоты для асинхронного и синхронного двигателя

Данная политика конфиденциальности относится к сайту под доменным именем instart-info.ru. Эта страница содержит сведения о том, какую информацию мы (администрация сайта) или третьи лица могут получать, когда вы пользуетесь нашим сайтом.

Данные, собираемые при посещении сайта

Персональные данные

Персональные данные при посещении сайта передаются пользователем добровольно, к ним могут относиться: имя, фамилия, отчество, номера телефонов, адреса электронной почты, адреса для доставки товаров или оказания услуг, реквизиты компании, которую представляет пользователь, должность в компании, которую представляет пользователь, аккаунты в социальных сетях; поля форм могут запрашивать и иные данные.

Эти данные собираются в целях оказания услуг или продажи товаров, связи с пользователем или иной активности пользователя на сайте, а также, чтобы отправлять пользователям информацию, которую они согласились получать.

Мы не проверяем достоверность оставляемых данных, однако не гарантируем качественного исполнения заказов или обратной связи с нами при некорректных данных.

Данные собираются имеющимися на сайте формами для заполнения (например, регистрации, оформления заказа, подписки, оставления отзыва, обратной связи и иными).

Формы, установленные на сайте, могут передавать данные как напрямую на сайт, так и на сайты сторонних организаций (скрипты сервисов сторонних организаций).

Также данные могут собираться через технологию cookies (куки) как непосредственно сайтом, так и скриптами сервисов сторонних организаций. Эти данные собираются автоматически, отправку этих данных можно запретить, отключив cookies (куки) в браузере, в котором открывается сайт.

Не персональные данные

Кроме персональных данных при посещении сайта собираются не персональные данные, их сбор происходит автоматически веб-сервером, на котором расположен сайт, средствами CMS (системы управления сайтом), скриптами сторонних организаций, установленными на сайте. К данным, собираемым автоматически, относятся: IP адрес и страна его регистрации, имя домена, с которого вы к нам пришли, переходы посетителей с одной страницы сайта на другую, информация, которую ваш браузер предоставляет добровольно при посещении сайта, cookies (куки), фиксируются посещения, иные данные, собираемые счетчиками аналитики сторонних организаций, установленными на сайте.

Эти данные носят неперсонифицированный характер и направлены на улучшение обслуживания клиентов, улучшения удобства использования сайта, анализа посещаемости.

Предоставление данных третьим лицам

Мы не раскрываем личную информацию пользователей компаниям, организациям и частным лицам, не связанным с нами. Исключение составляют случаи, перечисленные ниже.

Данные пользователей в общем доступе

Персональные данные пользователя могут публиковаться в общем доступе в соответствии с функционалом сайта, например, при оставлении отзывов, может публиковаться указанное пользователем имя, такая активность на сайте является добровольной, и пользователь своими действиями дает согласие на такую публикацию.

По требованию закона

Информация может быть раскрыта в целях воспрепятствования мошенничеству или иным противоправным действиям; по требованию законодательства и в иных случаях, предусмотренных законом.

Для оказания услуг, выполнения обязательств

Пользователь соглашается с тем, что персональная информация может быть передана третьим лицам в целях оказания заказанных на сайте услуг, выполнении иных обязательств перед пользователем. К таким лицам, например, относятся курьерская служба, почтовые службы, службы грузоперевозок и иные.

Сервисам сторонних организаций, установленным на сайте

На сайте могут быть установлены формы, собирающие персональную информацию других организаций, в этом случае сбор, хранение и защита персональной информации пользователя осуществляется сторонними организациями в соответствии с их политикой конфиденциальности.

Сбор, хранение и защита полученной от сторонней организации информации осуществляется в соответствии с настоящей политикой конфиденциальности.

Как мы защищаем вашу информацию

Мы принимаем соответствующие меры безопасности по сбору, хранению и обработке собранных данных для защиты их от несанкционированного доступа, изменения, раскрытия или уничтожения, ограничиваем нашим сотрудникам, подрядчикам и агентам доступ к персональным данным, постоянно совершенствуем способы сбора, хранения и обработки данных, включая физические меры безопасности, для противодействия несанкционированному доступу к нашим системам.

Ваше согласие с этими условиями

Используя этот сайт, вы выражаете свое согласие с этой политикой конфиденциальности. Если вы не согласны с этой политикой, пожалуйста, не используйте наш сайт. Ваше дальнейшее использование сайта после внесения изменений в настоящую политику будет рассматриваться как ваше согласие с этими изменениями.

Отказ от ответственности

Политика конфиденциальности не распространяется ни на какие другие сайты и не применима к веб-сайтам третьих лиц, которые могут содержать упоминание о нашем сайте и с которых могут делаться ссылки на сайт, а также ссылки с этого сайта на другие сайты сети Интернет. Мы не несем ответственности за действия других веб-сайтов.

Изменения в политике конфиденциальности

Мы имеем право по своему усмотрению обновлять данную политику конфиденциальности в любое время. В этом случае мы опубликуем уведомление на главной странице нашего сайта. Мы рекомендуем пользователям регулярно проверять эту страницу для того, чтобы быть в курсе любых изменений о том, как мы защищаем информацию пользователях, которую мы собираем. Используя сайт, вы соглашаетесь с принятием на себя ответственности за периодическое ознакомление с политикой конфиденциальности и изменениями в ней.

Как с нами связаться

Если у вас есть какие-либо вопросы о политике конфиденциальности, использованию сайта или иным вопросам, связанным с сайтом, свяжитесь с нами:

8 800 222 00 21

[email protected]

Преобразователи частоты Hiconics от Далгакиран компрессор Украина

Компания «Далгакиран компрессор Украина» является дистрибьютером и сертифицированным сервис партнером Hiconics Technology CO. , Ltd в Украине, занимается поставкой и внедрением высоковольтных преобразователей частоты серии HIVERT. Высоковольтные преобразователи частоты (далее по тексту ВПЧ) предназначены для плавного пуска/остановки и частотного регулирования трехфазных высоковольтных синхронных и асинхронных двигателей мощность от 150 по 20000 кВт с напряжением 3,3; 6; 10 кВ.

  • энергосбережение – экономия энергоносителей в системах вентиляции, системах водо- и теплоснабжения до 50%;
  • расширение возможностей технологического оборудования;
  • регулирование скорости в ранее нерегулируемых технологических процессах;
  • синхронное управление несколькими двигателями от одного преобразователя;
  • автоматизированный асинхронный электропривод;
  • замена привода постоянного тока;
  • снижение эксплуатационных расходов.

Высоковольтные преобразователи частоты HIVERT для асинхронных и синхронных двигателей – скачать техническое описание и номенклатуру по ссылке.

Предлагаемые ВПЧ соответствуют современным техническим требованиям и обладают следующими
характерными особенностями:

  • преобразование осуществляется по формуле AC-DC-AC с одним трансформатором;
  • схема инвертирования многозвенная с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), в зависимости от напряжения и типа двигателя имеют от 3 до 6 однофазных инверторов на фазу;
  • управление и контроль силовыми блоками осуществляется через оптоволоконный кабель;
  • схемотехника ВПЧ в полной мере соответствует показателям электромагнитной совместимости (ЭМС) ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах энергоснабжения общего назначения), а также соответствует международным стандартам МЭК 868, МЭК 1000-3-2, МЭК 1000-3-3, МЭК 1000-4-1 и публикациям МЭК 1000-2-1, МЭК 1000-2-2 в части уровней электромагнитной совместимости в системах электроснабжения и методов измерения электромагнитных помех. ВПЧ не требует наличия входного и выходного электрического фильтра;
  • визуализация работы ВПЧ выполнена в виде эргономичного сенсорного графического терминала с диагональю 10”, меню на русском языке.

Cтруктура и принцип действия ВПЧ

ВПЧ структурно представляет собой каскадный преобразователь, состоящий из последовательно соединенных однофазных преобразователей образующие группу. Каждая группа соединяется в общую точку, образуя тем самым трехфазный преобразователь высокого напряжения (см.рис.1). Схемотехника каждого однофазного преобразователя типовой ШИМ-инвертор со звеном постоянного тока (см. рис.2…4), отличаются только мощностью силовых полупроводниковых приборов (СПП), диодные и транзисторные (IGBT) беспотенциальные модули. Такая схемотехника значительно снижает уровень пульсаций на выходе ВПЧ и максимально приближает форму выходного напряжения/тока к синусоидальной, обеспечивая надежную и устойчивую работу преобразователя с двигателем.

Входные цепи R S T силовых блоков подключаются к вторичным обмоткам трехфазного трансформатора питания. Управление и контроль блоком осуществляется через оптоволоконный кабель. При выходе из строя одного из блоков, в инверторе опционально предусматривается функция «байпаса». При включении «байпаса», снижается номинальное выходное напряжение преобразователя частоты. Если ВПЧ работает на частоте не ниже 40 Гц, он автоматически повышает выходное напряжение работающих силовых блоков оптимизируя бесперебойную работу ВПЧ.

Преимущества:

  • не требует входного и выходного фильтра ЭМС;
  • не нарушает условия эксплуатации двигателя и минимальный его индукционный нагрев;
  • не имеют ограничений на длину кабеля двигателя;
  • отсутствует отрицательное влияние импульсного напряжения/тока на изоляцию двигателя и питающего его кабеля (эффект dU/dt) и, как следствие, сохранение условий эксплуатации.

Конструкция ВПЧ

Конструктивно ВПЧ состоит из шкафов с размещенным в них оборудованием:

  • Шкаф трансформатора с блоком контроля температуры;
  • Шкаф инвертора;
  • Шкаф управления;
  • Шкаф мягкого включения (для ВПЧ с током выше 600А либо опционально на меньшие мощности)
  • Шкаф выходного токоограничивающего дросселя (опция). Устанавливается при длине кабеля ВПЧ двигатель более 500м и/или при схеме бесступенчатого переключения двигателя на сеть и обратно
  • Байпасная (обходная) высоковольтная ячейка (опция).
  • ИБП системы управления и байпасной ячейки (опция).
  • Шкаф системы жидкостного охлаждения и чиллер (для ВПЧ с жидкостным охлаждением).

Шкаф трансформатора имеет встроенный сухой высоковольтный трансформатор с принудительной системой охлаждения и индикатором температуры. Шкаф инвертора содержит непосредственно силовые блоки инверторов. Шкаф мягкого включения – это реостатный пускатель который подключается через дополнительную вторичную трехфазную обмотку 0,4kV основного согласующего трансформатора питания.

Наименование параметра Значение
Напряжение питающей сети, kV 3-х фазное 3,3/6/6,6/10 (-20…+5% либо ±10%)
Входная частота, Hz 45-65
Номинальное выходное напряжение, kV 3,3; 6; 10
Мощность приводного электродвигателя, kW 315-20000
Выходной ток, А 31-1450
Формирование выходного напряжения/тока Синусоидальная ШИМ
Выходная частота, Hz 0-50 (80 – опционально)
Время разгона/торможения, s 5-6000
Коэффициент мощности, не менее 0,96
КПД, не менее 96%
Перегрузочная способность по току 120% не более 120сек; 150% не более 1 сек
Аналоговый вход/выход, (4-20мА либо 0-10V), шт. 2 / 2 (большее кол-во под заказ)
Дискретные вход/выход 12 / 15 (большее кол-во под заказ)
Интерфейс связи с АСУ ТП Изолированный RS-485 Mod Bus RTU (база),
Profibus DP (опция), Ethernet (опция)
Количество однофазных преобразователей на фазу, шт. 3/5/6/9
Питание собственных нужд, V AC 3х380
Система охлаждения В зависимости от мощности воздушная принудительная либо жидкостная
Орган управления и мониторинга параметров сенсорный экран 10’ (Touch Screen)
Степень защитной оболочки и температура эксплуатации IP31; -5…+45ºС
Высота над уровнем моря макс. не более 1000 м **
Обслуживание в зависимости от мощности одностороннее либо двустороннее
Влажность окружающей среды 90% без точки росы

* До -20% – с сохранением работоспособности ВПЧ, при нагрузке не более 80%.
** На высотах над уровнем моря более 1000 м, ВПЧ может работать с пониженной номинальной мощностью.

ООО «Далгакиран компрессор Украина» является официальным дистрибьютором и сервисным партнером компании Hiconics в Украине и гарантирует соответствие продукции заявленным характеристикам производителя. Кроме этого, обеспечивает весь комплекс услуг по подбору, монтажу и запуску частотных преобразователей на предприятиях любого типа и сферы деятельности. Инженеры и специалисты «Далгакиран компрессор Украина» разрабатывают всю необходимую документацию и организовывают работу по оснащению или переоборудованию производственных мощностей предприятия по современным стандартам энергосбережения и производительности.

Наши преимущества:

  • реализация проекта «под ключ» – аудит, поставка, монтаж и запуск ЧРП (ВЧП), обучение персонала;
  • широкий выбор частотных преобразователей Hiconics с возможностью спецификации под требования клиента;
  • профессиональное техническое обслуживание в режиме 24/7/365 в собственных сервисных центрах;
  • низкие цены на оборудование благодаря прямым поставкам непосредственно с завода производителя.

Компания «Далгакиран компрессор Украина» предлагает оригинальные установки Hiconics с комплексом дополнительных услуг и выгодными условиями сотрудничества.

Схема частотного преобразователя. Описание структуры преобразователей частоты для асинхронных электродвигателей.

Об асинхронных двигателях переменного тока, работой которых управляют частотные преобразователи, часто говорят, как о лучшей альтернативе электрическим приводам постоянного тока. Хотя система, регулирующая скорость, с которой вращается электродвигатель, в последних не отличается сложностью, высокая стоимость и не очень высокая надежность делают их невыгодными. Есть и иные проблемы: щетки чрезмерно искрят, из-за чего повышена электроэрозия и изнашивается коллектор. Поэтому такие электродвигатели нельзя применять в сильно запыленных местах и там, где велика потенциальная опасность взрыва.

Схему преобразователя частоты придумали в далеких 1930-х годах. Однако внедрить ее в жизнь удалось только когда появились полупроводники и транзисторные элементы. Основным недостатком, свойственным асинхронным двигателям, является сложность организации системы, регулирующей скорость, с которой вращается двигатель. Вот почему понадобились частотники.

Конструктивные особенности преобразователей частоты

Схема частотного преобразователя асинхронного двигателя имеет следующую ключевую задачу: изменить характеристики, которые имеет проходящий через нее ток. Задача решается транзисторным выпрямлением электротока, который затем преобразовывается до требуемых определенных значений. Схема преобразователя частоты включает в себя три основных части. Она оснащена основанной на микропроцессорах управляющей системой, звеном постоянного тока, импульсным инвертором.

Задачи, которые выполняет первая из вышеперечисленных частей, следующие: управлять работой систем преобразования, защищать частотник. В составе второй части используются устройства фильтрации и выпрямитель. Ими осуществляются прием сигнала на входе и перенаправление того к инвертору. Ну а третьей частью (импульсным инвертором) производится преобразование тока таким образом, что тот приобретает определенную амплитуду и частоту. Затем преобразованный ток подается на статор. Обычно в конструкции используются 6 транзисторов-ключей либо построенная на тиристорах схема.

Схема частотного преобразователя способна обеспечить четкость синусоиды, которую имеет сигнал на выходе, если она собрана с использованием не устаревших тиристоров, а IGBT-транзисторов (они работают как инверторные ключи).

Принцип функционирования частотника

Вообще, полноценный частотник комплектуется следующими устройствами: системой управления, инвертором, управляющим широтно-импульсной модуляцией модулем, диодным силовым выпрямителем, конденсатором фильтра и дросселем. Это его основные структурные элементы. Регуляцию напряжения и частоты на выходе схема преобразователя осуществляет с помощью высокочастотного широтно-импульсного управления. Последнее же имеет зависимость от того, какая периодичность у модуляции.

Модуляцию определяют как отрезок времени, на протяжении которого статором получаются поочередные сигналы посылаемые то отрицательным, то положительным полюсом. Продолжительность данного отрезка модулируется в согласии с законом гармонических частот, который называют синусоидальным. А в обмотках электродвигателя ток подвергается дополнительному преобразованию, и после прохождения фильтра ему присуща четко синусоидальная форма. И, как уже было сказано выше, крайне желательно, чтобы схема частотного преобразователя подключаемого в асинхронные электродвигатели была собрана на IGBT-транзисторах.

Кривую, которую имеет выходное напряжение (а по сути она является ничем иным, как двуполярной последовательностью высокой частоты), создают импульсы, имеющие прямоугольную конфигурацию. Их тоже регулирует широтно-импульсная модуляция. Модулирование ширины, которую имеют импульсы, производится в соответствии с синусоидальным законом. Есть два способа, используя которые схема преобразователя частоты изменяет параметры напряжения на выходе.

Один из этих способов заключается в регуляции значения, которое имеет напряжение на входе, дающей результат в виде изменения амплитуды. Второй способ такой: значение, которое имеет напряжение на входе не изменяется, но делаются корректировки в программе, контролирующей, с какой периодичностью переключаются переключатели (6 транзисторных ключей). Производимые сегодня IGBT-транзисторы делают применение второго из вышеописанных способов более предпочтительным. Соответственно, он очень широко используется. Сегодня уже не так часто встречается схема частотного преобразователя, собранная не на IGBT-транзисторах. ШИМ, конечно, тоже способна выдавать кривую тока, по форме близкую к синусоиде. Однако только потому, что обмотки электродвигателя играют роль фильтра.

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей

Автор Alexey На чтение 5 мин. Просмотров 284 Опубликовано Обновлено

Частотный преобразователь

Все чаще используются асинхронные двигатели показатели, которых в работе значительно выше других электрических машин. Тот, кто решил работать с таким двигателем должен знать, что пусковой ток в среднем в 6 раз превышает номинальный, а также нужно контролировать частоту вращения ротора.

Для того что бы избавиться от данных проблем дополнительно устанавливают частотный преобразователь для электродвигателя. Он поможет более плавно запускать и останавливать двигатель, что поможет значительно продлить срок службы.

Как работает частотный преобразователь

Данный прибор состоит из нескольких деталей, которые проделывают с током определенные манипуляции, чтобы на выходе получить нужные показатели. Принцип действия частотного преобразователя показано на следующем рисунке, который можно объяснить так:

  1. Диодный мост принимает на себя переменный ток синусоидального типа, который имеет напряжение 220 или 380 вольт и выпрямляет его.
  2. Далее идет группа конденсаторов, которая помогает сгладить и отфильтровать электрический ток.
  3. В конце микросхемы и мостовые ключи транзистора (электронная часть) формируют из принесенного тока ток с заданными параметрами.
Схема преобразователя частоты

Принцип работы преобразователя частоты позволяет не только выровнять пусковые токи, но и экономить до половины потребляемого электричества. Фактически, используя преобразователь и асинхронный двигатель, получаем генератор трехфазного напряжения с заданными параметрами частоты и величины.

Как выбрать частотный преобразователь

В продаже универсальные частотные преобразователи для асинхронных двигателей предлагаются по высокой. Для того что бы сделать более дешевую производители вносят только минимальный набор функций. Рассмотрим на что нужно обратить внимание при выборе подходящего прибора:

  • Способ управления. Производители предлагают два способа управления: векторный и скалярный. Векторный способ имеет высокие показатели точности, часто применяются для установки в преобразователь частоты для асинхронных двигателей. Но такие приборы по цене дороже. Более демократичный вариант использование скалярного способа управления. Он немного проще, но может работать только в приделах, заданных показатель. Используют для приборов с небольшими нагрузками.
  • Мощность. Этот показатель должен соответствовать показателям используемого двигателя, но ни в коем случае не может быть идентичным. Лучше брать на 10-15% выше. Стоит обратить внимание и на производителей вашего оборудования. Если он один и тот же, то и двигатель, и преобразователь прослужат значительно дольше, а проводить ремонтные работы будет значительно легче.
  • Напряжение сети. В нашей электрической сети перепады напряжения частое явление, поэтому следует выбирать прибор, который способен работать в более широком диапазоне данного показателя. При сильном падении напряжения прибор может просто отключится, никаких страшных последствий быть не должно. А вот сильный подъем, может вызвать серьезную поломку преобразователя.
  • Частотные показатели. По данному показателю нужно подбирать модель, которая будет вписываться в рамки, рекомендуемые производителем устройства. Только модели на векторном управлении имеют широкий диапазон частотных показателей.
  • Входы. Преобразователи для управления имеют дискретные, аналоговые и цифровые входы. Каждый из них используют для переключения определенных функций. Цифровые служат для того что бы передавать сигналы высокой частоты, которые генерируют датчики угла поворота. Аналоговые – помогают контролировать и настраивать привод в процессе работы. Дискретные входы работают только с двигателем (запускают, останавливают притормаживают и т.д). Чем большее количество входов, тем лучше для управления, но тут возникают проблемы с настройкой прибора.
  • Выходы. Присутствие выходов необходимо для обратной связи с прибором, то есть он мог сообщить о возникшей проблеме. Количество входов и выходов должно быть одинаковым.

Способы подключения

После того как прибор выбран осуществляется подключение частотного преобразователя по подходящей схеме. Подключать к однофазной сети можно преобразователь частоты однофазный и трехфазный. Для трехфазного инвертора следует использовать конденсаторный блок.

Если подключать преобразователь однофазный, то следует использовать схему треугольник. Нужно учитывать, что выходящий ток должен составлять не более 50% от номинального. Перед преобразователем для однофазного электродвигателя должен размещаться автомат, который рассчитан на трехкратную перегрузку фазы, он сможет вовремя отключить систему.

При подключении к трехфазной сети чаще используется схема звезда. Также устанавливается автомат, но для всех фаз один рычаг, чтобы при перегрузке на одной обесточивались все линии одновременно.

Схема подключения частотного преобразователя
Возможные ремонтные действия

В случае, когда частотный преобразователь вышел из строя первое что нужно сделать проверить какой код выдает прибор. Практически все устройство оснащены достойными диагностическими системами и обратной связью. Это позволит быстрее устранить неполадку. Далее нужно проверить настройки, может они были случайно изменены работниками. Но иногда настройки изменяются под воздействием нечеловеческих факторов: при скачках напряжения, во время грозы.

Если произошел сбой в настройках, сначала нужно все сбросить до заводских. Это будут начальные данные при каких преобразователь должен работать обязательно, при отсутствии внутренних неполадок. Если на стандартных данных без нагрузки все работает, значит нужно ввести корректированные данные подходящие для вашего двигателя.

Если переход на заводские настройки не дал ожидаемого результата, то тут следует перейти ко второму этапу диагностики, по неполадкам в деталях преобразователя. Ремонт преобразователей частоты следует осуществлять в сервисных центрах фирмы производителя. Чаще всего работники сервисных центров производят замену неисправной детали.

Среди работников некоторых предприятий есть люди, которые разбираются в работе частотных преобразователей. В таком случае можно попробовать провести ремонтные мероприятия своими силами. Но в таком случае нужно помнить, что производитель может отказать в гарантийном обслуживании своего прибора. Тогда ремонт частотных преобразователей нужно проводить за свой счет.

Статьи — Привод Плюс

  • Эффективные способы уменьшить пусковые токи в электродвигателе

    27.01.2016

    Запуск электродвигателя всегда сопровождается скачкообразным ростом силы тока в обмотках статора и ротора. Это приводит к перегреву, а затем – к  существенному снижению КПД мотора.

  • Эффективные способы улучшить совместимость частотного преобразователя с сетью и нагрузкой

    25.01.2016

    Недостаточная производительность частотного преобразователя иногда объясняется его несовместимостью с питающей сетью или двигателем привода. Это приводит к снижению ресурса устройства. 

  • Чем частотные преобразователи лучше гидромуфт

    23.01.2016

    Регулировать производительность насосных и вентиляторных установок можно при помощи гидромуфты или частотного преобразователя. Оба устройства управляют частотой вращения асинхронного электродвигателя, но делают это по-разному. 

  • Частотные преобразователи с векторным управлением: сфера использования

    22.01.2016

    Преобразователи частоты, базирующиеся на векторном управлении, рассчитаны на значительные нагрузки и обеспечивают постоянство момента на валу двигателя. Это позволяет применять их во многих отраслях промышленности.

  • Целесообразность применения вместе с частотным преобразователем сетевого дросселя

    21.01.2016

    В определенных условиях эксплуатации внедрение в систему дополнительного оборудования позволяет значительно повысить производительность преобразователя частоты. 

  • Функция «работа по расписанию» в преобразователях частоты и устройствах плавного пуска

    20.01.2016

    Специфика многих технологических процессов такова, что некоторые параметры в них должны меняться с определенной периодичностью, например несколько раз в течение суток.

  • Тонкости адаптации двигателя к частотному преобразователю

    19.01.2016

    Применение частотно-регулируемых приводов целесообразно с разными целями. Например, чтобы стабилизировать скорость или момент вращения, синхронизировать работу всех приводов, а также снизить расход энергии, водных и газовых ресурсов, сырья или заготовок. 

  • Самое главное о дистанционном управлении частотными преобразователями

    18.01.2016

    Стоимость преобразователей частоты зависит от их функциональных возможностей. Одна из них – наличие дистанционного управления – способна значительно повысить удобство эксплуатации прибором. Как же реализована эта функция?

  • Роль моторных и сетевых дросселей в работе частотных преобразователей

    16.01.2016

    Совместно с частотным преобразователем часто устанавливают входные и выходные дроссели. Первые называют моторными, вторые – сетевыми. Какие задачи позволяют решить эти устройства?

  • Причины наиболее частых поломок частотных преобразователей

    15.01.2016

    Применение частотных преобразователей помогает повысить срок службы электродвигателя. Однако даже такие надежные и простые агрегаты периодически выходят из строя. От чего же возникают наиболее частые поломки?

  • Применения частотных преобразователей в нефтехимической и нефтегазовой промышленности

    14.01.2016

    Асинхронные двигатели давно стали частью крупных производств различных направлений. Для оптимизации работы нефтехимических и нефтегазовых предприятий применяются частотные преобразователи и устройства плавного пуска. 

  • Преимущества мотор-редукторов Bauer

    12.01.2016

    Агрегаты, объединяющие в единое целое редуктор и электродвигатель, широко используются на предприятиях разного масштаба. Особой популярностью пользуется продукция ведущего производителя Bauer. В чем же преимущественные особенности этого оборудования?

  • Плюсы и минусы покупки нового частотного преобразователя и моделей б/у

    11.01.2016

    В погоне за финансовой выгодой многие смотрят в сторону бывших в употреблении приборов, и дорогостоящий частотный преобразователь – не исключение. Насколько оправдано такое решение и велик ли риск? Что же выбрать и почему?

  • Основные сферы применения устройства плавного пуска

    09.01.2016

    Основная функция устройства плавного пуска – регулировка напряжения, которое подается на асинхронный двигатель. Плавный разгон до номинальной скорости вращения позволяет снизить расходы на электроэнергию и повысить КПД оборудования. 

  • Какой вариант установки частотного преобразователя выбрать: централизованный или децентрализованный

    08.01.2016

    После приобретения частотного преобразователя зачастую возникает вопрос: куда лучше установить агрегат – в специальный шкаф управления или непосредственно на двигатель? У каждого из вариантов есть свои плюсы и минусы.

  • Какие сложности возможны при подключении частотного преобразователя

    07.01.2016

    Выбор производителя, мощности, габаритов устройства – далеко не все вопросы, которые предстоит решить покупателю частотного преобразователя. Для его грамотной установки также необходимо приложить немалые усилия. 

  • Как правильно проверить частотный преобразователь б/у перед покупкой

    06.01.2016

    Покупка частотного преобразователя б/у – это серьезная экономия, однако есть у такого решения масса нюансов. Устройство может иметь слишком малый остаточный ресурс, быть загрязненным внутри или иметь скрытые от глаз дефекты. 

  • Как правильно выбрать частотный преобразователь с учетом особенностей нагрузки

    04.01.2016

    Применение частотного преобразователя позволяет повысить надежность, функциональность и производительность агрегата, работающего на основе электродвигателя. Все это справедливо при условии, что устройство подобрано с учетом особенностей предстоящей нагрузки. 

  • 4 проблемы канализационно-насосных станций, которые можно решить с помощью ЧП или УПП

    03.01.2016

    Внедрение в систему КНС частотного преобразователя или устройства плавного пуска позволяет решить массу проблем и существенно повысить срок эксплуатации оборудования. Рассмотрим четыре наиболее актуальные – и способы их решения.

  • 3 варианта использования шкафов автоматики

    01.01.2016

    Для более эффективного регулирования работы насосов, станков, вентиляторов, систем освещения и другого оборудования на крупных предприятиях и не только устанавливают шкафы автоматики.

  • (PDF) Моделирование преобразователя частоты, используемого в управлении скоростью асинхронного двигателя

    [1]

    Моделирование и моделирование преобразователя частоты

    Используется в управлении скоростью асинхронного двигателя

    Sarvesh Prattipati Dileep Kumar Mandala

    Electronics and Связь, Университет электротехники и электроники KL, Университет KL

    Виджаявада, Индия Виджаявада, Индия

    Эл. Почта: sarvesh378 @ gmail.com E-mail: [email protected]

    Аннотация — Управление скоростью асинхронного двигателя

    очень важно в современной промышленности. Обычно для регулирования скорости используется коробка передач Gear

    , которая потребляет больше энергии.

    В этой статье представлено моделирование преобразователя частоты

    , используемого для управления скоростью асинхронного двигателя

    посредством цифрового подхода, который имеет высокую надежность

    и энергосбережение за счет использования MATLAB / SimulinkTM.

    Преобразователь частоты в основном используется в качестве источника переменной частоты

    для регулировки скорости асинхронных двигателей

    . Схема преобразователя частоты состоит из трехфазного выпрямителя

    , модуля IGBT, звена постоянного тока и трехфазного инвертора

    . Транзисторный трехфазный инвертор преобразует напряжение постоянного тока

    в источник переменного напряжения и переменной частоты

    (VVVF). Обычно используемую батарею конденсаторов

    заменяет LC-фильтр.Индуктор и конденсатор

    используются для уменьшения коммутационных нагрузок, так что

    во время включения инвертора источника напряжения защищается

    пусковыми токами. Схема смоделирована, и на выходе получено

    результатов.

    Ключевые слова — Асинхронный двигатель, ширина импульса

    Модуляция (PWM), MATLAB / SimulinkTM, источник питания переменного напряжения и частоты

    (VVVF).

    И.ВВЕДЕНИЕ

    Трехфазные асинхронные двигатели — это первичные двигатели

    во всех промышленных приложениях на

    на каждой стадии обработки и производства.

    Как правило, эти асинхронные двигатели

    реализованы из-за низкой стоимости и надежности. Этот преобразователь

    преобразует фиксированную частоту линии электропередачи

    в постоянное напряжение постоянного тока через диодный трехфазный выпрямитель

    .Затем инвертор преобразует фиксированную частоту

    линии электропередачи в источник переменного напряжения и переменной частоты

    (VVVF). Привод переменного тока VVVF

    — это силовой электронный контроллер, используемый для управления скоростью

    двигателей переменного тока мощностью 3 л.с. (синхронных или индукционных)

    путем изменения частоты и напряжения, подаваемого на клеммы двигателя

    .

    Кроме того, этот преобразователь может поддерживать высокий коэффициент мощности

    , и он значительно снижает помехи от источника

    переменной частоты для сетевой линии электропередачи.

    Проект моделируется с использованием MATLAB /

    SimulinkTM с использованием различных компонентов, таких как трехфазный выпрямитель

    , звено постоянного тока и модуль IGBT

    , которые составляют работу инвертора. Инвертор

    должен обеспечивать ток двигателя в пределах допустимого уровня пульсаций тока

    , который должен быть ниже

    5% для большинства приложений. MOSFET может быть

    для малой мощности (до нескольких

    кВт) и эффективно работать на частотах до 50 кГц.Этот

    работает с низкой индуктивностью до нескольких сотен мкГн. В

    для поддержания высоких уровней мощности, таких как десятки

    кВт, модули IGBT используются в качестве коммутационных устройств

    и могут переключаться на частоте до 20 кГц. Они доступны в модулях

    , состоящих из двух или шести блоков. Используемый здесь метод модуляции

    — это широтно-импульсная модуляция (ШИМ).

    II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОТОТИПА

    Прототип в основном состоит из трехфазного выпрямителя

    , промежуточного звена постоянного тока инвертора, трехфазного инвертора и асинхронного двигателя

    .Конструктивный аспект состоит из:

    A. Трехфазный выпрямитель

    Выпрямители часто используются в качестве компонентов

    источников питания постоянного тока и систем передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения

    . Ниже приведены входные трехфазные

    напряжений (1) — (3):

    Зачем двигателю переменного тока преобразователь частоты?

    Что такое преобразователь частоты?


    Проще говоря, преобразователь частоты — это устройство преобразования энергии.Преобразователь частоты преобразует базовую синусоидальную мощность с фиксированной частотой и фиксированным напряжением (сетевое питание) в выходной сигнал переменной частоты и переменного напряжения, используемый для управления скоростью асинхронных двигателей.

    Зачем нужен преобразователь частоты?


    Основная функция преобразователя частоты в водной среде — экономия энергии. За счет управления скоростью насоса вместо регулирования потока с помощью дроссельных клапанов можно значительно сэкономить энергию. Например, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии на 50%.Ниже описывается снижение скорости и соответствующая экономия энергии. Помимо экономии энергии, значительно увеличивается срок службы крыльчатки, подшипников и уплотнений.

    Преобразователи частоты


    Доступные во многих различных типах преобразователи частоты предлагают оптимальный метод согласования производительности насоса и вентилятора с требованиями системы. Чаще всего используется преобразователь частоты. Он преобразует стандартную мощность предприятия (220 В или 380 В, 50 Гц) в регулируемое напряжение и частоту для питания двигателя переменного тока.Частота, применяемая к двигателю переменного тока, определяет скорость двигателя. Двигатели переменного тока обычно представляют собой такие же стандартные двигатели, которые могут быть подключены к сети переменного тока. За счет включения байпасных пускателей работа может поддерживаться даже в случае выхода инвертора из строя. Преобразователи частоты

    также обладают дополнительным преимуществом — увеличенным сроком службы подшипников и уплотнений насоса. Поддерживая в насосе только давление, необходимое для удовлетворения требований системы, насос не подвергается воздействию более высоких давлений, чем необходимо. Следовательно, компоненты служат дольше.
    Те же преимущества, но в меньшей степени, применимы и к вентиляторам, работающим от преобразователей частоты.

    Для достижения оптимального КПД и надежности многие специалисты по спецификациям получают от производителей подробную информацию об эффективности преобразователя частоты, требуемом техническом обслуживании, диагностических возможностях преобразователя частоты и общих рабочих характеристиках. Затем они проводят подробный анализ, чтобы определить, какая система даст наилучшую окупаемость инвестиций.

    Дополнительные преимущества преобразователей частоты


    Помимо экономии энергии и лучшего управления технологическим процессом преобразователи частоты могут обеспечить и другие преимущества:
    • Преобразователь частоты может использоваться для управления технологической температурой, давлением или расходом без использования отдельного контроллера.Соответствующие датчики и электроника используются для сопряжения управляемого оборудования с преобразователем частоты.
    • Затраты на техническое обслуживание могут быть снижены, поскольку более низкие рабочие скорости приводят к увеличению срока службы подшипников и двигателей.
    • Устранение дроссельных клапанов и заслонок также устраняет необходимость обслуживания этих устройств и всех связанных с ними элементов управления.
    • Устройство плавного пуска для двигателя больше не требуется.
    • Контролируемая скорость нарастания в жидкостной системе может устранить проблемы гидравлического удара.
    • Способность преобразователя частоты ограничивать крутящий момент до уровня, выбранного пользователем, может защитить приводимое оборудование, которое не может выдерживать чрезмерный крутящий момент.

    Анализировать систему в целом
    Поскольку процесс преобразования входящей мощности с одной частоты на другую приведет к некоторым потерям, экономия энергии всегда должна происходить за счет оптимизации производительности всей системы. Первым шагом в определении потенциала энергосбережения системы является тщательный анализ работы всей системы.Чтобы обеспечить экономию энергии, необходимы подробные знания о работе оборудования и технологических требованиях. Кроме того, следует учитывать тип преобразователя частоты, предлагаемые функции и общую пригодность для применения.

    Внутренняя конфигурация преобразователя частоты
    Преобразователь частоты состоит из трех основных частей:

    • Схема выпрямителя — состоит из диодов, тиристоров или биполярных транзисторов с изолированным затвором. Эти устройства преобразуют мощность сети переменного тока в постоянный ток.
    • Шина постоянного тока — состоит из конденсаторов, которые фильтруют и накапливают заряд постоянного тока.
    • Инвертор — состоит из высоковольтных мощных транзисторов, которые преобразуют мощность постоянного тока в выход переменного тока с переменной частотой и напряжением, подаваемый на нагрузку.

    Преобразователи частоты также содержат мощный микропроцессор, который управляет схемой инвертора для создания почти чистого синусоидального напряжения переменной частоты, подаваемого на нагрузку. Микропроцессор также управляет конфигурациями ввода / вывода, настройками преобразователя частоты, состояниями неисправности и протоколами связи.

    Методика мониторинга вибрации асинхронного двигателя с преобразователем частоты и классификации неисправностей с применением непрерывного вейвлет-преобразования и сверточных нейронных сетей

    Автор

    Включено в список:
    • Томас Зимницкас

      (Каунасский технологический университет, Каунасский технологический университет, LT-51367 Каунас, Литва)

    • Йонас Ванагас

      (Департамент энергетических систем, Каунасский технологический университет, LT-51367 Каунас, Литва)

    • Каролис Дамбраускас

      (Департамент энергетических систем, Каунасский технологический университет, LT-51367 Каунас, Литва)

    • Артурас Калвайтис

      (Каунасский технологический университет, Каунасский технологический университет, LT-51367, Литва)

    Реферат

    В данной статье предлагается тип диагностического прибора для асинхронного двигателя с питанием от преобразователя частоты.Используется универсальный, эффективный и простой метод контроля асинхронных двигателей. Этот метод включает в себя одно устройство измерения вибрации, закрепленное на корпусе двигателя, для обнаружения неисправностей, таких как изношенные или сломанные подшипники, несоосность вала, неисправная опора двигателя, потеря фазы статора и короткое замыкание в одной из фазных обмоток статора. . Затем собранные данные о вибрации стандартизируются, и для выделения признаков применяется непрерывное вейвлет-преобразование (CWT). Используя вейвлеты morl, алгоритм применяется ко всем наборам данных в исследовании, а полученные скалограммы затем передаются в сложную глубокую сверточную нейронную сеть (CNN).Обучение и тестирование проводятся с использованием отдельных наборов данных. Полученная модель смогла успешно классифицировать все дефекты с отличной скоростью и даже отделить механические неисправности от электрических. Самая эффективная модель показала точность 97,53%.

    Предлагаемое цитирование

  • Томас Зимницкас и Йонас Ванагас, Каролис Дамбраускас и Артурас Калвайтис, 2020. « Методика мониторинга вибрации асинхронного двигателя с преобразователем частоты и классификации неисправностей с применением непрерывного вейвлет-преобразования и сверточных нейронных сетей », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol.13 (14), страницы 1-21, июль.
  • Обозначение: RePEc: gam: jeners: v: 13: y: 2020: i: 14: p: 3690-: d: 386138

    Скачать полный текст от издателя

    Исправления

    Все материалы на этом сайте предоставлены соответствующими издателями и авторами. Вы можете помочь исправить ошибки и упущения. При запросе исправления укажите дескриптор этого элемента: RePEc: gam: jeners: v: 13: y: 2020: i: 14: p: 3690-: d: 386138 . См. Общую информацию о том, как исправить материал в RePEc.

    По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, заголовка, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь:. Общие контактные данные провайдера: https://www.mdpi.com/ .

    Если вы создали этот элемент и еще не зарегистрированы в RePEc, мы рекомендуем вам сделать это здесь. Это позволяет привязать ваш профиль к этому элементу. Это также позволяет вам принимать потенциальные ссылки на этот элемент, в отношении которых мы не уверены.

    У нас нет библиографических ссылок на этот товар. Вы можете помочь добавить их, используя эту форму .

    Если вам известно об отсутствующих элементах, цитирующих этот элемент, вы можете помочь нам создать эти ссылки, добавив соответствующие ссылки таким же образом, как указано выше, для каждого ссылочного элемента. Если вы являетесь зарегистрированным автором этого элемента, вы также можете проверить вкладку «Цитаты» в своем профиле RePEc Author Service, так как там могут быть некоторые цитаты, ожидающие подтверждения.

    По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, заголовка, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь: в группу преобразования XML (адрес электронной почты указан ниже).Общие контактные данные провайдера: https://www.mdpi.com/ .

    Обратите внимание, что исправления могут занять пару недель, чтобы отфильтровать различные сервисы RePEc.

    Асинхронный серводвигатель с КПД

    — преобразователь частоты от 50 Гц до 60 Гц, 3 фазы / 400 В, 5,5 кВт Класс защиты IP66 — Simphoenix Electric

    1. ПРОДУКТ ВНЕДРЕНИЕ векторного преобразователя частоты 51S — частотные преобразователи Mitsubishi серии FR-F800 — Simphoenix Electric

    1.Оригинальный серводвигатель — преобразователь частоты 15 кВА — Приводы Simphoenix ElectricVfd — интегрированный серводвигатель переменного тока 36 В 180 Вт с приводом — Simphoenix Electric, приводной двигатель с регулируемой скоростью — привод переменного тока vfd 250 кВт 330 л.с. Электрический. Промышленный серводвигатель — Экономичный преобразователь частоты приводной инвертор солнечной энергии 280 кВт Высокопроизводительный векторный преобразователь переменного тока с переменной частотой — Simphoenix Electric Преобразователь частоты — 220 В 230 В 240 В 32 А 7.Частотно-регулируемый привод 5 кВт VFD 3-фазный привод переменного тока Двигатель, эквивалентный двигателю Vacon Delta Преобразователь частоты — Simphoenix Electric имеет преимущества: достаточная мощность в лошадиных силах, меньшая температура Повышение, частотно-регулируемые приводы переменного тока — Китайская печатная плата инвертора 5 кВт преобразователь солнечного инвертора — Simphoenix Electric, Привод скорости двигателя переменного тока 15 кВт — MR-JE-20A Совершенно новый и оригинальный привод серводвигателя переменного тока Mitsubishi — Simphoenix Electric, малый размер, легкий вес, удобное обслуживание. Кран Vfd — частота 50 Гц / 60 Гц 132 кВт трехфазный двигатель, преобразователь частоты / привод переменного тока — Simphoenix Electric.

    2. Преобразователь частоты Привод двигателя переменного тока — ZVF300 0,75–11 кВт 1 л.с. – 15 л.с. 50 Гц 60 Гц VFD 3-фазный инвертор VFD, VSD, преобразователь частоты — Simphoenix Electric в Южной Америке — Simphoenix Electric широко используется в воздушном компрессоре, одиночный серводвигатель переменного тока — USFULL vfd, однофазный преобразователь частоты 220v, преобразователь частоты 220v / 380v, однофазный vfd, частотный преобразователь — Simphoenix Electric, Pump Vfd — привод серводвигателя переменного тока Panasonic SV-DB100-0R4-2-1R + SV-ML06-0R4G-2-1A0 400 Вт — Simphoenix Electric, сервомотор Invt — Гибридный солнечный инвертор с источником питания переменного тока и постоянного тока New Energy Преобразователь частоты 1 кВт 60 Гц 50 Гц — Simphoenix Electric, солнечный инвертор с зарядным устройством — ОДНОФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР VFD 4 кВт 5 л.с. ПЕРЕМЕННАЯ ЧАСТОТА — Simphoenix Electric, VFD с функцией Plc — Китайские производители VFD 50 Гц 60 Гц по низким ценам — Simphoenix Electric..

    3. сервомотор и привод — программа инноваций Инвертор частоты 7,5 кВт, специально для привода переменного тока лифта, замкнутый контур разомкнутого цикла — Simphoenix Electric: 110 В, 220 В, 380 В переменного тока

    4. Частота: 50 Гц, высоковольтный привод переменного тока — высокочастотный гибридный преобразователь солнечной энергии Micro Control с зарядным устройством китайского производителя — Simphoenix Electric

    5.3 Фазный привод переменного тока — A510-4215-h4 215HP, 400 Гц, 3 фазы, 380 В переменного тока, преобразователь частоты 160 кВт — Simphoenix Electric: 1 / 6HP, 1 / Двигатель переменного тока — привод переменного тока среднего напряжения WOLONG Rongxin RMVC 5100, 200 кВт 14 МВт 3 кВ 13.Преобразователь частоты 8 кВ — Simphoenix Electric, однофазный серводвигатель переменного тока — 3-фазный привод переменного тока мощностью 2,2 кВт, преобразователь частоты, тонкий тип 380 В — Simphoenix Electric, преобразователь частоты переменного тока с 1 / векторным управлением — бестселлер серводвигатель переменного тока 200 Вт, 3000 об / мин и привод — Simphoenix Electric, 3 / Двигатель переменного тока Привод переменного тока — WOLONG Rongxin Привод переменного тока среднего напряжения RMVC 5100, 200 кВт 14 МВт 3 кВ преобразователь частоты 13,8 кВ — Simphoenix Electric, 1 л.с.

    6. В комплекте класс защиты: IP24

    7.Изоляция класс: E

    8. Охлаждение метод: ODP

    9. Эксплуатация режим: S1 (непрерывная работа)

    Примечание : Высокопроизводительный векторный Vfd — Китай Высокопроизводительный трехфазный сервопривод переменного тока 220 В заменяет сервоусилитель Yaskawa — Simphoenix Electric, привод переменного тока с управлением по разомкнутому контуру — OEM High 12v 24v 48v dc to ac 110v 220v Variable-Frequency Drive инвертор — Simphoenix Electric, серводвигатель с энкодером — Самый дешевый CE / FCC в Китае 1.Контроллер скорости двигателя 5 кВт / преобразователь частоты 50 60 Гц — Simphoenix Electric, мы можем настроить для некоторых Привод переменного тока солнечного насоса с Mppt — Регулятор скорости двигателя CE / ISO 3 фазы, преобразователь частоты 5.5 кВт — Simphoenix Electric.

    2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

    Блок выключения частотно-регулируемого привода — Китай Производители частотно-регулируемых приводов Однофазный преобразователь частоты в трехфазный 1,5 кВт 2,2 кВт преобразователь частоты переменного тока для водяного насоса двигателя — Simphoenix Electric:

    Модель

    Inverter Converter Ac Drive — Профессиональный поставщик оборудования Инверторный преобразователь 400 Гц — Simphoenix Electric (W)

    Поляки

    Преобразователь частоты Sunfar / инвертор — 1 кВт 2 кВт 3 кВт сервопривод переменного тока с высоким крутящим моментом и низкой частотой вращения однофазный серводвигатель переменного тока Электрический серводвигатель переменного тока 220 В — Simphoenix Electric (V)

    Скорость об / мин (50 / Регулятор скорости — 7.3-фазный преобразователь частоты привода переменного тока с частотным преобразователем, 5 кВт — Simphoenix Electric)

    Количество фаз

    Ю-51СФ

    250 (однофазный серводвигатель переменного тока — 3-фазный привод переменного тока мощностью 2,2 кВт, преобразователь частоты, тонкий тип 380 В — Simphoenix Electric)

    4

    220

    1450/1750

    1

    YS-51F

    370 (1 / Vector Control Ac Variable Frequency Inverter — самый продаваемый серводвигатель и привод переменного тока мощностью 200 Вт, 3000 об / мин — Simphoenix Electric)

    4

    380

    1450/1750

    3


    НПП «ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ-КОМПЛЕКС»

    Общие характеристики

    Преобразователь частоты (ПЧ) преобразует переменный ток с частотой 50 Гц, напряжением 6 кВ или 10 кВ в трехфазное напряжение переменной величины и частоты.

    Преобразование частоты происходит в условиях низкого напряжения, схема преобразования показана на следующем рисунке.

    Функциональная схема двухтрансформаторного преобразователя частоты

    Преобразователь частоты с низковольтным переходным звеном предназначен для управления асинхронными электродвигателями мощностью от 250 до 1250 кВт и напряжением 6 и 10 кВ.
    В зависимости от мощности преобразователя, низковольтная перемычка может быть переведена на напряжение 0.4 кВ или 0,69 кВ.

    Преимущества ПЧ по двухтрансформаторной схеме:

    • простое обслуживание преобразователя низкого напряжения;
    • синусоидальное напряжение на выходе ПЧ;
    • меньшие габаритные размеры по сравнению с высоковольтным преобразователем;
    • более низкая стоимость по сравнению с высоковольтным преобразователем и, как следствие, меньший срок окупаемости.

    Внешний вид преобразователя частоты на номинальный ток 1260А

    Преобразователь частоты обеспечивает:

    • Пуск двигателя и регулировка скорости;
    • Реверс;
    • Разгон, торможение, выключение;
    • Защита двигателя и преобразователя;
    • Динамическое торможение при отключении;
    • «Подобрать» в движении;
    • ПИ-регулирование технологических параметров;
    • Предустановленные параметры скорости;
    • Автоматическое повторное включение;
    • Линейный или S-образный регулятор скорости.

    Преобразователь состоит из

    • понижающий трансформатор;
    • Преобразователь частоты низковольтный
    • серии РС5 в составе:
      • выключатель автоматический;
      • Блок питания преобразователя
      • ;
      • Система управления
      • ;
    • фильтр синусный;
    • Повышающий трансформатор
    • .
    Система защиты
    • защита от токов короткого замыкания;
    • защита от запрещенной перегрузки по току;
    • сброс или недопустимое снижение входного напряжения питания;
    • недопустимое увеличение входного напряжения питания;
    • перегрев полупроводниковых силовых устройств;
    • обрыв фазы входного и выходного напряжений;
    • защита от короткого замыкания на массу;
    • защита двигателя от перегрева.

    Интерфейсы:

    • поддержка сетевых интерфейсов, таких как Profibus DP, Modbus, Ethernet, CAN;
    • гибкая структура системы контроля и регулирования, открытая для мониторинга и управления из АСУ ТП через сетевые интерфейсы.

    Основные характеристики преобразователя соответствуют характеристикам низковольтных преобразователей частоты серии РС5.

    % PDF-1.4 % 2 0 obj >>>] / ON [57 0 R] / Order [] / RBGroups [] >> / OCGs [57 0 R 106 0 R] >> / Страницы 1 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 105 0 объект > / Шрифт >>> / Поля 110 0 R >> эндобдж 56 0 объект > поток 2017-09-22T11: 51: 42 + 08: 002017-10-01T13: 03: 35 + 02: 002017-10-01T13: 03: 35 + 02: 00PDF-XChange Printer 2012 (5.0, сборка 265) [Windows 7 Ultimate Professional (сборка 7601: пакет обновления 1)] application / pdfuuid: 46628a5b-16f8-46a2-8168-fddc1b4e6773uuid: aed6b091-f03a-4bdc-b6b2-1ce050d2cb9f конечный поток эндобдж 1 0 объект > эндобдж 4 0 obj > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 12 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 28 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 37 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 54 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 162 0 объект > поток HtWr} W # 2! / ZRN% ͚> @ D 14

    Моделирование судового асинхронного валогенератора и имитация состояния подсинхронизации

    Судовой асинхронный валогенератор нового типа имеет преимущества регулируемого возбуждения и коэффициента мощности по сравнению с традиционный синхронный валогенератор и широко используется.Однако традиционная система моделирования синхронного валогенератора до сих пор используется в отечественных тренажерах судовых электростанций, что серьезно ограничивает обновление подготовки экипажей. Чтобы преодолеть нехватку системы моделирования валогенератора с двойным питанием для симулятора судовой энергетической установки, в данной статье впервые создается математическая модель судовой системы вала с двойным питанием в соответствии с характеристиками машины с двойным питанием и судовой валогенератор. В этой статье реализовано разделение мощности за счет ориентации магнитного потока статора, а также моделируется и анализируется асинхронный валогенератор в подсинхронных рабочих условиях.Тенденция изменения каждой физической величины в форме волны моделирования соответствует математическим соотношениям фактической физической величины, что доказывает правильность математической модели и закладывает теоретическую основу для разработки системы моделирования асинхронного валогенератора.

    1. Введение

    Судовой асинхронный валогенератор отличается от традиционного синхронного валогенератора. Он имеет много замечательных характеристик, но традиционный синхронный валогенератор не имеет таких характеристик.Эти замечательные характеристики включают регулируемый коэффициент мощности, широкий диапазон изменения скорости и небольшую емкость преобразователя. Емкость преобразователя — это всего лишь мощность скольжения. Он подходит для систем выработки электроэнергии с регулируемой скоростью и постоянной частотой, таких как частота вращения главного двигателя корабля, которая часто меняется из-за сложных и изменчивых морских условий. Поэтому асинхронный генератор больше подходит для судового валогенератора, чем синхронный генератор.Статор морского асинхронного валогенератора подключен к морской электросети, и обмотка ротора обычно обеспечивает трехфазный низкочастотный ток возбуждения с регулируемой амплитудой, частотой, чередованием фаз и фазой через сдвоенный преобразователь ШИМ [1] .

    Судовой асинхронный валогенератор — это новый тип судового валогенератора, который выполняет функцию энергосбережения и защиты окружающей среды и постепенно заменит традиционный синхронный валогенератор.Он будет способствовать обновлению системы судового валогенератора и постепенно выйдет на лидирующие позиции в системе судового валогенератора. Однако обновление морского механического и электрического оборудования поставит перед морскими инженерами или инженерами-электриками задачу обновления знаний и навыков эксплуатации. Также большой трудностью является повышение уровня управления и опыта эксплуатации системы судового асинхронного валогенератора за короткое время.Эффективный метод — использовать симулятор судовой электростанции, чтобы обучить их, не управляя реальным кораблем.

    Но в настоящее время в имитаторе морской электростанции нет судовой системы асинхронного валогенератора. В сложившейся ситуации обучение экипажа морского асинхронного валогенератора проводится только на базе синхронного валогенератора в устной форме, без реальной работы на судовом асинхронном валогенераторе. Это значительно отстает от обновления существующего электромеханического оборудования.Создание системы моделирования судового асинхронного валогенератора имеет большое значение для содействия развитию судовых электронных и электрических технологий и даже развитию судоходства.

    Необходимым условием для разработки системы моделирования судового асинхронного валогенератора является правильное математическое моделирование системы. Правильность и достоверность математической модели очень важны, потому что только правильная и полная математическая модель может точно отражать типичные характеристики и динамический процесс в реальном времени системы судового валогенератора [2, 3].

    2. Математическая модель
    2.1. Структурная схема судового асинхронного валогенератора

    В соответствии с принципом работы судового главного двигателя и валогенератора структурная схема судовой асинхронной валогенераторной системы спроектирована, как показано на рисунке 1. Система использует избыточную мощность главный двигатель приводит в движение воздушный винт для привода асинхронного генератора для выработки электроэнергии. Скорость вращения вала главного двигателя корабля будет изменяться в зависимости от состояния моря и водного пути, что привело к соответствующему изменению скорости ротора (обозначенной буквой n , как показано на рисунке 1) асинхронного генератора.Следовательно, морской асинхронный валогенератор может работать в разных рабочих состояниях, таких как подсинхронизация, синхронизация и суперсинхронизация.


    Чтобы гарантировать постоянство частоты выходного напряжения статора морского асинхронного валогенератора при различных рабочих условиях, в системе используется двойной ШИМ-преобразователь для реализации возбуждения переменного тока. Двойной ШИМ-преобразователь выпрямляет переменный ток морской электросети в постоянный ток, а затем преобразует его в подходящий переменный ток с определенной амплитудой, определенной частотой и определенной фазой и отправляет его на ротор морского асинхронного валогенератора для возбуждения. .

    Предполагается, что обмотка ротора и обмотка статора симметричны, а количество пар полюсов составляет p . Когда напряжение с частотой f 1 , поступающее от судовой электросети, подается на статор асинхронного генератора, обмотка статора протекает через трехфазный симметричный переменный ток, который создает вращающееся магнитное поле на статоре. . Скорость вращения вращающегося магнитного поля выражается буквой n 1 .Связь между скоростью вращения вращающегося магнитного поля и числом полюсов (обозначается буквой p ) может быть представлена ​​следующей формулой:

    Аналогично, когда ток возбуждения ротора с определенной частотой (выражается как letter f 2 ) применяется к трехфазной симметричной обмотке ротора, создается вращающееся магнитное поле относительно самого ротора. Соответствующие скорость и частота выражаются как n 2 и f 2, соответственно, что также соответствует выражению, показанному как формула (1).

    Из формулы (1) видно, что частота (обозначенная буквой f 2 ) тока возбуждения, идущего от ротора, определяет скорость (выраженную буквой n 2 ) соответствующего магнитного поля. вращение [4], а последовательность фаз тока возбуждения определяет направление вращения соответствующего магнитного поля [5].

    Когда частота судовой электросети составляет 50 Гц, скорость вращающегося магнитного поля статора морского асинхронного валогенератора выражается буквой n 1 .Чтобы гарантировать, что частота (обозначенная буквой f 1 ) напряжения статора морского асинхронного валогенератора постоянна при различных скоростях ротора, синхронная скорость статора (выраженная буквой n 1 ) должна быть постоянной. .

    Следующее выражение может быть получено из принципа рисунка 1 и формулы (1):

    То есть, когда скорость ротора (обозначенная буквой n ) не равна синхронной скорости (выраженной буквой n 1 ) статора, частота тока возбуждения ротора (выраженная буквой f 2, соответствующая скорость вращающегося магнитного поля, выраженная буквой n 2 ) и последовательность фаз тока возбуждения ротора можно отрегулировать, чтобы обеспечить постоянство синхронной скорости статора (обозначенной буквой n 1 ) или соответствующей частоты (обозначенной буквой f 1 ).Есть три различных отношения между фактической скоростью ротора и синхронной скоростью статора. Эти три отношения больше, равны и меньше. Согласно этим трем различным отношениям скоростей морской асинхронный валогенератор будет работать в трех различных состояниях. Это суперсинхронизация, синхронизация и подсинхронизация. В этой статье только обсуждается и анализируется рабочее состояние подсинхронизации морского асинхронного валогенератора.

    2.2. Допущения при моделировании

    Перед созданием математической модели морского асинхронного валогенератора необходимо сделать следующие предположения [6]: (1) Обмотка статора и обмотка ротора полностью симметричны, а положение в пространстве составляет 120 ° друг к другу. . Магнитная движущая сила синусоидально распределена по окружности воздушного зазора, и гармоники не учитываются. (2) Эффектом насыщения магнитного пути следует пренебречь. Предполагается, что взаимная индуктивность и самоиндукция обмоток линейны.(3) Влияние частоты и температуры на сопротивление обмотки статора и обмотки ротора будет игнорироваться. (4) Потери на гистерезис и потери на вихревые токи будут проигнорированы. (5) Трение и потребляемая мощность между главным валом гребного винта и коробкой передач. рассматриваться не будет; трение и потребляемая мощность между редуктором и ротором пока не рассматриваются. (6) Соглашение о двигателе будет принято в отношении различных физических величин, включая ток, напряжение и магнитную связь статора и ротора.

    2.3. Математическая модель
    2.3.1. Математическая модель в
    d q Система координат

    (1) Выражение баланса энергии . Из рисунка 1 видно, что энергопоглощение морского асинхронного валогенератора состоит из двух частей. Одна часть энергии поступает от главного двигателя корабля, который обозначается буквой P SG . Другая часть идет от преобразователя мощности, который обозначается буквой P C .Две части энергии передаются в судовую электросеть через судовой асинхронный валогенератор. В случае игнорирования потерь в судовой электросети полная выходная мощность морского асинхронного валогенератора равна суммарной мощности, потребляемой всеми нагрузками в судовой электросети [7, 8]. Уравнение баланса энергии системы выглядит следующим образом:

    В уравнении баланса энергии, показанном как формула (3), буква P M используется для обозначения выходной мощности главного двигателя корабля; буква P P обозначает мощность, потребляемую гребным винтом судна; буква P SG используется для обозначения мощности, передаваемой основным двигателем на валогенератор через коробку передач; буква ( P L ) SG обозначает общую мощность, передаваемую морским асинхронным валогенератором в судовую электросеть; буква P C представляет электрическую мощность, подаваемую двойным ШИМ-преобразователем на сторону ротора асинхронного генератора; формула используется для представления электроэнергии, потребляемой всеми электрическими нагрузками на судне в текущих навигационных условиях; буква означает КПД морского асинхронного валогенератора.

    (2) Выражение связи потока . Выражение потокосцепления обмоток статора и обмоток ротора в системе координат d q описывается следующим образом:

    Следы физических величин статора и ротора представлены цифрами 1 и 2, соответственно, в выражении ( 4). Буква L представляет индуктивность, поэтому буква L 1 представляет реактивное сопротивление обмотки статора. Буква R обозначает сопротивление, поэтому буква R 1 обозначает сопротивление обмотки статора.Другие буквы имеют схожее физическое значение.

    (3) Выражение напряжения . Выражение напряжения обмоток статора и обмоток ротора в системе координат d q описывается следующим образом:

    В формуле (5) формула, описанная как, используется для представления электрической угловой скорости скольжения; буква D обозначает дифференциальный привод.

    Комбинируя формулу (4) и формулу (5), выражение напряжения можно переписать следующим образом:

    (4) Выражение мощности статора .Выражение активной мощности статора и реактивной мощности статора можно описать следующей формулой:

    Из выражения (7) и формулы (6) видно, что составляющая напряжения и составляющая тока на d q оси связаны и должны быть развязаны.

    2.3.2. Математическая модель в системе координат
    M T

    Согласно выражению мощности, показанному в формуле (7), активная мощность и реактивная мощность статора определяются составляющими напряжения и тока на d q ось.Поскольку напряжение и ток оси d q можно контролировать независимо, можно реализовать разделение активной мощности и реактивной мощности. Для реализации развязки вышеупомянутая математическая модель должна быть переписана с ориентацией потока статора в системе координат M T . Векторное соотношение между различными параметрами статора и ротора в разных системах координат показано на рисунке 2.


    Согласно соотношению между параметрами на рисунке 2, выражение мощности (7) может быть переписано в M Система координат T как формула (8), а взаимосвязь между составляющими тока статора и тока ротора на оси T может быть описана как выражение (9).

    В уравнении (9) буква представляет потокосцепление, показанное следующим образом:

    Из уравнения (9) можно сделать вывод о том, что сумма двух составляющих тока равна нулю, что описывается следующим образом:

    Если потокосцепление статора ориентировано по оси M , потокосцепление (обозначенное буквой) и составляющая напряжения статора на оси T будут постоянными; составляющая напряжения статора на оси M равна нулю, что можно описать следующим образом:

    Согласно формуле (9), формуле (10), формуле (11) и формуле (12), активная мощность и реактивная мощность статора, показанная в уравнении (8), может быть переписана следующим образом:

    Из уравнения (13) видно, что активная мощность статора (выраженная буквой P 1 ) пропорциональна напряжению статора. составляющая на оси T (обозначенная буквой) и составляющая тока ротора на оси T (обозначенная буквой).Из уравнения (14) видно, что реактивная мощность статора Q 1 связана с тремя физическими величинами, которые включают составляющую напряжения статора на оси T (обозначенную буквой), ток ротора. компонент на оси M (обозначается буквой), а константа обозначается как.

    Для реализации развязки на основе выражения (13) управление активной мощностью принимается в качестве внешнего контура управления составляющей тока ротора на оси M , а управление реактивной мощностью используется в качестве внешнего контур управления составляющей тока ротора по оси T .Другими словами, выходной сигнал, генерируемый регулятором мощности, используется как заданный сигнал управления током ротора.

    В этой статье составляющая входного тока ротора на оси M и T -оси, представленная значками и, используется для управления выходным током на стороне статора, обозначается соответственно и. В сочетании с литературой 9 [9] принято управление IP. Чтобы выражение было более лаконичным, пусть, и. В соответствии с выражением (5) может быть получена следующая формула:

    Из формул (15) — (18) есть четыре неизвестных и четыре уравнения [10, 11].После решения четырех неизвестных они переносятся в формулу (13) и формулу (14). Согласно формуле (12) можно получить выражение развязки мощности статора, показанное следующим образом:

    3. Моделирование

    Согласно вышеприведенной математической модели, описанной как формула (9) в формулу (16), процесс изменения крутящего момента, скорости, тока, напряжения, реактивной мощности и активной мощности морского асинхронного валогенератора в подсинхронном состоянии получается с помощью программного обеспечения для моделирования под названием Matlab / Simulink.

    3.1. Модуль моделирования системы

    В соответствии с рабочим механизмом морского асинхронного валогенератора, функциональными характеристиками преобразователя на стороне ротора и преобразователя на стороне сети модуль моделирования части системы, показанный на рисунке 3, построен в среде Simulink.


    В моделировании значение напряжения на шине постоянного тока (обозначенное буквой U DC ) составляет 460 В. Напряжение линии электросети корабля установлено на 190 В, а коэффициент трансформации трансформатор 380/190.Трехфазная симметричная чисто резистивная нагрузка ( R = 50 Ом) подключена звездой. Если предположить, что частота вращения главного двигателя корабля постоянна, крутящий момент морского асинхронного валогенератора составляет 5 Н · м, что позволяет ему работать в подсинхронном состоянии. Параметры морского асинхронного валогенератора показаны в таблице 1.

    9039 Форма волны моделирования
    3.2.1. Скорость ротора

    Когда судно стабильно движется по морю на полной скорости, он с постоянным крутящим моментом направляется в морской асинхронный валогенератор.

    Судовой асинхронный валогенератор запускается при этом крутящем моменте, а скорость ротора будет постепенно увеличиваться и достигать стабильного состояния. Соответствующий сигнал скорости показан на рисунке 4.


    На рисунке 4 примерно через 1,6 с скорость ротора может быть в основном стабильной, примерно 1340 об / мин, что ниже, чем синхронная скорость (обозначается буквой . № 1 ).Синхронная скорость составляет 1500 об / мин, потому что полюсов (обозначенных буквой p ) два, как показано в таблице 1. Судовой асинхронный валогенератор будет работать в подсинхронном состоянии.

    3.2.2. Форма волны крутящего момента

    Когда судно устойчиво движется на полной скорости по морю, крутящий момент, передаваемый на морской асинхронный валогенератор, будет постоянным, и соответствующий процесс изменения электромагнитного крутящего момента морского асинхронного валогенератора показан на рисунке 5.


    Когда время (обозначенное буквой t ) равно нулю, морской асинхронный валогенератор запускается от крутящего момента главного двигателя. В течение периода пуска 0–1,6 с форма кривой крутящего момента сильно меняется. После 1,6 с стабильности электромагнитный крутящий момент составляет около -5 Н · м. Электромагнитный момент отрицательный, что означает, что направление электромагнитного момента противоположно направлению скорости ротора.

    3.2.3. Линейное напряжение преобразователя на стороне ротора

    Линейное напряжение между фазой A и фазой B преобразователя на стороне ротора показано на рисунке 6, которое составляет около 460 В и в основном стабильное и обеспечивает возбуждение ротора.Значение напряжения, показанное на рисунке 6, соответствует значению настройки напряжения 460 В промежуточной шины постоянного тока с двойной ШИМ. Из рисунка 6 видно, что частота напряжения относительно высока до 1,6 секунды на этапе запуска морского асинхронного валогенератора, а через 1,6 секунды частота становится ниже и почти не меняется. Форма волны напряжения обычно стабильна. А судовой асинхронный валогенератор находится в стабильном подсинхронном состоянии.


    3.2.4. Компоненты напряжения и тока ротора на оси
    d и q оси

    Компоненты напряжения и тока ротора на оси d и q оси показаны на рисунках 7 и 8. , который обычно составляет около 1,6 секунды. Нестабильное состояние до 1,6 секунды определяется как процесс запуска морского асинхронного валогенератора.



    Из рисунков 7 и 8 видно, что компоненты напряжения ротора и тока ротора на оси d и q -оси после стабилизации постоянны, без изменения, а частота равна нулю. .

    3.2.5. Трехфазный ток ротора

    Форма волны тока ротора фазы A показана на рисунке 9 (a), а форма волны тока ротора фазы ABC показана на рисунке 9 (b). Морской асинхронный валогенератор переходит в стабильное состояние примерно через 1,6 секунды после запуска, а величина и частота тока возбуждения ротора остаются неизменными после стабилизации.

    3.2.6. Активная мощность и реактивная мощность

    Формы сигналов моделирования активной и реактивной мощности в подсинхронном состоянии показаны на рисунке 10.Отрицательный знак, показанный на рисунке 10, означает выходную мощность генератора. Реактивная мощность и активная мощность стабильны через 1,6 секунды, а реактивная мощность (обозначенная буквой Q 1 ) равна примерно нулю после стабилизации, активная мощность (обозначенная буквой P 1 ) равна примерно постоянный.


    3.2.7. Напряжение статора и ток статора

    Чтобы отобразить тенденцию изменения тока фазы A статора и напряжения фазы A в одной и той же координате, ток усиливается в −10 раз.Увеличение отрицательное, потому что в процессе моделирования используется моторное соглашение; фаза напряжения и тока противоположна. В противном случае, поскольку значение тока слишком мало, изменение течения тока нельзя будет четко увидеть в той же системе координат, что и напряжение. Форма волны моделирования формы волны напряжения статора и тока статора показана на рисунке 11 (a) с отрицательной десятикратной формой волны тока.

    Из рисунка 11 (а) видно, что период напряжения статора А-фазы и тока А-фазы равен 0.02 с. То есть частота 50 Гц. Поскольку данная нагрузка представляет собой чисто резистивную нагрузку, напряжение и ток в результатах моделирования имеют одинаковую частоту и фазу, а фактическая форма волны тока фазы А статора показана на рисунке 11 (b).

    3.3. Анализ результатов моделирования формы волны

    Напряжение и ток фазы А статора на рис. 11 (а) имеют одинаковую частоту и одинаковую фазу. Можно сделать вывод, что реактивная мощность равна нулю, что согласуется с формой сигнала моделирования нулевой реактивной мощности, описанной на рисунке 10, и согласуется с предпосылкой моделирования, что нагрузка представляет собой чисто резистивную нагрузку.

    Ток фазы А статора (пиковое значение около 3 А) показано на рисунке 11 (b), а напряжение статора (пиковое значение около 160 В) показано на рисунке 11 (а), и может быть рассчитана соответствующая мощность, включая активную мощность и реактивную мощность; коэффициент мощности также может быть рассчитан. Расчетная активная мощность составляет около 720 Вт, реактивная мощность равна нулю, соответствующий коэффициент мощности равен 1. Расчетные результаты согласуются с формами сигналов моделирования, показанными на рисунке 10.

    Согласно расчетной активной мощности 720 Вт и скорости 1340 об / мин, описанным на рисунке 4, соответствующий крутящий момент может быть рассчитан при условии моделирования, который составляет около 5 Н · м. Результаты расчета крутящего момента согласуются с формой волны электромагнитного моделирования, показанной на рисунке 6.

    Согласно кривой скорости 1340 об / мин, показанной на рисунке 4, можно рассчитать соответствующую частоту скорости ротора, которая составляет около 44,7 Гц. Сумма этой частоты со значением 44.7 Гц, а частота тока возбуждения ротора, показанная на рисунке 9 (около 5,5 Гц), составляет 50,17 Гц, что в основном соответствует соответствующей частоте (50 Гц) синхронной скорости статора, поскольку при чтении изображений могут быть некоторые ошибки.

    4. Эксперимент
    4.1. Обзор экспериментальной платформы

    Аппаратная часть экспериментальной платформы морского асинхронного валогенератора в лаборатории в основном включает в себя главную схему и схему управления, которая в основном состоит из двигателя переменной частоты, используемого для моделирования главного двигателя корабля, асинхронного генератора, трансформатор, преобразователь частоты, двойной преобразователь ШИМ, реакторы и реле, подключенное к сети.Принципиальная схема показана на рисунке 12.


    На рисунке 12 городская мощность на стене лаборатории используется для моделирования судовой электросети напряжением 380 В. Преобразователь частоты приводит в действие двигатель переменной частоты, имитирующий главный двигатель корабля. Устанавливаются разные частоты для имитации скорости основного двигателя в разных рабочих условиях. Двигатель переменной частоты приводит в действие асинхронный генератор для выработки электроэнергии. Вышеупомянутое оборудование вместе составляет экспериментальную платформу морского асинхронного валогенератора.Выходное напряжение статора валогенератора с двойным питанием может быть подключено к электросети корабля через главный выключатель, показанный на Рисунке 12, после понижающего трансформатора. Коэффициент трансформации трехфазного трансформатора равен 2 (380/190). В то же время напряжение подается на выпрямительный каскад двойного ШИМ-преобразователя. А инверторный каскад двойного ШИМ-преобразователя выдает синусоидальный переменный ток на ротор генератора с двойной подачей на валу для возбуждения.

    Аппаратное обеспечение экспериментальной платформы показано на рисунке 13.Мощность преобразователя частоты, двигателя переменной частоты и асинхронного генератора составляет 3,7 кВт, 7,5 кВт и 6 кВт соответственно, а пары полюсов двигателя переменной частоты и генератора с двойным питанием равны 2. Максимальная скорость двигатель с регулируемой частотой и генератор с двойным питанием — 1800 об / мин.

    4.2. Результаты экспериментов. показано на рисунке 12.Сдвоенный преобразователь ШИМ введен в действие для исправления. Напряжение на промежуточной шине постоянного тока будет постепенно увеличиваться и, наконец, стабилизируется на уровне 460 В, который подготовлен для возбуждения ротора.

    Скорость моделируемого основного двигателя устанавливается преобразованием частоты, и в то же время ротор асинхронного генератора приводится во вращение. Частота преобразователя частоты изменяется, чтобы реализовать изменение скорости главного судового двигателя, моделируемое двигателем с регулируемой частотой.Скорость ротора стабильна на уровне 1340 об / мин за счет изменения частоты преобразователя частоты. Судовой асинхронный валогенератор будет работать в подсинхронном режиме. Нагрузка в эксперименте представляет собой трехфазную симметричную нагрузку с чистым сопротивлением (обозначенную буквой R L , R L = 50 Ом), соединенную звездой.

    Формы сигналов результатов экспериментов показаны на рисунках 14–16.




    4.2.1. Форма волны напряжения шины постоянного тока

    Стабильная форма волны напряжения шины постоянного тока показана на рисунке 14, и она составляет 460 В после стабилизации, что закладывает основу для обеспечения подходящего тока возбуждения ротора. Экспериментальная форма волны согласуется с формой волны моделирования 460 В, показанной на рисунке 6.

    4.2.2. Форма волны тока возбуждения ротора в подсинхронном состоянии

    Экспериментальная форма волны трехфазного тока обмотки ротора во время стабильной подсинхронной работы показана на рисунке 15.

    Период тока возбуждения ротора в подсинхронном стабильном состоянии можно считать из рисунка 15 следующим образом:

    Из формулы (20) период (обозначенный буквой T ) тока возбуждения ротора составляет 0,18 секунды. Можно рассчитать, что частота тока возбуждения ротора (обозначенная буквой f 2 ) составляет:

    Из-за наличия ошибки в считывании графиков расчетная частота, описываемая как формула (21), в основном согласуется. с частотой скольжения, соответствующей частоте вращения ротора 1340 об / мин.А частота скольжения представлена ​​буквой f s , что показано в следующей формуле:

    4.2.3. Напряжение статора и ток статора

    Напряжение и ток фазы A статора показаны на рисунке 16.

    Чтобы иметь возможность видеть тенденцию изменения и фазовое соотношение напряжения и тока в той же системе координат, форма выходного сигнала экспериментальный ток, показанный на рисунке 16, был в 4 раза больше фактического тока.Из рисунка 16 видно, что напряжение и ток статора представляют собой синусоидальный переменный ток с тем же периодом и одинаковой частотой, амплитуда напряжения составляет 160 В, а амплитуда тока составляет около 3 А. Период (представленный letter T ) можно рассчитать следующим образом:

    Фаза между током статора фазы A и напряжением статора фазы A противоположна. Причина в том, что направление тока при экспериментальном измерении противоположно фактическому направлению тока генератора.Фактическое направление формы волны тока противоположно форме волны тока на Рисунке 16. Разность фаз составляет 180 °, как показано на Рисунке 16. Следовательно, на Рисунке 16 тенденция изменения выходного напряжения статора и тока статора согласуется с этим. сигнала моделирования, показанного на рисунке 11.

    4.3. Резюме

    Из сравнения формы волны моделирования и экспериментальной формы волны можно сделать следующие выводы: (1) Значение, частота и тенденция изменения параметров статора и ротора на диаграмме моделирования согласуются с экспериментальными результатами.(2) Поскольку влияние температуры, частоты и других физических параметров на сопротивление обмотки статора и ротора игнорируется в процессе моделирования, результаты моделирования обычно более гладкие, чем экспериментальные, а гармоники меньше. (3) Приведенные выше результаты моделирования хорошо согласуются с реальной ситуацией, что доказывает правильность математической модели, которая помогает при разработке симулятора морского асинхронного валогенератора.

    Разное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


    Имя Значение

    U 9055 V 380
    P e (кВт) 6
    f 1 (Гц) 50
    J (кг · м 2 ) 0.05
    R 1 (Ом) 1,37
    L 1 (В) 0,1613
    R 6
    Д 2 (В) 0.9955
    Д 12 (В) 0,1588