ในสถานการณ์ต่างๆ อาจจำเป็นต้องแปลงความถี่ของกระแสเริ่มต้นเป็นกระแสที่มีแรงดันความถี่ควบคุม สิ่งนี้จำเป็น ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้งานมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเพื่อเปลี่ยนความเร็วในการหมุน บทความนี้จะกล่าวถึงวัตถุประสงค์และหลักการทำงานของตัวแปลงความถี่
เนื้อหา
ตัวแปลงความถี่คืออะไร
ตัวแปลงความถี่ (FC) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่แปลงและควบคุมกระแสสลับเฟสเดียวหรือสามเฟสอย่างราบรื่นด้วยความถี่ 50 Hz เป็นกระแสประเภทเดียวกันที่มีความถี่ 1 ถึง 800 Hz อุปกรณ์ดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมการทำงานของเครื่องจักรไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสต่างๆ เช่น เพื่อเปลี่ยนความถี่ของการหมุน นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์สำหรับใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูงอุตสาหกรรม
ตัวแปลงอย่างง่ายจะควบคุมความถี่และแรงดันไฟฟ้าตามลักษณะ V/f อุปกรณ์ที่ซับซ้อนใช้การควบคุมเวกเตอร์
ตัวแปลงความถี่เป็นอุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนทางเทคนิคและไม่เพียงประกอบด้วยเครื่องแปลงความถี่เท่านั้น แต่ยังมีการป้องกันกระแสไฟเกิน แรงดันไฟเกิน และไฟฟ้าลัดวงจร นอกจากนี้ อุปกรณ์ดังกล่าวอาจมีโช้กเพื่อปรับปรุงรูปคลื่นและตัวกรองเพื่อลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ มีคอนเวอร์เตอร์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์เครื่องจักรไฟฟ้า
หลักการทำงานของเครื่องแปลงความถี่
ตัวแปลงอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักหลายประการ: วงจรเรียงกระแส ตัวกรอง ไมโครโปรเซสเซอร์ และอินเวอร์เตอร์
วงจรเรียงกระแส มีไดโอดหรือไทริสเตอร์จำนวนหนึ่งที่แก้ไขกระแสเริ่มต้นที่อินพุตไปยังตัวแปลง อินเวอร์เตอร์ไดโอดมีลักษณะที่ไม่มีระลอกคลื่นมีราคาไม่แพง แต่ในขณะเดียวกันก็มีอุปกรณ์ที่เชื่อถือได้ คอนเวอร์เตอร์แบบไทริสเตอร์สร้างความเป็นไปได้ให้กระแสไหลทั้งสองทิศทาง และยอมให้พลังงานไฟฟ้ากลับคืนสู่เครือข่ายเมื่อมอเตอร์ถูกเบรก
กรอง ใช้ในอุปกรณ์ไทริสเตอร์เพื่อลดหรือขจัดแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อม การปรับให้เรียบโดยใช้ฟิลเตอร์ capacitive หรือ inductive-capacitive
ไมโครโปรเซสเซอร์ – เป็นลิงค์ควบคุมและวิเคราะห์ของตัวแปลง รับและประมวลผลสัญญาณจากเซ็นเซอร์ ซึ่งช่วยให้คุณปรับสัญญาณเอาต์พุตจากตัวแปลงความถี่ด้วยตัวควบคุม PID ในตัวนอกจากนี้ ส่วนประกอบของระบบนี้ยังบันทึกและจัดเก็บข้อมูลเหตุการณ์ ลงทะเบียนและปกป้องอุปกรณ์จากการโอเวอร์โหลด ไฟฟ้าลัดวงจร วิเคราะห์โหมดการทำงาน และปิดอุปกรณ์ในกรณีฉุกเฉิน
อินเวอร์เตอร์ แรงดันและกระแสใช้ในการควบคุมเครื่องจักรไฟฟ้า นั่นคือ ควบคุมความถี่ของกระแสได้อย่างราบรื่น อุปกรณ์ดังกล่าวสร้างเอาต์พุต "ไซน์บริสุทธิ์" ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานได้ในหลายอุตสาหกรรม
หลักการทำงานของเครื่องแปลงความถี่อิเล็กทรอนิกส์ (อินเวอร์เตอร์) ประกอบด้วยขั้นตอนการทำงานต่อไปนี้:
- กระแสไฟสลับเฟสเดียวหรือสามเฟสอินพุตถูกแก้ไขโดยไดโอดบริดจ์หรือไทริสเตอร์
- ด้วยความช่วยเหลือของตัวกรองพิเศษ (ตัวเก็บประจุ) สัญญาณจะถูกกรองเพื่อลดหรือกำจัดระลอกแรงดันไฟฟ้า
- แรงดันไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นคลื่นสามเฟสด้วยพารามิเตอร์บางอย่างโดยใช้ไมโครเซอร์กิตและบริดจ์ทรานซิสเตอร์
- ที่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ พัลส์สี่เหลี่ยมจะถูกแปลงเป็นแรงดันไซน์พร้อมพารามิเตอร์ที่ระบุ
ประเภทของตัวแปลงความถี่
ตัวแปลงความถี่มีหลายประเภท ซึ่งปัจจุบันนิยมใช้กันมากที่สุดสำหรับการผลิตและการใช้งาน:
เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (electroinduction) : ใช้ในกรณีที่เป็นไปไม่ได้หรือไม่เหมาะสมที่จะใช้ FC อิเล็กทรอนิกส์ โครงสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวเป็นมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีเฟสโรเตอร์ซึ่งทำงานในโหมดเครื่องกำเนิด-แปลง
อุปกรณ์เหล่านี้เป็นคอนเวอร์เตอร์ที่ควบคุมด้วยสเกลาร์ ที่เอาต์พุตของอุปกรณ์นี้ แรงดันไฟฟ้าของแอมพลิจูดและความถี่ที่กำหนดจะถูกสร้างขึ้นเพื่อรักษาฟลักซ์แม่เหล็กบางอย่างในขดลวดสเตเตอร์ใช้ในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องรักษาความเร็วของโรเตอร์ตามน้ำหนักบรรทุก (ปั๊ม พัดลม และอุปกรณ์อื่นๆ)
ตัวแปลงอิเล็กทรอนิกส์: ใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกสภาพการทำงานสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นเวกเตอร์ โดยจะคำนวณการโต้ตอบของสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์และโรเตอร์โดยอัตโนมัติ และให้ค่าคงที่ของความเร็วโรเตอร์โดยไม่คำนึงถึงโหลด
- ไซโคลคอนเวอร์เตอร์;
- ไซโคลอินเวอร์เตอร์;
- อินเวอร์เตอร์พร้อมลิงค์ DC ระดับกลาง:
- ตัวแปลงความถี่ของแหล่งกระแส
- ตัวแปลงความถี่ของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า (พร้อมการปรับแอมพลิจูดหรือความกว้างพัลส์)
ตามขอบเขต อุปกรณ์สามารถ:
- สำหรับอุปกรณ์ที่มีกำลังสูงถึง 315 kW;
- ตัวแปลงเวกเตอร์สำหรับพลังงานสูงถึง 500 กิโลวัตต์;
- อุปกรณ์ป้องกันการระเบิดสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีการระเบิดและมีฝุ่นมาก
- ตัวแปลงความถี่ติดตั้งบนมอเตอร์ไฟฟ้า
ตัวแปลงความถี่แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียบางประการ และใช้ได้กับอุปกรณ์และโหลดที่แตกต่างกัน รวมถึงสภาพการทำงาน
ตัวแปลงความถี่สามารถควบคุมได้ด้วยตนเองหรือจากภายนอก การควบคุมด้วยตนเองจะดำเนินการจากแผงควบคุมของอินเวอร์เตอร์ ซึ่งสามารถปรับความเร็วหรือหยุดการทำงานได้ การควบคุมภายนอกดำเนินการโดยใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติ (APCS) ซึ่งสามารถควบคุมพารามิเตอร์อุปกรณ์ทั้งหมด และอนุญาตให้คุณเปลี่ยนรูปแบบหรือโหมดการทำงาน (ผ่าน FC หรือบายพาส)นอกจากนี้ การควบคุมภายนอกยังช่วยให้คุณตั้งโปรแกรมการทำงานของตัวแปลงได้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการทำงาน โหลด เวลา ซึ่งช่วยให้คุณทำงานในโหมดอัตโนมัติได้
เหตุใดมอเตอร์ไฟฟ้าจึงอาจต้องใช้เครื่องแปลงความถี่
การใช้เครื่องแปลงความถี่ทำให้สามารถลดต้นทุนค่าไฟฟ้า ค่าเสื่อมราคาของมอเตอร์และอุปกรณ์ได้ สามารถใช้กับมอเตอร์กรงกระรอกราคาถูก ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิต
มอเตอร์ไฟฟ้าจำนวนมากทำงานในสภาวะที่มีการเปลี่ยนโหมดการทำงานบ่อยครั้ง (สตาร์ทและหยุดบ่อยครั้ง เปลี่ยนภาระงาน) ตัวแปลงความถี่ช่วยให้คุณสตาร์ทมอเตอร์ได้อย่างราบรื่นและลดแรงบิดเริ่มต้นสูงสุดและความร้อนของอุปกรณ์ นี่เป็นสิ่งสำคัญ ตัวอย่างเช่น ในเครื่องชักรอก และช่วยให้คุณลดผลกระทบด้านลบจากการสตาร์ทกะทันหัน ตลอดจนขจัดการแกว่งของโหลดและกระตุกเมื่อหยุด
ด้วยความช่วยเหลือของอินเวอร์เตอร์ คุณสามารถควบคุมการทำงานของโบลเวอร์ ปั๊ม และช่วยให้คุณสามารถทำให้กระบวนการทางเทคโนโลยีเป็นไปโดยอัตโนมัติ (ใช้ในบ้านหม้อไอน้ำ ในการทำเหมือง ในภาคการกลั่นน้ำมันและน้ำมัน ที่การประปา และองค์กรอื่นๆ)
การใช้ตัวแปลงความถี่ในสายพานลำเลียง สายพานลำเลียง ลิฟต์ช่วยให้คุณยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบได้ เนื่องจากช่วยลดการกระตุก การกระแทก และปัจจัยด้านลบอื่นๆ เมื่อสตาร์ทและหยุดอุปกรณ์ สามารถเพิ่มและลดความเร็วของเครื่องยนต์ได้อย่างราบรื่น ทำการเคลื่อนไหวย้อนกลับ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำสูงจำนวนมาก
ข้อดีของตัวแปลงความถี่:
- การลดต้นทุนด้านพลังงาน: โดยการลดกระแสสตาร์ทและการปรับกำลังเครื่องยนต์ตามโหลด
- การเพิ่มความน่าเชื่อถือและความทนทานของอุปกรณ์: ช่วยให้คุณสามารถยืดอายุการใช้งานและเพิ่มระยะเวลาจากบริการด้านเทคนิคหนึ่งไปยังอีกบริการหนึ่ง
- ช่วยให้คุณสามารถใช้การควบคุมภายนอกและการจัดการอุปกรณ์จากอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ระยะไกลและความสามารถในการรวมเข้ากับระบบอัตโนมัติ
- ตัวแปลงความถี่สามารถทำงานโดยใช้กำลังโหลดใดๆ (จากหนึ่งกิโลวัตต์ถึงหลายสิบเมกะวัตต์)
- การมีอยู่ของส่วนประกอบพิเศษในองค์ประกอบของตัวแปลงความถี่ช่วยให้คุณสามารถป้องกันการโอเวอร์โหลด ความล้มเหลวของเฟส และไฟฟ้าลัดวงจร ตลอดจนให้การทำงานที่ปลอดภัยและการปิดอุปกรณ์ในกรณีฉุกเฉิน
แน่นอน เมื่อดูรายการข้อดีดังกล่าวแล้ว หลายคนอาจสงสัยว่าทำไมไม่ใช้กับเครื่องยนต์ทั้งหมดในองค์กรล่ะ คำตอบที่นี่ชัดเจน แต่นี่เป็นค่าใช้จ่ายสูงของ chastotnikov การติดตั้งและการปรับแต่ง ไม่ใช่ทุกธุรกิจที่สามารถจ่ายค่าใช้จ่ายเหล่านี้ได้
บทความที่คล้ายกัน:
