Kas ir mainīgas frekvences disks?
Mainīgas frekvences piedziņa (VFD) ir elektroniska vadības ierīce, ko izmanto, lai nodrošinātu regulējamu ātruma kontroli maiņstrāvas un līdzstrāvas motoriem. Visizplatītākie maiņstrāvas motoru veidi ir maiņstrāvas asinhronie motori vai asinhronie motori. VFD izmantošanas priekšrocības ir enerģijas ietaupījums HVAC ventilatoriem un sūkņiem, uzlabota motora griezes momenta un ātruma kontrole rūpnieciskos lietojumos un uzlabota motora aizsardzība.
Motora izmēri VFD darbībai:
Mainīgas frekvences piedziņas var darbināt motorus, kuru jauda ir no ¼ zirgspēkiem pie 120 voltu vienfāzes līdz 20,{2}} kilovatiem pie 11,000 voltu trīsfāzu. Rūpnieciskie motori parasti ir trīsfāžu, un visizplatītākais spriegums ASV ir 480 V. Citi izplatītie spriegumi ir 230, 2300 un 4160 V. Motors ir paredzēts darbam ar dažādiem spriegumiem atkarībā no motora poliem. .
Motori ir paredzēti darbam ar nemainīgu ātrumu atkarībā no polu skaita motorā. Motoram pievadītā sprieguma frekvence nosaka motora ātrumu. Šis ātrums ir funkcija no pielietotās frekvences, kas reizināta ar 120, kas dalīta ar polu skaitu vienā fāzē.
Kā VFD maina motora ātrumu:
VFD kontrolē motorus, mainot frekvenci no 0 līdz 60 cikliem vai herciem sekundē. Tās var arī mainīt frekvences ārpus standarta 0-60 Hz diapazona līdz 600 Hz. Ja frekvence pārsniedz 600 Hz, lietojumprogramma parasti ir ātrgaitas vārpstas motors. Ja frekvence pārsniedz 600 Hz, lietojumprogramma parasti ir ātrgaitas vārpstas motors. VFD maina ieejas frekvenci, pielāgojot motoram maiņstrāvas sinusoidālā viļņa izejas frekvenci. Lai to paveiktu, VFD ir četras galvenās sastāvdaļas:
- Diodes taisngrieža vai pārveidotāja sekcija pārveido 60 Hz maiņstrāvas līnijas spriegumu līdzstrāvas spriegumā, izmantojot diodes taisngriezi.
- Līdzstrāvas kopnes sekcija uzglabā pārveidoto maiņstrāvas spriegumu kondensatorā. 480 V maiņstrāvas ieejai maksimālais spriegums trīsfāzu līdzstrāvas kopnē var būt 648 V līdzstrāva (= 480 V x Sq. Rt. √1,82).
- Invertora sekcija jeb IGBT (izolētā vārtu bipolārais tranzistors) pārveido saglabāto līdzstrāvas spriegumu analogā maiņstrāvas sinusa viļņu formā, ko sauc par impulsa platuma modulāciju, lai modelētu maiņstrāvas viļņu formu. Impulsa platuma modulētajai viļņu formai ir amplitūda (augstums), kas ir maksimālais ieejas spriegums, parasti 480 volti, un darba cikls (platums). Darba ciklu skaits sekundē ir frekvence hercos, un ātrums, ar kādu IGBT ieslēdzas un izslēdzas, ir nesējfrekvence. Nesējfrekvenču diapazons ir no 2,000 Hz līdz 15, 000 Hz. Augstākas nesējfrekvences rada labākas viļņu formas. Iedomājieties gaismas slēdzi uz sienas, kas ļauj spriegumam un strāvai darbināt spuldzi. Spriegums un strāva plūst uz spuldzi ar ātrumu 60 cikli sekundē. Jebkura gaismas mirgošana ir pārāk ātra, lai to varētu noteikt ar neapbruņotu aci.
- VFD vadības sadaļa nosaka spriegumu un frekvenci vai darba cikla numuru, kas tiek nosūtīts uz motoru. Motors izmanto impulsa platuma modulētu viļņu formu, lai kontrolētu motora ātrumu.
Mainīgas frekvences piedziņas evolūcija
Laika gaitā VFD ir attīstījušies, taču pamata funkcionalitāte saglabājas. Tos izmanto daudzās lietojumprogrammās un palīdz nozarēm attīstīties. Līdz ar pašreizējo IIoT un viedās ražošanas pieaugumu VFD kļūs par procesu uzlabošanas neatņemamu sastāvdaļu un nodrošinās nozīmīgus datus, lai palīdzētu ražotājiem kļūt par līderiem savās nozarēs.