Çeşitli durumlarda, başlangıç akımının frekansını, regüle edilmiş bir frekans gerilimi olan bir akıma dönüştürmek gerekli olabilir. Bu, örneğin asenkron motorları çalıştırırken dönüş hızlarını değiştirmek için gereklidir. Bu makale, frekans dönüştürücünün amacını ve çalışma prensibini tartışacaktır.
İçerik
frekans dönüştürücü nedir
Frekans dönüştürücü (FC), 50 Hz frekanslı tek fazlı veya üç fazlı alternatif akımı 1 ila 800 Hz frekanslı benzer bir akım türüne dönüştüren ve düzgün şekilde düzenleyen bir elektrikli cihazdır. Bu tür cihazlar, çeşitli asenkron elektrikli makinelerin çalışmasını kontrol etmek için, örneğin dönüş frekanslarını değiştirmek için yaygın olarak kullanılır. Endüstriyel yüksek gerilim şebekelerinde kullanıma yönelik cihazlar da bulunmaktadır.
Basit dönüştürücüler V/f karakteristiğine göre frekansı ve voltajı düzenler, karmaşık cihazlar vektör kontrolünü kullanır.
Frekans dönüştürücü teknik olarak karmaşık bir cihazdır ve yalnızca bir frekans dönüştürücüden oluşmaz, aynı zamanda aşırı akım, aşırı gerilim ve kısa devreye karşı da koruması vardır. Ayrıca, bu tür ekipmanlarda dalga biçimini iyileştirmek için bir boğucu ve çeşitli elektromanyetik parazitleri azaltmak için filtreler bulunabilir. Elektrikli makine cihazlarının yanı sıra elektronik dönüştürücüler de vardır.
Frekans dönüştürücünün çalışma prensibi
Bir elektronik dönüştürücü birkaç ana bileşenden oluşur: bir doğrultucu, bir filtre, bir mikroişlemci ve bir evirici.
doğrultucu dönüştürücüye girişteki ilk akımı düzelten bir grup diyot veya tristöre sahiptir. Diyot invertörleri, dalgalanmaların tamamen yokluğu ile karakterize edilir, ucuzdurlar, ancak aynı zamanda güvenilir cihazlardır. Tristör tabanlı dönüştürücüler, akımın her iki yönde de akmasına olanak tanır ve motor frenlendiğinde elektrik enerjisinin şebekeye geri dönmesini sağlar.
filtre Voltaj dalgalanmasını azaltmak veya ortadan kaldırmak için tristör cihazlarında kullanılır. Düzgünleştirme, kapasitif veya endüktif kapasitif filtreler kullanılarak gerçekleştirilir.
mikroişlemci – dönüştürücünün kontrol ve analiz bağlantısıdır. Sensörlerden gelen sinyalleri alır ve işler, bu da yerleşik bir PID denetleyicisi ile frekans dönüştürücüden gelen çıkış sinyalini ayarlamanıza olanak tanır.Ayrıca, bu sistem bileşeni olay verilerini kaydeder ve saklar, cihazı kaydeder ve aşırı yüklenmelerden, kısa devrelerden korur, çalışma modunu analiz eder ve acil çalışma durumunda cihazı kapatır.
çevirici voltaj ve akım, elektrik makinelerini kontrol etmek, yani akımın frekansını düzgün bir şekilde kontrol etmek için kullanılır. Böyle bir cihaz, birçok endüstride kullanılmasına izin veren bir "saf sinüs" çıktısı üretir.
Elektronik frekans dönüştürücünün (inverter) çalışma prensibi, aşağıdaki çalışma aşamalarından oluşur:
- Giriş sinüzoidal alternatif tek fazlı veya üç fazlı akım, bir diyot köprüsü veya tristörler tarafından doğrultulur;
- Özel filtreler (kapasitörler) yardımıyla, voltaj dalgalanmalarını azaltmak veya ortadan kaldırmak için sinyal filtrelenir;
- Voltaj, bir mikro devre ve bir transistör köprüsü kullanılarak belirli parametrelerle üç fazlı bir dalgaya dönüştürülür;
- Eviricinin çıkışında, dikdörtgen darbeler, belirtilen parametrelerle sinüzoidal bir gerilime dönüştürülür.
Frekans dönüştürücü türleri
Şu anda üretim ve kullanım için en yaygın olan birkaç tür frekans dönüştürücü vardır:
Elektromakine (elektroindüksiyon) dönüştürücüler: elektronik FC'lerin kullanılmasının imkansız veya uygun olmadığı durumlarda kullanılır. Yapısal olarak, bu tür cihazlar, jeneratör-konvertör modunda çalışan faz rotorlu asenkron motorlardır.
Bu cihazlar skaler kontrollü dönüştürücülerdir. Bu cihazın çıkışında, stator sargılarında belirli bir manyetik akıyı korumak için belirli bir genlik ve frekansta bir voltaj oluşturulur.Yüke (pompalar, fanlar ve diğer ekipmanlar) bağlı olarak rotor hızının korunmasının gerekli olmadığı durumlarda kullanılırlar.
Elektronik dönüştürücüler: çeşitli ekipman için tüm çalışma koşullarında yaygın olarak kullanılır. Bu tür cihazlar vektördür, stator ve rotorun manyetik alanlarının etkileşimini otomatik olarak hesaplar ve yükten bağımsız olarak rotor hızının sabit bir değerini sağlar.
- Siklokonvertörler;
- Sikloinvertörler;
- Ara DC bağlantılı invertör:
- Akım kaynağının frekans dönüştürücüsü;
- Gerilim kaynağının frekans dönüştürücüsü (genlik veya darbe genişlik modülasyonu ile).
Kapsam olarak, ekipman şunlar olabilir:
- 315 kW'a kadar güce sahip ekipman için;
- 500 kW'a kadar güç için vektör dönüştürücüler;
- patlayıcı ve tozlu ortamlarda kullanım için patlamaya dayanıklı cihazlar;
- elektrik motorlarına monte edilmiş frekans dönüştürücüler;
Her tür frekans dönüştürücünün belirli avantajları ve dezavantajları vardır ve çalışma koşullarının yanı sıra farklı ekipman ve yüklere uygulanabilir.
Frekans dönüştürücü manuel veya harici olarak kontrol edilebilir. Manuel kontrol, hızı ayarlayabilen veya çalışmayı durdurabilen inverterin kontrol panelinden gerçekleştirilir. Harici kontrol, tüm cihaz parametrelerini kontrol edebilen ve şema veya çalışma modunu (FC veya baypas yoluyla) değiştirmenize izin veren otomatik kontrol sistemleri (APCS) kullanılarak gerçekleştirilir.Ayrıca harici kontrol, otomatik modda çalışmanıza izin veren çalışma koşullarına, yüke, zamana bağlı olarak dönüştürücünün çalışmasını programlamanıza olanak tanır.
Bir elektrik motorunun neden bir frekans dönüştürücüye ihtiyacı olabilir?
Frekans dönüştürücülerin kullanılması, elektrik maliyetini, motor ve ekipmanın amortisman maliyetini düşürmeyi mümkün kılar. Üretim maliyetlerini azaltan ucuz sincap kafesli motorlar için kullanılabilirler.
Birçok elektrik motoru, çalışma modlarının sık değiştirildiği (sık çalıştırma ve durma, değişen yük) koşullarında çalışır. Frekans dönüştürücüler, motoru sorunsuz bir şekilde çalıştırmanıza ve ekipmanın maksimum başlatma torkunu ve ısınmasını azaltmanıza olanak tanır. Bu, örneğin kaldırma makinelerinde önemlidir ve ani kalkışların olumsuz etkisini azaltmanıza ve ayrıca dururken yükün sallanmasını ve sarsıntıları ortadan kaldırmanıza olanak tanır.
İnverter yardımıyla üfleyicilerin, pompaların çalışmasını sorunsuz bir şekilde düzenleyebilir ve teknolojik süreçleri otomatikleştirmenize olanak tanır (kazan dairelerinde, madencilikte, petrol ve petrol arıtma sektörlerinde, su işlerinde ve diğer işletmelerde kullanılır).
Konveyörlerde, konveyörlerde, asansörlerde frekans dönüştürücülerin kullanılması, ekipmanı başlatırken ve durdururken sarsıntıları, şokları ve diğer olumsuz faktörleri azalttığı için bileşenlerinin hizmet ömrünü artırmanıza olanak tanır. Motor devrini sorunsuz bir şekilde artırabilir ve azaltabilir, çok sayıda yüksek hassasiyetli endüstriyel ekipman için önemli olan ters hareketi gerçekleştirebilirler.
Frekans dönüştürücülerin avantajları:
- Enerji maliyetlerini azaltmak: marş akımlarını azaltarak ve yüke göre motor gücünü ayarlayarak;
- Ekipmanın güvenilirliğini ve dayanıklılığını artırmak: hizmet ömrünü uzatmanıza ve bir teknik hizmetten diğerine geçen süreyi artırmanıza olanak tanır;
- Uzak bilgisayar cihazlarından ekipmanın harici kontrolünü ve yönetimini ve otomasyon sistemlerine entegre olma yeteneğini uygulamanıza izin verir;
- Frekans dönüştürücüler, herhangi bir yük gücüyle çalışabilir (bir kilovattan onlarca megawatt'a kadar);
- Frekans dönüştürücülerin bileşiminde özel bileşenlerin bulunması, aşırı yüklenmelere, faz arızalarına ve kısa devreye karşı koruma sağlamanın yanı sıra acil bir durumda ekipmanın güvenli çalışmasını ve kapatılmasını sağlar.
Tabii ki, böyle bir avantajlar listesine bakıldığında, neden bunları işletmedeki tüm motorlar için kullanmadığını merak edebilirsiniz. Ne yazık ki, buradaki cevap açıktır, ancak bu, chastotnikov'un yüksek maliyeti, kurulumları ve ayarlanmasıdır. Her işletme bu maliyetleri karşılayamaz.
Benzer makaleler:
