Время:2023-02-07 16:10:06Замечания:
Зачем использовать преобразователь частоты?
Для двигателя, приводимого в действие переменным током, его скорость связана со структурой двигателя (в частности, числом магнитных полюсов обмотки), а также связана с частотой источника питания.
Возьмем в качестве примера синхронный двигатель, его формула скорости: 60f/p.
f: частота источника питания
p: количество пар полюсов
Скорость асинхронного двигателя: 60f(1-s)/p
s: скольжение (slip), отношение разности скорости асинхронного двигателя n и скорости синхронного n0 к скорости синхронной. S=(n0-n)/n0
Чем больше нагрузка асинхронного двигателя, тем ниже скорость и больше скольжение, и, наоборот, чем меньше нагрузка, тем выше скорость и меньше скольжение. Когда асинхронный двигатель имеет номинальную нагрузку, его номинальная скорость очень близка к синхронной скорости, поэтому скольжение очень мало, обычно от 0,01 до 0,06.
После того, как двигатель завершен, количество его магнитных полюсов фиксируется, и его невозможно изменить.Даже если есть способ изменить его, скорость все еще имеет «шестерни», и «бесступенчатое» изменение скорости не может быть реализовано. .
Если вы хотите изменить скорость двигателя, вы можете изменить частоту источника питания.
Чтобы изменить частоту, вы должны использовать преобразователь частоты.
Способ расчета числа магнитных полюсов определяется способом соединения обмотки при проектировании двигателя. Проще говоря, когда двигатель работает нормально, в двигателе имеется несколько пар магнитных полюсов NS. Конкретные пояснения будут в общей книге "Motor and Drag".
Зачем менять скорость двигателя?
А. Энергосбережение/экономия денег
Выходная мощность двигателя связана со скоростью двигателя. Благодаря преобразованию частоты можно регулировать мощность двигателя.
Например: коммерческое центральное кондиционирование. Днем в здании работает много людей, что требует большой мощности охлаждения. Я ушел с работы ночью, но кто-то дежурил, поэтому кондиционер нельзя было выключить. В это время, регулируя скорость двигателя, который приводит в действие кондиционер, можно реализовать потребность в охлаждающей способности кондиционера в разные периоды времени, достигая цели энергосбережения и экономя счета за электроэнергию.
Что делать, если нет инверторного кондиционера? Одним из способов является параллельное использование нескольких кондиционеров. Когда потребность в кондиционерах высока в течение дня, включите больше кондиционеров. Когда ночью спрос низкий, мы выключаем несколько кондиционеров. Такая беда. В то же время стоимость приобретения нескольких кондиционеров складывается из более чем одного инверторного кондиционера с одинаковой холодопроизводительностью.
При одинаковой холодопроизводительности инверторный кондиционер дороже, чем кондиционер с фиксированной частотой, в основном потому, что пусковой шкаф, приводящий в действие кондиционер, дороже. Но эту разницу в цене можно вернуть, сэкономив на счетах за электроэнергию, что является ценовым конкурентным преимуществом инверторных кондиционеров.
B, чтобы добиться запуска с низкой мощностью, уменьшите воздействие на сеть
В тот момент, когда устройство подключено к сети, внезапный ток внутри устройства в 6-8 раз превышает нормальный рабочий ток.Если мощность слишком высока, внезапное изменение тока повлияет на сеть.
Электроприборы, которыми мы обычно пользуемся дома, имеют малую мощность, поэтому эта проблема не очевидна. Эта проблема очевидна, когда мощность электроприборов слишком велика, например, коммерческих центральных кондиционеров.
C, высокая скорость может быть получена
Возьмем, к примеру, отрасль, в которой я сейчас работаю: есть центробежный компрессор на магнитной подушке, подшипник его вращающейся части использует сильный магнетизм, чтобы поднять вал вверх и подвесить его в воздухе. Когда вращающаяся часть вращается с высокой скоростью, трение деталей отсутствует, сопротивление мало и износ отсутствует. Приводной двигатель может заставить рабочее колесо работать на очень высокой скорости. Чтобы двигатель мог вращаться с высокой скоростью, используется преобразователь частоты, обеспечивающий мощность 200 Гц для привода двигателя.
Конечно, чтобы заставить рабочее колесо вращаться с высокой скоростью, есть и другие способы: использовать шестерню для многократного изменения скорости, но таким образом срок службы шестерни последней ступени не будет долгим.
Компрессор со структурой на магнитной подушке может иметь очень высокую скорость.Таким образом, для двух компрессоров с одинаковой холодопроизводительностью обычный подшипниковый компрессор с приводом от двигателя 50 Гц намного больше, чем компрессор на магнитной подушке.
D, мощность двигателя можно сделать относительно меньше
Высокоскоростная вращающаяся часть может медленно разгоняться от состояния покоя до максимальной скорости с помощью преобразователя частоты. Если используется прямой пуск, мощность двигателя должна быть очень большой, а это значит, что большая корова тянет маленькую тележку.
Это легко понять, время разгона автомобиля с места до 100 километров. Чем короче время разгона автомобиля, тем больше объем его двигателя.
Сценарии применения инвертора
Существует множество сценариев применения, а его энергосберегающие и экономичные характеристики приводят ко многим сценариям применения.Сценарии крупных приложений включают:
A. Индустрия кондиционирования воздуха, в основном коммерческое центральное кондиционирование воздуха, имеет очевидный эффект энергосбережения. Продавцы используют это как аргумент, чтобы убедить клиентов использовать инверторные кондиционеры;
B, EMU, высокоскоростная железная дорога, метро, эта отрасль в настоящее время использует эту технологию;
C. Для высокоскоростных лифтов, используемых в высотных зданиях, их двигатели должны приводиться в действие с помощью технологии преобразования частоты для обеспечения регулирования скорости;
D. Теперь солнечная энергия генерирует электричество, а выходная мощность - постоянный ток. Для выработки электроэнергии в сети ее необходимо преобразовать в переменный ток. Это преобразование также должно использовать основной принцип преобразователя частоты;
E, электромобили, электрические велосипеды, на которых мы ездим, двигатель постоянного тока. Регулирование скорости заключается в том, чтобы изменить напряжение, подаваемое на двигатель, путем регулировки рабочего цикла, чтобы можно было изменить скорость.
В электромобилях Tesla приводным двигателем является переменный ток. Он питается от батареи постоянного тока, а постоянный ток преобразуется в переменный с помощью преобразователя частоты, а затем приводится в действие двигатель. Управляя частотой инвертора, автомобиль можно ускорять и замедлять. Кроме того, традиционные автомобили замедляются за счет трения, которое преобразует кинетическую энергию автомобиля в тепловую энергию. При торможении электромобиля скорость автомобильных шин превышает скорость магнитного поля переменного тока в статоре. В это время двигатель становится генератором, а вырабатываемое электричество представляет собой переменный ток.Ток подается в аккумуляторную батарею через выпрямление IGBT-диода обратного хода на инверторе, так что замедление реализуется.В то же время, эта часть кинетической энергии не будет потрачена впустую, но некоторые из них добились рекуперации электрической энергии. Подумайте, сколько потребуется инверторов, если все автомобили в мире перейдут на электрические, и насколько большим будет рынок!
С развитием технологий будет разрабатываться все больше и больше сценариев применения.
Я нашел в Интернете кейс с приложением, и видно, что он имеет широкий спектр применения.
Вентилятор пылеулавливания коксового завода (это высоковольтный двигатель), это для энергосбережения и производственных нужд. Из-за потребностей производственного процесса удаление пыли требуется каждые 20 минут или около того. Мощность вентилятора 560кВт.Если для разгона от 0 до требуемой скорости требуется 1 минута, то явно неразумно перезапускать его каждый раз, когда требуется очистка от пыли, а затем останавливать, когда он израсходуется.Он не выдерживает с потребностями производства, и короткое замыкание высоковольтного двигателя не допускается.Время запускается и останавливается неоднократно. Высоковольтный инвертор решает эту проблему.Когда нет необходимости в удалении пыли, он работает на низкой частоте 15 Гц.После подачи команды на удаление пыли он быстро разгоняется до 50 Гц для удовлетворения производственных потребностей, а затем продолжает стоять на низкой скорости для экономии энергии.
