VFD კონტროლი საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ სპეციალური გადამყვანი მოქნილად შეცვალოთ ელექტროძრავის მუშაობის რეჟიმები: დაწყება, გაჩერება, აჩქარება, დამუხრუჭება, ბრუნვის სიჩქარის შეცვლა.
მიწოდების ძაბვის სიხშირის შეცვლა იწვევს სტატორის მაგნიტური ველის კუთხური სიჩქარის ცვლილებას. როდესაც სიხშირე მცირდება, ძრავის სიჩქარე მცირდება და სრიალი იზრდება.
ამძრავის სიხშირის გადამყვანის მუშაობის პრინციპი
ასინქრონული ძრავების მთავარი მინუსი არის სიჩქარის კონტროლის სირთულე ტრადიციული გზებით: მიწოდების ძაბვის შეცვლით და დამატებითი წინააღმდეგობების შემოღებით გრაგნილ წრეში. უფრო სრულყოფილია ელექტროძრავის სიხშირე. ბოლო დრომდე კონვერტორები ძვირი ღირდა, მაგრამ IGBT ტრანზისტორების და მიკროპროცესორული კონტროლის სისტემების გამოჩენამ უცხოელ მწარმოებლებს საშუალება მისცა შეექმნათ ხელმისაწვდომი მოწყობილობები. უმეტესობაიდეალურია სტატიკური სიხშირის გადამყვანები.
სტატორის მაგნიტური ველის კუთხური სიჩქარე ω0 იცვლება სიხშირის პროპორციულად ƒ1ფორმულის მიხედვით:
ω0=2π׃1/წ, სადაც p არის პოლუსების წყვილის რაოდენობა.
მეთოდი უზრუნველყოფს სიჩქარის გლუვ კონტროლს. ამ შემთხვევაში, ძრავის სრიალის სიჩქარე არ იზრდება.
ძრავის მაღალი ენერგოეფექტურობის მისაღებად - ეფექტურობა, სიმძლავრის კოეფიციენტი და გადატვირთვის სიმძლავრე, სიხშირესთან ერთად შეცვალეთ მიწოდების ძაბვა გარკვეული დამოკიდებულების მიხედვით:
- მუდმივი დატვირთვის ბრუნვის მომენტი – U1/ ƒ1=const; დატვირთვის მომენტის
- გულშემატკივართა სიმბოლო - U1/ ƒ12=const;
- ჩატვირთვის ბრუნი სიჩქარის უკუპროპორციული - U1/√ ƒ1=კონსტ.
ეს ფუნქციები ხორციელდება გადამყვანის გამოყენებით, რომელიც ერთდროულად ცვლის სიხშირეს და ძაბვას ძრავის სტატორზე. ელექტროენერგიის დაზოგვა ხდება რეგულირების გამო საჭირო ტექნოლოგიური პარამეტრის გამოყენებით: ტუმბოს წნევა, ვენტილატორის მუშაობა, მანქანის კვების სიჩქარე და ა.შ. ამ შემთხვევაში, პარამეტრები შეუფერხებლად იცვლება.
ასინქრონული და სინქრონული ელექტროძრავების სიხშირის კონტროლის მეთოდები
სიხშირეზე კონტროლირებად დისკში, რომელიც დაფუძნებულია ასინქრონულ ძრავებზე ციყვი-გალიის როტორით, გამოიყენება კონტროლის ორი მეთოდი - სკალარული და ვექტორული. პირველ შემთხვევაში, ისინი ერთდროულად იცვლებამიწოდების ძაბვის ამპლიტუდა და სიხშირე.
ეს აუცილებელია ძრავის მუშაობის შესანარჩუნებლად, ყველაზე ხშირად მისი მაქსიმალური ბრუნვის მუდმივი თანაფარდობა ლილვზე წინააღმდეგობის მომენტთან. შედეგად, ეფექტურობა და სიმძლავრის ფაქტორი უცვლელი რჩება ბრუნვის მთელ დიაპაზონში.
ვექტორული რეგულირება შედგება სტატორზე დენის ამპლიტუდისა და ფაზის ერთდროულ ცვლილებაში.
სინქრონული ტიპის ძრავის სიხშირის ამძრავი მუშაობს მხოლოდ მცირე დატვირთვაზე, რომლის ზრდით დასაშვებ მნიშვნელობებზე მაღლა შეიძლება დაირღვეს სინქრონიზმი.
სიხშირის წამყვანის უპირატესობები
სიხშირის კონტროლს აქვს მთელი რიგი უპირატესობები სხვა მეთოდებთან შედარებით.
- ძრავის და წარმოების პროცესების ავტომატიზაცია.
- რბილი დაწყება, რომელიც გამორიცხავს ტიპურ შეცდომებს, რომლებიც წარმოიქმნება ძრავის აჩქარების დროს. სიხშირის წამყვანის და აღჭურვილობის საიმედოობის გაუმჯობესება გადატვირთვების შემცირებით.
- გააუმჯობესეთ საერთო ეკონომიურობა და შესრულება.
- ელექტროძრავის მუდმივი სიჩქარის შექმნა დატვირთვის ხასიათის მიუხედავად, რაც მნიშვნელოვანია გარდამავალი პერიოდის დროს. უკუკავშირის გამოყენება შესაძლებელს ხდის ძრავის მუდმივი სიჩქარის შენარჩუნებას სხვადასხვა შემაშფოთებელი გავლენის ქვეშ, განსაკუთრებით ცვლადი დატვირთვის დროს.
- კონვერტორები ადვილად ინტეგრირდება არსებულ ტექნიკურ სისტემებში ტექნოლოგიური პროცესების მნიშვნელოვანი ცვლილებისა და გაჩერების გარეშე. სიმძლავრის დიაპაზონი დიდია, მაგრამ მათი გაზრდითფასები არსებითად იზრდება.
- ვარიატორების, გადაცემათა კოლოფების, დროსელის და სხვა საკონტროლო მოწყობილობების მიტოვების ან მათი გამოყენების დიაპაზონის გაფართოების შესაძლებლობა. ეს იწვევს ენერგიის მნიშვნელოვან დაზოგვას.
- პროცესის აღჭურვილობაზე გარდამავალი ფაქტორების მავნე ზემოქმედების აღმოფხვრა, როგორიცაა წყლის ჩაქუჩი ან გაზრდილი სითხის წნევა მილსადენებში მისი მოხმარების შემცირებისას ღამით.
ხარვეზები
როგორც ყველა ინვერტორი, ჩასტოტნიკი არის ჩარევის წყარო. მათ სჭირდებათ ფილტრების დაყენება.
ბრენდების ღირებულება მაღალია. ის მნიშვნელოვნად იზრდება მოწყობილობების სიმძლავრის მატებასთან ერთად.
სიხშირის რეგულირება სითხეების ტრანსპორტირებისთვის
ნაგებობებში, სადაც წყალი და სხვა სითხეები ამოტუმბულია, ნაკადის კონტროლი ძირითადად კეთდება კარიბჭე სარქველებისა და სარქველების დახმარებით. ამჟამად, პერსპექტიული მიმართულებაა ტუმბოს ან ვენტილატორის სიხშირის დრაივის გამოყენება, რომელიც აყენებს მათ პირებს მოძრაობაში.
სიხშირის გადამყვანის გამოყენება, როგორც დროსელის სარქვლის ალტერნატივა, იძლევა ენერგიის დაზოგვის ეფექტს 75%-მდე. სარქველი, რომელიც აკავებს სითხის ნაკადს, არ ასრულებს სასარგებლო სამუშაოს. ამავე დროს, იზრდება ენერგიისა და მატერიის დაკარგვა მისი ტრანსპორტირებისთვის.
სიხშირის დრაივი შესაძლებელს ხდის შეინარჩუნოს მუდმივი წნევა მომხმარებელზე, როდესაც სითხის ნაკადი იცვლება. წნევის სენსორიდან სიგნალი იგზავნება დისკზე, რომელიც ცვლის ძრავის სიჩქარეს და ამით არეგულირებს მასრევოლუციები, შენარჩუნებული ნაკადის სიჩქარის შენარჩუნება.
სატუმბი დანადგარები კონტროლდება მათი მუშაობის შეცვლით. ტუმბოს ენერგიის მოხმარება არის კუბური დამოკიდებულება ბორბლის ბრუნვის შესრულებაზე ან სიჩქარეზე. თუ სიჩქარე 2-ჯერ შემცირდება, ტუმბოს მოქმედება 8-ჯერ დაიკლებს. წყლის მოხმარების ყოველდღიური გრაფიკის არსებობა საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ენერგიის დაზოგვა ამ პერიოდისთვის, თუ თქვენ აკონტროლებთ სიხშირის დისკს. ამის წყალობით შესაძლებელია სატუმბი სადგურის ავტომატიზაცია და ამით წყლის წნევის ოპტიმიზაცია ქსელებში.
ვენტილაციისა და კონდიცირების სისტემების ექსპლუატაცია
სავენტილაციო სისტემებში ჰაერის მაქსიმალური ნაკადი ყოველთვის არ არის საჭირო. საოპერაციო პირობებმა შეიძლება მოითხოვოს შესრულების შემცირება. ტრადიციულად, ამისთვის გამოიყენება throttling, როდესაც ბორბლის სიჩქარე მუდმივი რჩება. ჰაერის ნაკადის სიჩქარის შეცვლა უფრო მოსახერხებელია სიხშირით კონტროლირებადი დრაივის გამო, როდესაც იცვლება სეზონური და კლიმატური პირობები, სითბოს, ტენის, ორთქლის და მავნე გაზების გამოყოფა.
ენერგიის დაზოგვა ვენტილაციისა და კონდიცირების სისტემებში მიიღწევა სატუმბი სადგურებთან შედარებით, რადგან ლილვის ბრუნვის ენერგიის მოხმარება არის კუბური დამოკიდებულების მიხედვით რევოლუციებზე.
სიხშირის გადამყვანი მოწყობილობა
თანამედროვე სიხშირის წამყვანი მოწყობილია ორმაგი გადამყვანის სქემის მიხედვით. იგი შედგება რექტიფიკატორისა და პულსის ინვერტორისგან კონტროლის სისტემით.
შემდეგქსელის ძაბვის გასწორებისას, სიგნალი გლუვდება ფილტრით და მიეწოდება ინვერტორს ექვსი ტრანზისტორი გადამრთველით, სადაც თითოეული მათგანი დაკავშირებულია ასინქრონული ელექტროძრავის სტატორის გრაგნილებთან. დანაყოფი გარდაქმნის გამოსწორებულ სიგნალს საჭირო სიხშირისა და ამპლიტუდის სამფაზიან სიგნალად. სიმძლავრის IGBT-ებს გამომავალი ეტაპებზე აქვთ გადართვის მაღალი სიხშირე და უზრუნველყოფენ მკვეთრ, დამახინჯების გარეშე კვადრატულ ტალღას. ძრავის გრაგნილების ფილტრაციის თვისებების გამო, დენის მრუდის ფორმა მათ გამოსავალზე რჩება სინუსოიდური.
სიგნალის ამპლიტუდის კონტროლის მეთოდები
გამომავალი ძაბვა რეგულირდება ორი მეთოდით:
- ამპლიტუდა - ძაბვის მნიშვნელობის ცვლილება.
- პულსის სიგანის მოდულაცია არის იმპულსური სიგნალის კონვერტაციის მეთოდი, რომლის დროსაც იცვლება მისი ხანგრძლივობა, მაგრამ სიხშირე უცვლელი რჩება. აქ სიმძლავრე დამოკიდებულია პულსის სიგანეზე.
მეორე მეთოდი ყველაზე ხშირად გამოიყენება მიკროპროცესორული ტექნოლოგიის განვითარებასთან დაკავშირებით. თანამედროვე ინვერტორები მზადდება GTO ან IGBT გამორთვის ტრანზისტორების გამოყენებით.
კონვერტერების შესაძლებლობები და გამოყენება
სიხშირის დისკს აქვს მრავალი შესაძლებლობა.
- დაარეგულირეთ სამფაზიანი მიწოდების ძაბვის სიხშირე ნულიდან 400 ჰც-მდე.
- ელექტროძრავის აჩქარება ან შენელება 0,01 წამიდან. 50 წუთამდე. დროის მოცემული კანონის მიხედვით (ჩვეულებრივ წრფივი). აჩქარების დროს შესაძლებელია არა მხოლოდ კლება, არამედ დინამიური და საწყისი ბრუნვის 150%-მდე გაზრდა.
- ძრავის უკუსვლა დამუხრუჭების და აჩქარების მოცემული რეჟიმებით სასურველამდესიჩქარე სხვა მიმართულებით.
- ინვერტორებს აქვთ რეგულირებადი ელექტრონული დაცვა მოკლე ჩართვის, გადატვირთვის, დამიწების გაჟონვისა და ღია ძრავის ელექტროგადამცემი ხაზებისგან.
- კონვერტორების ციფრული დისპლეი აჩვენებს მონაცემებს მათ პარამეტრებზე: სიხშირე, მიწოდების ძაბვა, სიჩქარე, დენი და ა.შ.
- V/f მახასიათებლები მორგებულია კონვერტორებში იმის მიხედვით, თუ რა დატვირთვა სჭირდება ძრავას. მათზე დაფუძნებული მართვის სისტემების ფუნქციებს უზრუნველყოფენ ჩაშენებული კონტროლერები.
- დაბალი სიხშირეებისთვის მნიშვნელოვანია ვექტორული კონტროლის გამოყენება, რომელიც საშუალებას გაძლევთ იმუშაოთ ძრავის სრული ბრუნვით, შეინარჩუნოთ მუდმივი სიჩქარე დატვირთვების შეცვლისას და აკონტროლოთ ბრუნი ლილვზე. ცვლადი სიხშირის დრაივერი კარგად მუშაობს ძრავის პასპორტის მონაცემების სწორად შეყვანით და წარმატებული ტესტირების შემდეგ. ცნობილი პროდუქტები HYUNDAI, Sanyu და ა.შ.
კონვერტორების გამოყენების სფეროებია:
- ტუმბოები ცხელი და ცივი წყლისა და სითბოს მიწოდების სისტემებში;
- კონცენტრატორების სპრეის, ქვიშისა და ნაღების ტუმბოები;
- სატრანსპორტო სისტემები: კონვეიერები, როლიკებით მაგიდები და სხვა საშუალებები;
- მიქსერები, წისქვილები, დამსხვრევები, ექსტრუდერები, დისპენსერები, მიმწოდებლები;
- ცენტრიფუგა;
- ლიფტები;
- მეტალურგიული აღჭურვილობა;
- საბურღი მოწყობილობა;
- მანქანების ელექტრული დისკები;
- ექსკავატორისა და ამწის აღჭურვილობა, მანიპულატორის მექანიზმები.
სიხშირის გადამყვანების მწარმოებლები, მიმოხილვები
შიდა მწარმოებელმა უკვე დაიწყო მომხმარებლისთვის შესაფერისი პროდუქციის წარმოება ხარისხისა და ფასის მიხედვით. უპირატესობა არის სწორი მოწყობილობის სწრაფად მიღების შესაძლებლობა, ასევე დეტალური რჩევები დაყენების შესახებ.
კომპანია "ეფექტური სისტემები" აწარმოებს სერიულ პროდუქტებსა და აღჭურვილობის საპილოტე პარტიებს. პროდუქტები გამოიყენება შიდა მოხმარებისთვის, მცირე ბიზნესში და მრეწველობაში. Vesper-ის მწარმოებელი აწარმოებს შვიდი სერიის გადამყვანებს, რომელთა შორის არის მრავალფუნქციური გადამყვანები, რომლებიც შესაფერისია უმეტეს სამრეწველო მექანიზმებისთვის.
ჩასტოტნიკოვის წარმოებაში ლიდერია დანიური კომპანია Danfoss. მისი პროდუქცია გამოიყენება ვენტილაციის, კონდიცირების, წყალმომარაგებისა და გათბობის სისტემებში. ფინური კომპანია Vacon, რომელიც დანიური კომპანიის ნაწილია, აწარმოებს მოდულურ დიზაინებს, საიდანაც შეგიძლიათ მოაწყოთ საჭირო მოწყობილობები ზედმეტი ნაწილების გარეშე, რაც ზოგავს კომპონენტებს. ასევე ცნობილია საერთაშორისო კონცერნის ABB კონვერტორები, რომლებიც გამოიყენება ინდუსტრიაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში.
მიმოხილვების მიხედვით ვიმსჯელებთ, იაფი შიდა გადამყვანები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მარტივი ტიპიური პრობლემების გადასაჭრელად, ხოლო რთულს სჭირდება ბრენდი ბევრად მეტი პარამეტრებით.
დასკვნა
სიხშირის წამყვანი აკონტროლებს ელექტროძრავას მიწოდების ძაბვის სიხშირისა და ამპლიტუდის შეცვლით, ამასთან იცავს მას გაუმართაობისგან: გადატვირთვისაგან, მოკლე ჩართვებისაგან, მიწოდების ქსელში შეფერხებებისგან. ასეთი ელექტრული გამტარები ასრულებენ სამ ძირითად ფუნქციას,დაკავშირებულია აჩქარებასთან, შენელებასთან და ძრავის სიჩქარესთან. ეს აუმჯობესებს აღჭურვილობის ეფექტურობას ტექნოლოგიის ბევრ სფეროში.
