Частотные преобразователи для асинхронных двигателей: принцип действия и эксплуатация

Сегодня в промышленности очень часто используются частотные преобразователи для асинхронных двигателей. Стоит заметить, что такие моторы имеют в своей конструкции три обмотки, которые соединяются по схеме «звезда» или «треугольник». Но у них есть один недостаток – регулировать скорость вращения ротора очень сложно. Но так было раньше. Сейчас, когда на помощь приходит микро- и силовая электроника, данная задача упрощается. Поворотом переменного резистора можно изменить скорость вращения в широком диапазоне.

Для каких целей необходим преобразователь частоты?

Функций у данного устройства много, но чаще всего используется небольшое количество. По сути, для управления асинхронным двигателем нужно иметь возможность регулировки не только скорости вращения, но и времени разгона, торможения. Кроме того, в любой системе требуется наличие защиты. Необходимо, чтобы частотный преобразователь учитывал ток, который потребляет асинхронный двигатель.

Широкое применение получили частотники в системах вентиляции. Несмотря на кажущуюся легкость крыльчатки вентилятора, нагрузки на роторе очень большие. И моментальный разгон оказывается невозможным. Также возникают ситуации, при которых необходимо увеличение скорости вращения, чтобы поток воздуха стал больше или меньше. Но это лишь пример, частотный преобразователь нередко используется и в других системах. С помощью частотника можно синхронизировать скорость транспортера, состоящего из нескольких лент.

Принцип работы преобразователя частоты

В основе лежит микропроцессорное управление и несколько схем для преобразования переменного и постоянного напряжений. Несколько процессов происходит с напряжением, которое подается на силовой вход устройства. Работа частотного преобразователя несложная, достаточно рассмотреть три этапа. Во-первых, происходит выпрямление. Во-вторых, фильтрация. В-третьих, инвертирование – преобразование постоянного тока в переменный.

Лишь на последнем этапе возможно изменение свойств и параметров тока. Изменяя характеристики тока, можно регулировать скорость вращения ротора асинхронного двигателя. В инверторном каскаде использованы мощные сборки из транзисторов. У этих элементов три вывода – два силовых, а один управляющий. От величины сигнала, подаваемого на последний, зависит вольт-амперная характеристика на выходе частотника.

Чем можно заменить ПЧ?

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей начали использоваться сравнительно недавно. Но наука шла к ним постепенно, сначала скорость вращения ротора изменяли при помощи шестерен или вариатора. Правда, такое управление было весьма громоздким, да и мощность привода тратилась впустую из-за лишних механизмов. Ременная передача помогала увеличить скорость вращения, но вот точно задать конечный параметр оказывалось очень сложно. По этим причинам использовать преобразователь частоты намного выгоднее, так как он позволяет избежать потерь мощности. Но самое главное – дает возможность изменять параметры привода, не внося изменений в механику.

Какой ПЧ выбрать для использования дома?

Стоит заметить, что подключение может осуществляться к сети одно- и трехфазного тока. Все зависит от конкретной модели ПЧ, а если конкретнее, то от того, какая схема частотного преобразователя асинхронного двигателя использовалась при производстве. Чтобы понять принцип работы, достаточно посмотреть на структуру устройства. Самый первый узел – это выпрямитель, который собирается на полупроводниковых диодах. Это мостовая схема для преобразования одно- или трехфазного переменного тока в постоянный. Для использования дома необходимо выбирать те модели частотников, вход которых подключается к сети однофазного переменного тока. Связан выбор с тем, что в частных домах провести трехфазную сеть оказывается проблематично, да и невыгодно, ведь необходимо использовать более сложные приборы учета электроэнергии.

Основные узлы ПЧ

Немного было сказано о том, что собой представляет схема частотного преобразователя. Но для детального изучения нужно рассмотреть ее подробнее. На первом этапе проводится преобразование – выпрямление переменного тока. Независимо от того, какое количество фаз на вход подается (три или одна), на выходе выпрямителя вы получаете постоянное однополярное (один плюс и один минус) напряжение величиной 220 Вольт. Именно столько между фазой и нулем.

Далее следует блок фильтров, который помогает избавиться от всех переменных составляющих выпрямленного тока. И на самом последнем этапе происходит инвертирование – из постоянного тока делается переменный при помощи силовых транзисторов, управляемых микроконтроллером. Как правило, частотные преобразователи для асинхронных двигателей имеют монохромный ЖК-дисплей, на который выводятся необходимые параметры.

Можно ли изготовить устройство самостоятельно?

Изготовление данного устройства связано со многими трудностями. Вам нужно освоить азы программирования микроконтроллеров, чтобы расширить возможности прибора. При этом важно учесть все основные требования. Например, возможность автоматического аварийного отключения при превышении предельно допустимого тока, который потребляется электродвигателем. Для этого на выходе необходимо устанавливать трансформаторы тока, которые будут проводить постоянный контроль. Также следует предусмотреть активное и пассивное охлаждение всех силовых элементов системы – диодов и транзисторов, а также отключение прибора при чрезмерном нагреве. Только в таком случае частотные преобразователи для асинхронных двигателей смогут безопасно эксплуатироваться.

Выбираем частотный преобразователь, простыми словами о сложном.

Среди множества электроприводов особо выделяются нерегулируемые приводы с асинхронными двигателями. Такие электродвигатели устанавливаются в системах кондиционирования, тепло-, водоснабжении, компрессорных установках и других отраслях. Большинство времени они работают на пониженных частотах вращения, тем самым давая слабую нагрузку на подшипники, фундаменты механизмов электродвигателей как следствие увеличивая межремонтый период.

Когда в такой цепи устанавливается частотный преобразователь, запуск двигателя производится уже через него. Частотный преобразователь позволяет плавно запустить двигатель, без пусковых ударов, это снижает нагрузку на механизмы, тем самым увеличивая срок эксплуатации.

Какие же основные параметры подбора

преобразователей частоты для асинхронного двигателя:

​

1.Номинальная мощность двигателя.

Рабочий ток электродвигателя не должен превышать номинальный ток преобразователя частоты, поэтому выбирая частотник нужно разобраться с тем, какую нагрузку он будет получать. Нужно понимать, что для электродвигателя под мощностью понимается мощность на валу двигателя, а не как у большинства других потребителей энергии по активной потребленной энергии.

Для многих механизмов можно выбирать привод с перегрузочной способностью 150% на порядок ниже мощностью, чем двигатель, это часто применимо для вентиляторов и насосов.

​

Номинальный ток преобразователя берется больше номинального тока, который потребляет электродвигатель, иначе электропривод будет блокироваться по ошибке «превышение тока».

2.Частотный преобразователь для двигателя: входное напряжение

Вы можете выбрать частотный преобразователь 1 фазный или 3 фазный. 1 фазное питание обычно осуществляется от сети 220 В, а 3 фазное — от сети 380 В Частотный преобразователь 3 фазный может работать и от сети 220 В, но это достаточно редкий случай.

Частотный преобразователь 1 фазный чаще используется в непромышленных условиях. А вот частотный преобразователь 3 фазный имеет больше возможностей. Он позволяет выбрать оптимальный режим работы устройства, работает при маленькой амплитуде пульсаций, надежен, долговечен и при этом компактен.

3.Частотный преобразователь для асинхронного двигателя: условия работы.​

В зависимости от задачи, которую будет решать наш частотный регулятор для асинхронного двигателя, нужно выбрать закон, по которому он будет работать. Законов же всего 2 – скалярный и векторный закон управления.

— Скалярный метод управления частотным преобразователем желательно применять, когда известны значения частоты вращения на валу при неизменяющейся нагрузке.

— Векторный закон управления частотником применяют при резком изменении нагрузки с динамической реакцией скорости на это изменение. Проще говоря, скорость вращения должна оставаться той же при возрастающей нагрузке и наоборот. Частотный регулятор для асинхронного двигателя с векторным управлением помогает достичь высокой точности скорости вращения двигателя без использования датчика скорости.

4.Частотный преобразователь для асинхронного двигателя: особенности.​

• Возможность беспроводного управления (Bluetooth)

• Вынос потенциометра.

• Возможность сохранения в промышленную сеть (протокол MODMUS , CANIPEN ,PROFIBUS)

• Возможность сохранения резервной копии настроек частотного преобразователя в панель управления.

5 .Частотные преобразователи для асинхронных двигателей: способ управления (Оперативное управление приводом в процессе работы)​

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей могут управляться как через выходы управления по шине последовательной связи (контроллер, или компьютер), так и с выносного встроенного пульта. Преобразователь частоты для асинхронного электродвигателя допускает также переключаемое или комбинируемое управление. Так что у потребителя есть выбор, чем пользоваться.

Выбирая преобразователь частоты для асинхронного электродвигателя, следует учитывать, что важную составляющую играет использование дросселей

Для ПЧ применяются 2 вида дросселей:

– сетевой

– моторный

Сетевой дроссель, подключается в сеть питания преобразователя, и выполняет функцию своеобразного буфера между частотником и нестабильной сетью.

Между приводом и двигателем ставиться моторный дроссель, он используется для ограничения токов КЗ а также ограничить скорость, с которой нарастает напряжение.

При использовании одного преобразователя, к которому подключается 2 и больше двигателей нужно выбрать привод на 1,25 больше номинального тока двигателей или же суммы номинальных токов двигателей.

–  Характеристики пуска и разгона (торможения) двигателя выбираются по номинальному току, а также перегрузочной способностью привода..

Задача каждого производителя — это реализация производимой им продукции. Исходя из этого, большинство производителей включают в свое оборудование только минимальный функционал, который удовлетворит бОльшее количество потребителей. Дополнительные функции устанавливаются за отдельную плату. Получается, что чем большим функционалом обладает преобразователь, тем дешевле в дальнейшем будут стоять доп. опции, но сам частотник при этом подорожает. Точно так же, но с обратным эффектом будет с примитивными преобразователями частот, стоить они будут меньше но в каждую доп. опцию производитель заложит свои доп. расходы, что приведет к удорожанию модернизации привода. Плюс такие ПЧ будут менее надежными, но весь вопрос нужны ли Вам эти опции. Надежность будет меньшей из-за усложнения системы охлаждения, наличия большего количества разъемов и т.д. У большинства производителей, число опций применяемых к одному ПЧ часто ограничены.

Выбор преобразователя частоты, не прост, он сводится к экономической целесообразности покупки и необходимости использования такого оборудования. Следует не завышать требования, тем самым переплачивая за ненужный функционал, но в тоже время не стоит отказываться от необходимых функций, в надежде сделать механизм, привод и систему работоспособными.​

Преобразователи частоты. Видео

В этом разделе можно познакомиться с видеоматериалами по преобразователям частоты, представленными на нашем сайте. Надеемся, что инструкции по настройке частотных преобразователей, информация по функциональным особенностям конкретных моделей и примеры применения данного оборудования в различных сферах будут вам полезны. Если у вас есть интересные видоматериалы по данной тематике, мы готовы разместить их в этом разделе со ссылкой на первоисточник

Обзор принципов работы преобразователей частоты (инверторов). Рассматривается структура, принцип работы скалярных преобразователей частоты, а также схема самодельного ПЧ.

Преобразователь сетевого напряжения 220В в трехфазное напряжение для питания трехфазных двигателей. Или три фазы в доме. 

К новым полностью управляемым полупроводниковым приборам относятся биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) и запираемые тиристоры с комбинированным управлением. На их основе стало возможным создание преобразователей частоты для питания двигателей переменного тока и плавного регулирования их скорости вращения. В данном разделе будут рассмотрены характеристики новых силовых полупроводниковых приборов и приведены их параметры.

Преобразователи частоты Delta Electronics способны эффективно управлять частотой вращения двигателя, улучшить машинную автоматизацию и экономить электроэнергию. В номенклатуру инверторов Delta Electronics входят серии экономичных и компактных частотников, универсальных общепромышленных и ряд частотников для специализированных применений (лифтов, насосов и вентиляторов).

Преобразователи частоты серии Frenic Multi предназначены для решения широкого спектра задач в различных отраслях промышленности.

Обладают высокой функциональностью,что позволяет использовать их для решения широкого спектра задач. Эта серия оснащена специализированными функциями ограничения момента и ограничения тока.

Серия общепромышленных преобразователей частоты Frenic Mega, вобравшая в себя все последние достижения фирмы Fuji Electric в области приводной техники, разработанная для широкого спектра задач. Высокая точность, динамика, возможность позиционирования и синхронизации позволит решить любые задачи управления.

Наиболее эффективным способом регулирования скорости асинхронного двигателя является изменение частоты и амплитуды трехфазного напряжения, прикладываемого к обмоткам асинхронного двигателя. Этот способ регулирования в последние годы получил самое широкое применение для электроприводов различного назначения, как низковольтных с напряжением до 400 В, так и высоковольтных большой мощности напряжением 6,0 и 10,0 кВ.

Применение преобразователей частоты в жилищно-коммунальных хозяйствах. Применение частотных преобразователей позволит снизить финансовые издержки на оплату электроэнергии в коммунальном хозяйстве, а следовательно, обеспечит стабильные тарифы на тепловую энергию, водоснабжение для населения страны.

Altivar Machine ATV340 — преобразователь частоты для трехфазных двигателей мощностью от 0,75 до 75 кВт, разработанные специально для производителей высокопроизводительного оборудования с повышенными требованиями к перегрузкам.

Применение — преобразователь частоты

Асинхронный двигатель с питанием от преобразователя частоты может потребовать дополнительных испытаний после неисправности, идентифицированной как аномалия, связанная со статором. Если внутренняя фазовая изоляция повреждена или слаба, быстрое повышение напряжения, наблюдаемое от многих преобразователей частоты, может привести к возникновению внутренних фазных токов, достаточных для выхода из строя преобразователя частоты. Эта статья предназначена для того, чтобы предоставить аналитику дополнительные данные испытаний для оценки цепи двигателя с использованием оценки цепи двигателя для испытаний без напряжения, чтобы лучше изолировать причину отказа преобразователя частоты или двигателя.Это применимо только для асинхронных двигателей с более чем 3 выводами, выходящими на соединительную коробку.

При зарядке внутренней системы фазовой изоляции потенциалом постоянного тока слабые места между фазами могут быть определены как основная причина отказа преобразователя частоты. Определение в качестве основной причины асинхронного двигателя, а не преобразователя частоты, может предотвратить дорогостоящую замену преобразователя частоты.

Преобразователь частоты, также известный как источник питания переменного тока, представляет собой электронное устройство, которое изменяет фиксированную частоту и напряжение на изменяемые частоту и напряжение, используемые для управления скоростью асинхронного двигателя.Изменяя частоту, двигатель может работать со многими переменными скоростями.

Преобразователи частоты сейчас находят широкое применение в горнодобывающей промышленности. Большинство этих преобразователей частоты используют выходы с регулируемой частотой, которые создаются путем преобразования источника питания переменного тока в постоянный ток, а затем инвертирования этого постоянного напряжения обратно в переменный ток с использованием высокочастотной несущей и широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для создания регулируемого источника регулируемого напряжения с регулируемой частотой. мотор.

Ключом к улучшению защиты является осознание того, что для систем с ограничением отказов, включающих преобразователи частоты, конструкция защиты и соответствующие вычисления должны выходить за рамки частоты источника питания (50 Гц / 60 Гц) и традиционных гармоник промышленной частоты. В таких случаях потребуется индивидуальный расчет для определения требований к рассматриваемой частоте или частотам.

Когда преобразователи частоты (или другие источники, отличные от 50 Гц / 60 Гц) используются в электрической системе с ограничением отказов, необходимо изменить и интерпретировать стандартный подход, чтобы обеспечить адекватную защиту.

Фактически на заводе генератор, компрессор, газовые турбины — все на одном валу. Я сомневаюсь, что если мы используем статический преобразователь частоты, то мы можем начать с подачи низкой частоты к статору … а если частота низкая, то магнитная блокировка между статором и ротором может иметь место непосредственно (без возбуждения) и после что мы можем увеличить частоту статора, и после достижения, скажем, 75% скорости турбина будет самоподдерживающейся, и питание статического преобразователя частоты может быть отключено с ротором, приводимым в движение газовыми турбинами, тогда в этот момент, если мы дадим возбуждение он может работать как синхронный генератор.

Второй случай с вращающимся трансформатором не реализуется. Я сомневаюсь, что если статический преобразователь частоты служит цели магнитной блокировки, давая низкую частоту, то почему возбуждение требуется вначале. Мы можем подавать возбуждение, когда газовая турбина становится самоподдерживающейся и приводит в движение наш ротор, а затем, чтобы сделать его синхронным, мы можем подавать возбуждение с почти синхронной скоростью.

Установка преобразователей частоты на водяные насосы может быть эффективным средством экономии энергии.Снижение скорости асинхронного двигателя всего на 20% может сэкономить до 50% энергии. Преобразователи частоты могут быть установлены на всех водяных насосах, в том числе связанных с системами HVAC. Преобразователь частоты должен быть подключен к управляющему сигналу, а также может потребоваться установка измерительных устройств или контроллеров, которые обычно включаются в стоимость. Финансовая целесообразность установки преобразователя частоты зависит от области применения асинхронного двигателя и часов работы. Преобразователи частоты, как правило, являются наиболее экономичными устройствами при использовании на больших водяных насосах.

Фермерам со значительными расходами на перекачку рекомендуется изучить затраты и преимущества установки преобразователей частоты.

(PDF) Потери в асинхронном двигателе, управляемом преобразователем частоты

Повышенное входное напряжение преобразователя не используется, допускается обычная процедура перемодуляции или ослабления поля

. Как и ожидалось

, результаты, полученные в точке 45 Гц, явно сопоставимы с результатами, полученными в точке 50 Гц с повышенным входным напряжением преобразователя

.

Результаты по потерям привода показывают, что даже если конструкция преобразователей

, методы модуляции или частоты переключения

немного отличаются друг от друга, общие значения КПД

в конечном итоге очень близки друг к другу, когда

такой же мотор. Увеличение частоты коммутации

снижает потери двигателя, но в то же время увеличивает потери преобразователя

. Фактический потенциал энергосбережения заключается в

оптимизации эффективности систем, а не в выборе

отдельного устройства, такого как преобразователь частоты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Вращающиеся электрические машины. Часть 30: Классы эффективности односкоростных трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

(Код IE), Изд. 1, IEC 60034-

20, ноябрь 2008 г.

[2] Вращающиеся электрические машины — Часть 2-1: Стандартные методы для

определения потерь и эффективности вращающихся электрических машин на основе испытаний

(за исключением машин для тяговых транспортных средств) , Ред. 1, IEC 60034-2-1,

сентябрь 2007 г.

[3] В. Цао, «Оценка эффективности индукционной машины с комментариями

по новому стандарту IEC 60034-2-1», в Proc. 18-й Int. Конф. on Electrical

Machines, Виламура, Португалия, сентябрь 2008 г., стр. 1–6.

[4] В. Цао, «Сравнение IEEE 112 и нового стандарта IEC 60034-2-1»,

IEEE Trans. Energy Convers., Т. 24, вып. 3, pp. 802–808, September

2009.

[5] A. Boglietti, A. Cavagnino, S. Vaschetto, «Асинхронный двигатель EU

, стандарты для оценки эффективности: сценарий после IEC 60034-2- 1,

в Proc.37-я годовщина. Конф. на IEEE Industrial Electronics Society,

Мельбурн, Австралия, ноябрь 2011 г., стр. 2786–2791.

[6] Вращающиеся электрические машины. Часть 2-1: Стандартные методы для

определения потерь и эффективности вращающихся электрических машин на основе испытаний

(кроме машин для тяговых транспортных средств), Под ред. 2, IEC 60034-2-1

CD, декабрь 2011 г.

[7] Вращающиеся электрические машины — Часть 2-3: Специальные методы испытаний для

, определяющие потери и КПД машин переменного тока с питанием от преобразователя,

Проект комитета , IEC 60034-2-3, август 2010 г.

[8] Вращающиеся электрические машины. Часть 17. Асинхронные двигатели с сепаратором при питании от преобразователей.

. Руководство по применению, Под ред. 4, IEC 60034-17, май 2006 г.

[9] Вращающиеся электрические машины. Часть 31: Руководство по выбору и применению

энергоэффективных двигателей, включая регулируемые

приложения, под ред. 1, Проект технической спецификации, 2/1575 / DTC, IEC / TS

60034-31, сентябрь 2009 г.

[10] А. Мёле, «Определение КПД двигателя на основе

IEC600034-2-1 Round -Тестирование робина для улучшения стандарта

», в Proc.Motor Summit 2010, Цюрих, Швейцария,

,

, октябрь 2010 г., стр. 38–39.

[11] W. Cao, K.J. Брэдли, Дж.Клэр и П.В. Уиллер, «Сравнение паразитной нагрузки

и гармонических потерь, вызванных инвертором в асинхронных двигателях

с использованием калориметрических методов и методов инжекции гармоник», IEEE Trans. Инд.

Заявление, т. 46, нет. 1, pp. 249–255, January / February 2010.

[12] A.C. Machado, J.E. de S. Pacheco, M.V. Феррейра де Луз, C.G.C Neves,

и R.Карлсон, «Процедура расчета потерь от паразитной нагрузки на основе звездного метода eh-

», Proc. 18-й Int. Конф. на электрических машинах,

Виламура, Португалия, сентябрь 2008 г., стр. 1–4.

[13] К. Стокман, С. Дерейн, Д. Ванхойдонк, В. Сименс, Дж. Лемменс,

и В. Депрез, «Результаты измерения контура Iso-эффективности для приводов с переменной скоростью

», в Proc. 19-я Междунар. Конф. на электрических машинах, Рим,

Италия, сентябрь 2010 г., стр. 1–6.

[14] Д.Vanhooydonck, W. Symens, W. Deprez, J. Lemmens, K. Stockman,

и S. Dereyne, «Расчет энергопотребления систем двигателя с переменной нагрузкой

с использованием контуров iso-эффективности», в Proc. 19-й Междунар. Конф. на

Электрические машины, Рим, Италия, сентябрь 2010 г., стр. 1–6.

[15] В. Депрез, Дж. Лемменс, Д. Ванхойдонк, В. Сименс, К. Стокман,

С. Дерейн и Дж. Дризен, «Контуры Iso-эффективности как концепция для

характеризуют привод с регулируемой скоростью. эффективность »в сб.19-й Междунар. Конф. на

Электрические машины, Рим, Италия, сентябрь 2010 г., стр. 1–6.

[16] E.N. Хидебранд и Х. Рёрданц, «Потери в трехфазных индукционных машинах

, питаемых преобразователем ШИМ», IEEE Trans. Energy Convers., Т.

16, вып. 3, pp. 228–233, September 2001.

[17] A. Boglietti, A. Cavagino, A.M. Knight, and Y. Zhan, «Факторы, влияющие на потери

в асинхронных двигателях с несинусоидальным питанием», в Conf. Рек.

2007 IEEE Industry Applications Conf.42-й МСФО Анну. Встреча, т. 1,

Новый Орлеан, Луизиана, США, сентябрь 2007 г., стр. 1193–1199.

[18] J.-J. Ли, Ю.-К. Ким, Х. Нам, К.-Х. Ха, Ж.-П. Хонг и Д.-Х. Hwang,

«Распределение потерь в трехфазных асинхронных машинах с питанием от модулированного инвертора шириной импульса

», IEEE Trans. Магн., Т. 40, нет. 2, pp. 762–765,

March 2004.

[19] Y. Wu, R.A. МакМахон, Ю. Жан и А. Найт, «Влияние схем ШИМ

на потери в асинхронных двигателях», в конф.Рек. 2006 IEEE Industry

Applications Conf. 41-й МСФО Анну. Встреча, т. 2, Тампа, Флорида, США,

октябрь 2006 г., стр. 813–818.

[20] А. Рудерман, «Основы оценки потерь ШИМ электрических машин», Energy

, эффективность в системах с моторным приводом, Гейдельберг, Германия,

сентября 2005 г.

[21] Ю. Жан, А.М. Найт, Ю. Ву, Р.А. МакМахон, «Исследование и сравнение

потерь в индукционных машинах с питанием от инвертора», в Proc. IEEE

Общество отраслевых приложений Annu.Встреча, Эдмонтон, Альберта,

Канада, октябрь 2008 г., стр. 1–6.

[22] А. Больетти, А. Каваньино и А. М. Найт, «Изоляция воздействия модуляции

ШИМ на потерю в электродвигателе», в Proc. IEEE Industry

Application Society Annu. Встреча, Эдмонтон, Альберта, Канада,

,

, октябрь 2008 г., стр. 1–7.

[23] З. Гмырек, А. Больетти и А. Каваньино, «Оценка потерь в стали в асинхронных двигателях

: метод расчета, результаты и анализ», IEEE

Trans.Ind. Electron., Vol. 57, нет. 1, стр. 161–171, январь 2010 г.

[24] Л. Аарниовуори, А. Косонен, М. Ниемеля и Й. Пирхёнен,

«Калориметрические измерения асинхронного двигателя с регулируемой скоростью», в Proc.

20-й внутр. Конф. на электрических машинах, Марсель, Франция,

сентября 2012 г., стр. 870–876.

[25] Л. Аарниовуори, Л. Лаурила, М. Ниемеля и Й. Пирхёнен,

«Измерения и моделирование преобразователя источника напряжения DTC и потерь в асинхронных двигателях

», IEEE Trans.Ind. Electron., Vol. 59, нет. 5, pp.

2277–2287, май 2012 г.

[26] Л. Аарниовуори, Л. Лаурила, М. Ниемеля и Й. Пирхёнен, «Расчет потерь

преобразователя частоты с фиксированной ступенчатой ​​схемой. симулятор »

в Proc. 12-я Европейская конф. по силовой электронике и приложениям,

Ольборг, Дания, сентябрь 2007 г., стр. 1–9.

Преимущества покупки преобразователей частоты made in USA

Когда дело доходит до преобразования энергии для электронных устройств по всему миру, существует несколько вариантов.Выбор правильного преобразователя зависит от того, какое электронное устройство вы используете и почему.

Фото Якоба Оуэнса, Unsplash

What Power Конвертер мне нужен?

До Мне нужен только переходник, трансформатор или напряжение и частота. конвертер? Давайте взглянем.

Штекеры адаптера — это то, что подключается к стене или электросети от вашего электронного устройства. При добавлении на конец шнура питания он меняет форму и штыри вилки в соответствии с розеткой в ​​стране, в которой вы проживаете.Если у вас универсальное электронное устройство, вам может понадобиться только переходная вилка. Универсальное устройство — это устройство, которое может включаться и правильно работать при напряжении 90–250 В переменного тока, а также на частотах 50 Гц и 60 Гц. Чтобы узнать, какой переходник вам может понадобиться для вашей электроники, щелкните здесь: https://www.worldstandards.eu/electricity/plug-voltage-by-country/

Трансформаторы изменяют напряжение, и только напряжение . Если вашему устройству требуется 115 вольт переменного тока, и вы проживаете в стране с сетевым питанием 230 вольт переменного тока, вам понадобится трансформатор, который понижает 230 вольт до 115 вольт переменного тока.Верно и обратное. Если вы находитесь в стране с сетью переменного тока на 115 вольт и имеете устройство, рассчитанное на 230 вольт переменного тока, вам понадобится повышающий трансформатор . Опять же, проверьте веб-сайт мировых стандартов, чтобы увидеть напряжение по странам. Вам также нужно будет проверить, какой уровень мощности требуется вашему электронному устройству. Это очень важно для выбора подходящего трансформатора. Мощность, необходимая устройству, которое вы пытаетесь включить, будет обозначена в ваттах, часто ее можно найти на бирке или на задней панели устройства.

Если вы решите, что вам нужен только трансформатор, имейте в виду, что не все трансформаторы одинаковы. Мы настоятельно рекомендуем вам избегать дешевых устройств импортного качества, которые часто имеют недостаточную конструкцию, что приводит к перегреву. Некоторые из них построены с использованием некачественных трансформаторов с ламинированным сердечником и могут издавать очень раздражающий шум. Пожалуйста, обратитесь к нашему блогу, в котором рассказывается об опыте Мэри с одним из этих опасных устройств.

Преобразователи частоты необходимы чаще всего, когда электронное устройство имеет синхронный двигатель, который вращается или вибрирует.Затем устройство зависит от частоты сети, чтобы гарантировать, что двигатель работает с правильным вращением или скоростью. Эта скорость будет напрямую зависеть от частоты сети, к которой он подключен. Скорее всего, если вам нужно изменить частоту, вам также нужно будет изменить напряжение. Таким образом, вашему устройству обычно требуется преобразователь напряжения И частоты.

Для получения более подробной информации о мировых мощностях, преобразователях напряжения и частоты щелкните здесь:

https: // www.kccscientific.com/50hz-60hz-guide/

Что делать Учитывайте при покупке преобразователя мощности

Учитывайте эти советы при покупке преобразователя напряжения и частоты.

• Какая мощность требуется электронному устройству? Власть будет обозначается в ваттах, часто находится на бирке или на задней панели устройства. Если есть более низкое энергопотребление, возможно, вы не захотите платить за преобразователь увеличенного размера. Платите только за то, что вам нужно. Преобразователь более высокой мощности может использоваться на более низком устройство питания, но не наоборот.Быть знать, какая мощность нужна вашему устройству.

• Какая точность требуется моему электронному устройству для нормальной работы? Преобразователи импортного качества производятся как масс-маркет. устройства и, как правило, не предназначены для обеспечения качества. Для деликатных устройств, преобразователи импортного качества просто недостаточно точны.

• Насколько велик преобразователь? Подойдет ли конвертер туда, где он физически должно быть, чтобы ваше электронное устройство не было навязчивым? Размер имеет значение.

• Сколько весит преобразователь? Если вы путешествуете с электронными устройствами для глобальной работы вам может понадобиться что-нибудь компактное и легкое. Чтобы сравнить преобразователи частоты и характеристики, нажмите здесь:

https://www.kccscientific.com/compare-frequency-converters/

Преимущества Покупка Сделано в США Напряжение и Преобразователь частоты

Есть несколько факторов, которые следует учитывать при выборе между преобразователь напряжения и частоты импортного качества и изготовлен в США. конвертер.Давайте рассмотрим некоторые из них.

Рекомендации экспертов : Вам нужна помощь в решении проблемы с питанием вашего электронного устройства? Если да, то кого ты собираешься звонить? Если вы позвоните нам по KCC Scientific LLC, вы получите квалифицированную консультацию от одного из наших инженеров. И мы понимаем подавляющее большинство устройства, которые требуют преобразователей напряжения и частоты и обычно могут решить ваша проблема для вас. Если у нас нет Что нужно вашему устройству, мы порекомендуем того, кто это делает.

Precision : Какая точность требуется вашему устройству? Нет частоты импорта качества преобразователи доступны с точностью до 0,0002%. Тем не менее, скорее всего, электронное устройство, которым вы являетесь попытка власти требует такого уровня точности (это часто упускается из виду — не быть удивленным!). Кроме того, КСС Конвертеры Scientific LLC полностью реконструируют сетевую линию электропередачи, так что ваша устройство обязательно будет иметь чистое питание. Этот редко — если вообще случается — с устройствами импортного качества.

Безопасность : Какого качества устройство, которое вы покупаете? Вы уверены, что ваше устройство не перегреется, не сгорит, не сломается и не отключится? Изготовленные в США преобразователи частоты и напряжения от KCC Scientific LLC прочны, надежны и созданы с учетом требований безопасности. Вы будете удивлены, сколько звонков мы получаем от людей, которые попробовали конвертер импортного качества только для того, чтобы он перегрелся, задымился или сгорел!

Возвращает : Иногда устройство, которое вы пытаетесь включить отсутствует его паспортная табличка или данные о мощности недоступны.Если вы приобретете не тот конвертер, можете ли вы вернуть на правильный? KCC Scientific LLC предлагает помощь в выборе правильный конвертер, но также предлагает двухлетнюю гарантию и помощь, если вам нужно для модернизации преобразователя до более мощного блока.

Тарифы : Каковы тарифы на закупку импортной продукции? В наши дни к вашей покупке прилагаются тарифы, часто после факт. Имейте в виду, что вы можете даже не знать, сколько тариф действует до тех пор, пока он не попадет на вашу кредитную карту.Предостережение для покупателя!

Мы в KCC Scientific LLC разрабатываем и производим компактные, недорогие, прецизионные преобразователи напряжения и частоты в США с 2011 года. Если вам нужна помощь в решении проблемы с питанием, свяжитесь с нами здесь: https: //www.kccscientific. com / about-us / или позвоните нам. Да, мы ответим на звонок и готовы вам помочь! Звоните по бесплатному телефону 1-833-502-6049.

Блок-схема и базовые компоненты

Преобразователь частоты используется для синхронного двигателя в нескольких случаях.Во-первых, изменить скорость вращения ротора. Во-вторых, для настройки, например времени торможения и разгона, изменения степени защиты. В-третьих, преобразовать однофазное напряжение в трехфазное. Не всегда удается реализовать питание асинхронного двигателя от трехфазной сети. И для нормальной работы и достижения максимальной мощности это как раз такая сеть. К сожалению, в частных домах сделать трехфазное напряжение достаточно сложно.Преобразователь частоты позволяет добиться нужной мощности двигателя.

Выпрямительный каскад

Любой преобразователь, даже самой сложной по конструкции, имеет в своем составе несколько блоков. Первый — это выпрямительный каскад, который служит для преобразования переменного тока в постоянный. В зависимости от того, какая сеть запитана, должны использоваться разные схемы выпрямителя. Таким образом, при включении в сеть однофазного переменного тока достаточно использовать однополупериодный выпрямитель.Стоит отметить, что ротор асинхронного двигателя имеет короткозамкнутые витки, поэтому ему не нужно питание.

Можно реализовать с помощью одного полупроводникового диода. Но лучшие характеристики у мостового выпрямителя: меньше потерь напряжения. Кремний используется как полупроводник. Если вы решили изготовить преобразователь частоты для асинхронного двигателя самостоятельно, то для выпрямителя необходимо подбирать элементы по величине обратного тока, проводимости. Это улучшит характеристики устройства.

Блок фильтра напряжения

После выпрямительного каскада — блок-фильтры. В самом простом варианте это дроссель (дроссель), включенный в плюсовый зазор. Между плюсом и минусом включается электролитический конденсатор. С его помощью вы избавитесь от всех переменных, которые остаются в выпрямленном напряжении. В результате убираются все пульсации. Если подключить выход фильтра к осциллографу и посмотреть на монитор, то можно увидеть, что линии прямые, без лишних пульсаций.

Но схема асинхронного двигателя такова, что он может питаться только переменным током. А на выходе фильтра стоит постоянная. Поэтому требуется вернуть все на свои места, сделать из постоянного напряжения переменное. И его значение должно быть 220 вольт (при измерении между фазой и нулем). А фаз — три. Только при этом условии можно будет обеспечить работу асинхронного двигателя в штатном режиме.

Блок инвертора

Этот каскад служит для преобразования постоянного тока в переменный. Именно в этом блоке можно настраивать и изменять текущие параметры на выходе. Основа инвертора — мощные транзисторы. Любой современный преобразователь частоты для асинхронного двигателя в этом каскаде содержит сборку из шести транзисторов IGBT. Всего используется два полупроводника на фазу. Они контролируются базой, включение p-n-переходов осуществляется последовательно.В точке их подключения снимаются три фазы. Это видно из приведенной выше структурной схемы.

При изготовлении преобразователя частоты или проведении ремонта необходимо провести подбор силовых агрегатов по выходному току. Пожалуй, это единственный параметр, которого нужно придерживаться. Также следует учитывать возможности микропроцессорной системы управления. Не все транзисторные сборки позволяют изменять определенные характеристики инверторного каскада.Поэтому, выбирая силовые транзисторы, обратите внимание на возможность управления.

Микропроцессорная система управления

В основе лежит простой микроконтроллер, который и обеспечивает работу всей системы. Это небольшой чип, который может иметь до 16 выходов, 32, 64 и 128. Все зависит от количества портов ввода / вывода. Для управления преобразователем частоты требуется несколько параметров. Во-первых, совершите поездку при превышении температуры корпуса IF.Во-вторых, включайте вентиляторы при достижении определенной температуры. В-третьих, проведите измерение тока на каждой фазе выходного каскада. Частоту асинхронного двигателя необходимо изменить, это делается с помощью установленного переменного резистора.

Защита преобразователя частоты

Если контроль температуры осуществляется с помощью простейших датчиков, необходимо использовать специальные трансформаторы для защиты по току. Их называют трансформаторами тока. Это небольшие катушки на магнитной цепи, через которые проходит фаза.Поэтому остается только составить простые алгоритмы, о которых речь пойдет ниже. Что касается функций программирования, то для этого необходимо обеспечить подключение к микроконтроллеру нескольких кнопок с нормально разомкнутыми контактами.

Алгоритм работы микроконтроллера

При самостоятельном изготовлении привода потребуется много знаний, в том числе программирования. Например, преобразователи частоты для двигателей должны быть защищены. Поэтому при составлении алгоритма работы системы управления микроконтроллером необходимо прописать определенные параметры, при которых устройство отключается случайно.Например, указывается максимально допустимое значение температуры корпуса устройства, а также ток, протекающий в каждой фазе на выходе.

Кроме того, необходимо учитывать, что при нулевом значении потребления тока в одной фазе (при условии, что в других больше) должно выполняться аварийное отключение. Исходя из всего этого, необходимо составить алгоритм работы, который записан в микроконтроллер. Именно по такой схеме устройство и будет работать.

Преобразователь частоты для асинхронного двигателя Двигатель также должен изменять скорость вращения ротора. Переменный резистор подключен через делитель напряжения к порту ввода-вывода. Алгоритм должен учитывать, что при изменении сопротивления на данном входе контроллера необходимо увеличивать или уменьшать частоту вращения ротора.

В чем разница между сервоприводом и инвертором? — Технические знания

Преобразователь частоты — это устройство управления мощностью, которое преобразует источник питания промышленной частоты в другую частоту с помощью функции включения-выключения силового полупроводникового устройства.Он может реализовывать функции плавного пуска асинхронного двигателя переменного тока, регулирования скорости преобразования частоты, повышения точности работы и изменения коэффициента мощности. Инверторы могут управлять двигателями с регулируемой частотой и обычными двигателями переменного тока и в основном служат для регулирования скорости двигателя. Инвертор обычно состоит из четырех частей: выпрямительного блока, конденсатора большой емкости, инвертора и контроллера.

Сервосистема — это автоматическая система управления, которая позволяет выводить контролируемую величину положения, ориентации, состояния объекта и т. Д.следить за любым изменением цели ввода (или заданного значения). Основная задача заключается в усилении, преобразовании и регулировании мощности в соответствии с требованиями управляющей команды, чтобы выходной крутящий момент, скорость и положение приводного устройства были очень гибкими и удобными для управления.

Сервосистема — это система управления с обратной связью, используемая для точного отслеживания или воспроизведения процесса. Также называется сервосистемой. Во многих случаях сервосистема относится конкретно к системе управления с обратной связью, где контролируемая величина (выход системы) — это механическое смещение или скорость смещения и ускорение.Его функция — заставить выходное механическое смещение (или угол поворота) точно отслеживать входное смещение (или угол). Принципиальной разницы между структурой сервосистемы и другими формами системы управления с обратной связью нет.

Сервосистема может быть разделена на электромеханическую сервосистему, гидравлическую сервосистему и пневматическую сервосистему в зависимости от типа используемых компонентов привода. Самая простая сервосистема включает сервоприводы (двигатели, гидроцилиндры), компоненты обратной связи и сервоприводы.Если вы хотите, чтобы сервосистема работала бесперебойно, вам потребуется механизм более высокого уровня, ПЛК, и специальная карта управления движением, промышленный компьютер + карта PCI, чтобы отправлять команды сервоприводу.

Принцип регулирования скорости преобразователя частоты в основном зависит от четырех факторов: скорости асинхронного двигателя n, частоты асинхронного двигателя f, скольжения двигателя s и количества пар полюсов двигателя p. Скорость n пропорциональна частоте f. Пока частота f изменяется, скорость двигателя может быть изменена.Когда частота f изменяется в диапазоне 0-50 Гц, диапазон регулировки скорости двигателя очень широк. Регулировка скорости с переменной частотой предназначена для регулирования скорости путем изменения частоты питания двигателя.

В основном использует режим AC-DC-AC, сначала преобразует источник питания переменного тока промышленной частоты в источник питания постоянного тока через выпрямитель, а затем преобразует источник питания постоянного тока в источник питания переменного тока, частота и напряжение которого можно контролировать для питания двигателя. Схема преобразователя частоты обычно состоит из четырех частей: выпрямителя, промежуточного звена постоянного тока, инвертора и управления.Выпрямительная часть представляет собой трехфазный неуправляемый выпрямитель мостового типа, инверторная часть представляет собой трехфазный мостовой инвертор IGBT, а выход представляет собой сигнал ШИМ, а промежуточное звено постоянного тока выполняет фильтрацию, накопление энергии постоянного тока и буферизацию реактивной мощности.

Принцип работы сервосистемы заключается в том, что сигналы скорости и положения возвращаются в привод через угловой энкодер, поворотный трансформатор и т. Д. Для выполнения ПИД-регулирования с обратной связью с обратной связью на основе разомкнутого контура. управляемый двигатель переменного и постоянного тока.В сочетании с токовым замкнутым контуром внутри драйвера точность и временные характеристики выхода двигателя до установленного значения значительно улучшаются за счет этих трех регулировок с замкнутым контуром. Сервосистема — это динамическая сервосистема, и достигнутый установившийся баланс также является динамическим балансом.

Сама по себе сервотехника переменного тока основана на применении и применении технологии преобразования частоты. Основываясь на сервоуправлении двигателем постоянного тока, оно реализовано путем имитации метода управления двигателем постоянного тока с помощью метода ШИМ преобразования частоты.Ссылка: преобразование частоты предназначено для преобразования мощности переменного тока с частотой 50, 60 Гц промышленной частоты в мощность постоянного тока, а затем для настройки инвертора на форму волны с регулируемой частотой через несущую частоту и ШИМ через различные транзисторы (IGBT, IGCT и т. Д.) который может управлять затвором. Пульсирующее электричество синуса и косинуса, потому что частота регулируется, поэтому скорость двигателя переменного тока регулируется (n = 60f / p, n скорость, f частота, p полюсный логарифм).

Сервоприводы обычно имеют в три раза большую перегрузочную способность и могут использоваться для преодоления момента инерции инерционной нагрузки в момент запуска, в то время как преобразователь частоты обычно допускает двойную перегрузку.Точность управления сервосистемой намного выше, чем точность преобразования частоты. Обычно точность управления серводвигателем гарантируется датчиком вращения на заднем конце вала двигателя. Точность регулирования некоторых сервосистем достигает даже 1: 1000.

Управление частотой и сервоуправление — это две категории управления. Первый относится к области управления трансмиссией, а второй — к области управления движением.Один из них — удовлетворение требований общепромышленных приложений и приложений, не требующих высоких показателей производительности, стремление к низкой стоимости. Другой — стремление к высокой точности, высокой производительности и быстрому отклику. В случае холостого хода серводвигатель обрабатывается от состояния покоя до 2000 об / мин, и время не превышает 20 мс. Время разгона двигателя зависит от инерции вала двигателя и нагрузки. Как правило, чем больше инерция, тем больше время разгона.

Хотя сервотехника в Китае началась поздно, сервосистема, состоящая из серводвигателей, устройств обратной связи и контроллеров, просуществовала всего 50 лет. Но нельзя отрицать, что обрабатывающая промышленность Китая начинает понимать, что сервосистемы играют все более важную роль в повышении конкурентоспособности продукции. На рынке появляется большой спрос на сервосистемы. Я верю, что в ближайшем будущем новая история роста сервосистемы продолжит писать еще одну историю развития «китайского инвертора».

Моделирование управления двигателем с переменной скоростью — MATLAB и Simulink

Моделирование управления двигателем с переменной скоростью

Управление с переменной скоростью электрических машин переменного тока использует электронику с принудительной коммутацией. переключатели, такие как IGBT, MOSFET и GTO. Асинхронные машины питаются от ширины импульса импульсов модуляция (PWM) преобразователи напряжения (VSC) в настоящее время постепенно замена двигателей постоянного тока и тиристорных мостов. С ШИМ в сочетании с современным управлением такие методы, как полевое управление или прямое управление крутящим моментом, вы можете получить то же самое гибкость в управлении скоростью и крутящим моментом, как в машинах постоянного тока.В этом руководстве показано, как построить простой привод переменного тока без обратной связи, управляющий асинхронной машиной. Simscape ™ Специализированные электрические системы Electrical ™ содержат готовые модели, позволяющие моделировать системы электроприводов без необходимости строить эти сложные системы самостоятельно. Для большего информацию см. в разделе «Модели электроприводов».

Библиотека>>> содержит четыре наиболее часто используемых трехфазных машины: упрощенная и комплектные синхронные машины, асинхронные машины и синхронные машины с постоянными магнитами машина.Каждая машина может использоваться как в генераторном, так и в моторном режиме. В сочетании с линейными и нелинейные элементы, такие как трансформаторы, линии, нагрузки, выключатели и т. д., они могут быть использованы для моделировать электромеханические переходные процессы в электрической сети. Их также можно комбинировать с силовые электронные устройства для моделирования приводов.

Библиотека>>> содержит блоки, позволяющие моделировать диоды, тиристоры, ГТО. тиристоры, полевые МОП-транзисторы и устройства IGBT. Вы можете соединить несколько блоков вместе, чтобы построить трехфазный мост.Например, для инверторного моста IGBT потребуется шесть IGBT и шесть антипараллельные диоды.

Для облегчения реализации мостов блок Universal Bridge автоматически выполняет эти соединения для ты.

Построение и моделирование двигателя с ШИМ-управлением

Выполните следующие действия, чтобы построить модель двигателя с ШИМ-управлением.

Сборка и настройка модели

1. Введите power_new в командной строке, чтобы открыть новая модель.Сохраните модель как power_PWMmotor

2. Добавьте блок Universal Bridge из>>> библиотеки

3. В настройках Parameters для блока Universal Bridge установите Силовое электронное устройство Параметр до IGBT / Диоды .

4. Добавить блок единиц СИ для асинхронной машины из>>> библиотеки

5. Установите параметры блока Asynchronous Machine SI Units как следует.

   Параметры	Параметр	Значение
   Конфигурация	Тип ротора 9048 9048 9048 9048 9048	Номинальная мощность, напряжение (линейная) и частота [Pn (ВА), Vn (Vrms), fn (Hz)]	[3 * 746 220 60]
   Сопротивление и индуктивность статора [Rs (Ом) Lls (H) ]	[1.2) F (Н.м.с) p () ]	[0,02 0,005752 2]
   [скольжение, th (градус), ia, ib, ic (A), pha, phb, phc (градусы)]	[1 0 0 0 0 0 0 0]

   Установка номинальной мощности на 3 * 746 ВА и номинальной линейное напряжение Vn до 220 Vrms реализует 3 л.с., 60 Гц машина с двумя парами полюсов.Таким образом, номинальная скорость немного ниже, чем синхронная частота вращения 1800 об / мин, или Вт _с = 188,5 рад / с.

   Установка параметра Тип ротора на Беличья клетка , скрывает выходные порты, a , b и c , потому что эти три клеммы ротора обычно замкнуты накоротко для нормального двигателя. операция.

6. Доступ к внутренним сигналам блока Asynchronous Machine:

   1. Добавьте блок Bus Selector из библиотеки>.

   2. Подключите выходной порт измерения, м , машины блок на входной порт блока Bus Selector.

   3. Откройте диалоговое окно Block Parameters для блока Bus Selector. Двойной клик блок.

   4. Удалить предварительно выбранные сигналы. В избранном элементы панель, Shift выбрать ??? signal1 и ??? signal2 , затем щелкните Удалить .

   5. Выберите интересующие сигналы:

      1. На левой панели диалогового окна выберите>. Щелкните Выберите >> .

      2. Выбрать>. Щелкните Выберите >> .

      3. Выбрать. Щелкните Выберите >> .

Загрузка и привод двигателя

Реализуйте характеристику крутящего момента-скорости нагрузки двигателя.Предполагая квадратичный крутящий момент-скорость характеристика (нагрузка вентилятора или насоса)., крутящий момент T пропорционален в квадрат скорости ω.

Номинальный крутящий момент двигателя

Следовательно, постоянная k должна быть

1. Добавить интерпретируемый функциональный блок MATLAB из библиотека>. Дважды щелкните функциональный блок и введите выражение для крутящий момент как функция скорости: 3.2 .

2. Подключите выход функционального блока к входу крутящего момента. порт, Тм , станочного блока.

3. Добавьте блок источника напряжения постоянного тока из библиотеки>>>. В настройках Parameters для блока, для параметра Амплитуда (В) укажите 400 .

4. Измените имя блока измерения напряжения на VAB .

5. Добавьте блок Ground из>>> библиотеки. Подключите силовые элементы и блоки датчиков напряжения, как показано на рисунке. на схеме двигателя power_PWM модель.

Управление мостом инвертора с помощью генератора импульсов

Для управления мостом инвертора используйте генератор импульсов.

1. Добавьте блок генератора ШИМ (2 уровня) из библиотеки>>>>. Вы можете настроить преобразователь для работы в разомкнутом контуре, и три модулирующих сигнала ШИМ генерируются внутри.Подключите выход P к вход импульсов блока Universal Bridge

2. Открыть диалоговое окно блока PWM Generator (2-Level) и установите параметры следующим образом.

   9nsyn902

   Частота

   максимум и 2 значения

   Тип генератора	Трехфазный мост (6 импульсов)
   Режим работы
   18 * 60 Гц (1080 Гц)
   Начальная фаза	0 градусов
   [-1,1]
   Выборка техника	Natural
   Внутренняя генерация ссылки сигнал	выбран
   Индекс модуляции	0.9
   Опорный сигнал частота	60 Гц
   Опорный сигнал фаза	0 градусов
   Время выборки	10e-6 с

   импульсы меняются кратно указанному временному шагу.Время шаг 10 мкс соответствует +/- 0,54% периода переключения при 1080 Гц.

   Один из распространенных методов генерации импульсов ШИМ использует сравнение синтезируемого выходного напряжения (в данном случае 60 Гц) с треугольным волна на частоте переключения (в данном случае 1080 Гц). Линия в линию Выходное среднеквадратичное напряжение является функцией входного напряжения постоянного тока и индекс модуляции м , как определяется следующим уравнение:

   Следовательно, постоянное напряжение 400 В и коэффициент модуляции 0.90 дает выходное линейное напряжение 220 В среднекв. номинальное напряжение асинхронного двигателя.

Отображение сигналов и измерение основного напряжения и тока

1. Теперь вы добавляете блоки, измеряющие основную составляющую (60 Гц) встроены в прерванное напряжение Vab и в ток фазы A. Добавьте в модель блок Фурье из библиотеки>>>.

   Откройте диалоговое окно блока Фурье и убедитесь, что параметры устанавливаются следующим образом:

   Фундаментальный частота	60 Гц
   Гармоника n	1
   9909 0482 9024 9 начальный вход 0
   Время выборки	10e-6 с

   Подключите этот блок к выходу датчика напряжения Vab.

2. Дублируйте блок Фурье. Для измерения фазы А ток, вы подключаете этот блок к току статора is_a выход блока выбора шины.

3. Передайте эти сигналы в Инспектор данных моделирования: Te, сигналы ias и w измерительного выхода асинхронного Блок машины, и напряжение VAB.

Моделирование электропривода с ШИМ с помощью алгоритма непрерывной интеграции

Установите время остановки на 1 с и запустите моделирование.Откройте Simulation Data Inspector и посмотрите на сигналы.

Двигатель запускается и достигает установившейся скорости 181 рад / с. (1728 об / мин) через 0,5 с. При запуске величина тока 60 Гц достигает пика 90 А (64 А RMS), тогда как его установившееся значение составляет 10,5 A (7,4 А RMS). Как и ожидалось, величина напряжения 60 Гц содержала в рубленой волне остается на

Также обратите внимание на сильные колебания электромагнитного момента при запуске. Если вы увеличите крутящий момент в установившемся режиме, вы должны наблюдают зашумленный сигнал со средним значением 11.9 Н-м, соответствующий к моменту нагрузки при номинальной скорости.

Если вы увеличите масштаб трех токов двигателя, вы увидите, что все гармоники (кратные частоте переключения 1080 Гц) фильтруется индуктивностью статора, так что составляющая 60 Гц доминирующий.

Привод двигателя с ШИМ; Результаты моделирования для двигателя Запуск при полном напряжении

Использование блока мультиметра

Универсальный мостовой блок не является обычным подсистема, в которой доступны все шесть отдельных переключателей.Если вы хотите измерить переключать напряжения и токи, необходимо использовать блок мультиметра, который дает доступ к внутренним сигналам моста:

1. Откройте Universal Диалоговое окно Bridge и установите параметр Measurement . to Устройство токов .

2. Добавьте блок мультиметра из>>> библиотеки. Дважды щелкните блок мультиметра. Появится окно, показывающее шесть токов переключения.

3. Выберите два тока моста рука подключена к фазе А.Они обозначены как

   4

   9024

   9024
   9024
   9024
   9027 Количество сигналов (2) отображается на значке мультиметра.

   Отправьте сигнал из блока мультиметра в Simulation Data Inspector.

   Перезапустите моделирование. Формы волны полученные для первых 20 мс показаны на этом графике.

   Токи в переключателях 1 и 2 IGBT / диодах

   Как и ожидалось, токи в переключателях 1 и 2 являются комплементарными. Положительный ток указывает на ток, протекающий в IGBT, тогда как отрицательный ток указывает на ток в антипараллельном диоде.

   Примечание

   Использование блока мультиметра не ограничивается Универсальный мостиковый блок.Многие блоки В библиотеках электрических источников и элементов есть параметр измерения, в котором вы можете выберите напряжения, токи или насыщаемые потоки трансформатора. Разумное использование блока мультиметра уменьшает количество датчиков тока и напряжения в вашем цепь, что упрощает отслеживание.

   Дискретизация привода двигателя ШИМ

   Вы могли заметить, что моделирование с использованием переменного шага алгоритм интеграции относительно длинный. В зависимости от вашего компьютера, имитация одной секунды может занять десятки секунд.Чтобы сократить время моделирования, вы можете дискретизировать свою схему и моделировать при фиксированном временные шаги моделирования.

   На вкладке Simulation щелкните Model Settings . Выбирать Решатель . В разделе Выбор решателя выберите Фиксированный шаг и Дискретный (без непрерывного говорится) вариантов. Откройте блок powergui и установите Simulation type на Дискретный . Установите время выборки к 10e-6 с.Энергосистема, включая асинхронную машину, в настоящее время дискретизируется при времени выборки 10 мкс.

   Запустить симуляцию. Обратите внимание, что симуляция теперь выполняется быстрее. чем с непрерывной системой. Результаты хорошо сравниваются с постоянным система.

   Выполнение гармонического анализа с помощью инструмента БПФ

   Два блока Фурье позволяют вычислять основные составляющие напряжения и тока во время моделирования. Если вы хотели бы чтобы наблюдать гармонические составляющие, вам также понадобится блок Фурье для каждой гармоники.Такой подход неудобен.

   Добавьте блок Scope к своей модели и подключите его на выход блока измерения напряжения VAB. В блоке «Область действия» запишите данные в рабочую область в виде структуры со временем. Начать моделирование. Теперь используйте инструмент FFT powergui, чтобы отобразить частотный спектр напряжения. и формы волны тока.

   Когда симуляция завершена, откройте powergui и выберите FFT. Анализ . Откроется новое окно. Задайте параметры, определяющие анализируемые сигнал, временное окно и частотный диапазон следующим образом:

   iSw1	Универсальный мостик
   iSw2

   Имя	ScopeData
   Ввод	ввод 1
   Номер сигнала	1
   Время начала	0.7 с
   Количество циклов	2
   Дисплей	Окно БПФ
   Основная частота	60 Гц
   Макс.частота	5000 Гц
   Частотная ось	Порядок гармоник
   Стиль отображения	Бар (относительно Фонда или DC)

   Анализируемый сигнал отображается в верхнем окне.Щелкните Показать . Отображается частотный спектр в нижнем окне, как показано на следующем рисунке.

   Анализ БПФ межфазного напряжения двигателя

   Отображаются основная составляющая и полное гармоническое искажение (THD) напряжения Vab. над окном спектра. Величина основной гармоники напряжения инвертора (312 В) хорошо сравнивается с теоретическим значением (311 В для m = 0,9).

   Гармоники отображаются в процентах от основной составляющей.Как и ожидалось, гармоники возникают на частотах, кратных несущей. (п * 18 + - к). Самые высокие гармоники (30%) появляются на 16-й гармонике (18 - 2) и 20-я гармоника (18 + 2).

   YVF | Двигатель с регулируемой частотой вращения, двигатель с преобразователем частоты, двигатель с модуляцией скорости

   1. ПРОДУКТ ВНЕДРЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ YVF

   YVF серии - асинхронные трехфазные двигатели с регулируемой частотой и регулируемая скорость (модуляция скорости преобразователя частоты ), являются ИНДУКЦИОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ и двигателями переменного тока.В нем использована конструкция с короткозамкнутым ротором. Электродвигатели имеют отдельно в сборе с осевым вентилятором обеспечивает лучший охлаждающий эффект при другой выход.

   Электродвигатели вбирают в себя преимущества тех же двигателей в мире. Мы используем компьютер система помощи в оптимизации, эффект, вызванный высшей гармоникой инвертора. можно максимально уменьшить. Электродвигатели могут быть хорошо согласованы с инверторы разных производителей мира.Широкий диапазон частот преобразование, производительность управления скоростью превосходит.

   В выходная номинальная мощность и установочные размеры электродвигателей идеально соответствуют в соответствии с IEC60072-1. Удобная замена и простота обслуживания, прочный универсальность и взаимозаменяемость. Электродвигатели YVF обладают высоким КПД, энергосбережение, плавность хода, низкий уровень шума, широкий диапазон частот, быстрый отклик, и т.п.

   YVF двигатели серии могут широко применяться для приводного оборудования, нуждающегося в скорости модуляция в легкой, химической, текстильной, нефтяной, металлургической, станки, устройство с ЧПУ.Двигатели также могут использоваться для вентиляции и перекачивания цель энергосбережения, значительная экономия электроэнергии, защита среда.

   2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ YVF

   1. Стандарт исполнения: JB / T 7118

   2. Установочные размеры: IEC60072-1.

   3. Размер кадра: H80 ~ h455 полюс: 2P / 4P / 6P / 8P

   4. Номинальная мощность: 0,75 ~ 355 кВт

   5.Напряжение: 380 В, 400 В, 415В

   6. Частота: 5 ~ 50 Гц / 50 ~ 100 Гц, 5 ~ 50 Гц / 50 ~ 80 Гц, 5 ~ 50 Гц / 50 ~ 60 Гц

   7. Режим работы: S1 (непрерывный ход)

   8. Закрытая защита класс: IP54, IP55

   9. Класс изоляции: F

   10. Метод охлаждения: IC416

   11. Способ крепления: B3, B5, B35, V1

   12. Окружающие условия: Высота ниже 1000 м; Температура окружающей среды -15 ~ 40Cº.

   13.Связь: Соединение звездой для 3 кВт или меньше, а соединение треугольником для 4 кВт или более.

   No related posts.