Базовые знания о высоковольтных инверторах

Высоковольтные инверторы необходимы для управления скоростью и крутящим моментом асинхронных двигателей путем регулировки частоты и напряжения, подаваемого на двигатель. Одним из самых основных методов регулирования скорости с переменной частотой является режим V/f, в котором напряжение (V) уменьшается пропорционально уменьшению частоты (f). Этот метод поддерживает постоянное отношение V/f, гарантируя, что магнитный поток двигателя остается стабильным, что имеет решающее значение для оптимальной работы двигателя. При номинальных условиях напряжение ｄｒｏｐ из-за сопротивления статора и реактивного сопротивления утечки минимально, а напряжение на клеммах двигателя и индуцированный потенциал почти равны. Однако на низких скоростях это постоянное управление отношением V/f становится менее эффективным, поскольку напряжение ｄｒｏｐ в сопротивлении статора становится более значительным. Это изменение уменьшает магнитный поток в двигателе, что, в свою очередь, уменьшает электромагнитный крутящий момент. Кроме того, силовые устройства инвертора могут вносить мертвое время, что приводит к падению напряжения, пульсациям крутящего момента и даже колебаниям скорости или тока, что еще больше усложняет работу на низкой скорости.

Несмотря на эти проблемы, постоянное управление отношением V/f широко используется в инверторах общего назначения, особенно в таких приложениях, как вентиляторы и водяные насосы, где диапазон регулирования скорости не очень большой. Преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет осуществлять управление скоростью в разомкнутом контуре, что упрощает эксплуатацию и снижает затраты, поскольку не требует системы обратной связи.

Поведение крутящего момента при изменении V/f

Когда частота уменьшается, а напряжение уменьшается пропорционально в режиме V/f, крутящий момент, создаваемый двигателем, также имеет тенденцию к уменьшению. Это происходит потому, что при снижении частоты сопротивление переменного тока двигателя уменьшается, но сопротивление остается неизменным. Чтобы противодействовать этому снижению крутящего момента на низких скоростях, выходное напряжение может быть увеличено для поддержания определенного уровня пускового крутящего момента. Этот метод компенсации известен как улучшенный пуск, и его можно достичь с помощью различных методов, таких как автоматическая компенсация или ручная регулировка с помощью потенциометра. Цель состоит в том, чтобы гарантировать, что двигатель по-прежнему может обеспечивать достаточный крутящий момент при запуске или работе на низких скоростях, даже если пропорциональное уменьшение напряжения и частоты снижает его общую крутящую способность.

Управление с открытым и закрытым контуром

В системе управления с разомкнутым контуром двигатель работает без какой-либо обратной связи относительно его фактической скорости. Это наиболее распространенная конфигурация для инверторов общего назначения, где система работает без необходимости в датчике скорости. Хотя управление с разомкнутым контуром является простым и экономичным, ему не хватает точности управления с замкнутым контуром, которое использует датчик скорости для обеспечения обратной связи в реальном времени. В системах с замкнутым контуром инвертор может регулировать работу двигателя на основе фактических данных о скорости, что приводит к более точному управлению производительностью двигателя. Управление с замкнутым контуром часто предпочитают в приложениях, где точная регулировка скорости и крутящего момента имеет решающее значение.

Функции защиты высоковольтных инверторов

Высоковольтные инверторы оснащены различными функциями защиты для обеспечения безопасной и надежной работы. Эти функции защиты помогают защитить как инвертор, так и подключенный двигатель. Некоторые из основных защит включают защиту от перегрузки и сверхтока на выходе, которая предотвращает перегрузку системы и нанесение ей ущерба. Инверторы также оснащены защитой от перенапряжения и пониженного напряжения в сети, которая обеспечивает работу системы в безопасных пределах напряжения. Дополнительные защиты включают защиту от перенапряжения и пониженного напряжения в шине постоянного тока, которая помогает поддерживать стабильную работу источника питания инвертора. Инвертор также имеет механизмы для обнаружения сбоев в сети, потери фазы и перегрева трансформатора, которые помогают предотвратить повреждения в случае электрических проблем. Кроме того, предупреждения об отказе вентилятора охлаждения и защита от перегрева силового устройства позволяют контролировать и поддерживать надлежащие рабочие температуры. Другие функции безопасности включают защиту от сбоя питания управления, неисправностей заземления и отказа оптоволокна, что гарантирует, что инвертор может продолжать нормально функционировать и защищать оборудование от повреждений.