4 tipų keitikliai, kuriuos turėtų žinoti kiekvienas automatikos inžinierius



MICHAŁ ZIELIŃSKI / MZI@ASTOR.COM.PL

Šiame straipsnyje paaiškinama:

  • Kas yra keitiklis ir dažnio keitiklis
  • Kokie yra keitiklių tipai
  • Koks skirtumas tarp vienfazio keitiklio ir keitiklio į vienfazį variklį
  • Kada naudoti skaliarinį valdiklį ir kada – vektoriaus valdiklį

Kas yra keitiklis ir dažnio keitiklis?

Keitiklis yra įtaisas, kuris nuolatinę srovę keičia į kintamąją srovę su reguliuojamomis įtampos ir dažnio vertėmis.

Dažnio keitiklis (dar vadinamas inverteriu) yra įtaisas, kuris keičia kintamosios srovės dažnį ir įtampą, kad reguliuotų indukcinio variklio sukimosi greitį ir sukimo momentą. Priklausomai nuo valdymo metodo, kai kurie keitikliai vienu metu gali valdyti kelis variklius.

Nepaisant to, automatizavimo rinkoje dažnio keitikliai paprastai vadinami inverteriais, todėl šiame straipsnyje šiuos pavadinimus naudosime pakaitomis.

Dažnio keitikliai yra esminis mašinos pavaros elementas, kuris turi dirbti pagal tiksliai apibrėžtus parametrus. Renkantis keitiklį konkrečiai programai, verta susipažinti su jų tipais rinkoje.

Kokie yra dažnio keitiklių tipai?

1. Dažnio keitiklis trifaziam varikliui

Tarp trifazių variklių dažnio keitiklių išskiriame vienfazius ir trifazius dažnio keitiklius.

Kas yra vienfazis dažnio keitiklis?

Vienfazis dažnio keitiklis maitinamas iš vienos 230 VAC fazės, o išėjimo metu jis turi 3 fazes, kurių fazinė įtampa yra 230 V. Jis naudojamas esant mažiems varikliams iki 2,2 kW, kurių įtampa yra 230 V.

Kas yra trifazis dažnio keitiklis?

Trifazis dažnio keitiklis maitinamas iš trijų 3 × 400 VAC fazių. Keitiklio išvestyje taip pat yra trys fazės, kurių fazinė įtampa yra 400 V. Trifazių variklių dažnio keitikliai gali veikti didesnėmis apimtimis, paprastai galios diapazone nuo 0,7 kW iki 500 kW. Jie yra labiau paplitę rinkoje nei vienfazių variklių dažnio keitikliai.

Remiantis „Astraada DRV“ modelių pavyzdžiu, trifazių variklių dažnio keitikliai dažniausiai apima skaliarinę / vektorinę valdymo galimybes, ventiliatoriaus siurblio funkcijas ir PID reguliatorių. Jie turi RS-485 ryšio prievadą su „Modbus RTU“ protokolo palaikymu, analoginėmis ir atskiromis įvestimis ir išvestimis, LED valdymo pultu, EMC filtru, STO saugos įvestimi ir automatiniu AVR įtampos reguliavimu.

2. Vienfazio variklio dažnio keitiklis

Vienfaziai variklių dažnio keitikliai paprastai maitinami iš vienos fazės. Naudojamas vienfaziams asinchroniniams varikliams, t. y. tiems, kurie turi vieną pagrindinę apvinę, vieną pagalbinę apvinę ir fazę keičiantį kondensatorių, varyti. Jie naudojami tokiuose įrenginiuose kaip siurbliai ir ventiliatoriai iki 1,1 kW – jų nerekomenduojama naudoti esant sudėtingoms programoms.

Labai svarbu atskirti vienfazių variklių dažnio keitiklius nuo vienfazių dažnio keitiklių. Vienfazių variklių dažnio keitikliai išėjimo metu turi vieną fazę, o varomi viena faze dažnio varikliai – tris fazes. Automatizavime dažniau naudojami trifazių variklių dažnio keitikliai.



3. Skaliarinis dažnio keitiklis

Kas yra skaliarinis dažnio keitiklis?

Dažnio keitiklis su skaliariniu valdymu (su U/f algoritmu) naudojamas paprastose programose, kuriose nereikia tikslaus greičio valdymo ir nėra „sunkios pradžios“, t. y. apkrova nuo pat pradžių neturi didelės inercijos. Jo veikimas grindžiamas pastovaus U/f santykio palaikymu, t. y. variklio dažniu ir efektyvia įtampa. Jis daugiausia naudojamas tokiuose įrenginiuose kaip ventiliatoriai ir siurbliai.

Skaliarinis valdymas gali būti naudojamas kelių variklių, t. y. tų, kuriuose keli varikliai yra prijungti prie vieno dažnio keitiklio, funkcijose.

4. Vektorinis dažnio keitiklis

Kas yra vektorinis dažnio keitiklis?

Vektoriais valdomi dažnio keitikliai skirstomi į jutiklinius ir kontroliuojamo grįžtamojo ryšio.

Jutiklio valdiklyje sukimosi greitis apskaičiuojamas pagal matematinį elektros variklio modelį, nenaudojant papildomo jutiklio. ASTOR produkto pasiūlymas apima sensorinius vektorinius dažnio keitiklius.

Grįžtamojo ryšio keitiklių atveju valdiklis pagrįstas srovės greičio vertės matavimu, matuojamu ant variklio veleno sumontuotu pavieniu kodavimo įtaisu.

Vektoriaus valdomas dažnio keitiklis gali išlaikyti pastovią variklio sukimo momento vertę visame greičio kontrolės diapazone, pradedant nuo 0,5 Hz tiekimo dažnio. Tokiu atveju keitiklis gali vienu metu valdyti tik vieną variklį. Atskirai jis kontroliuoja apvijos sukimo momentą ir srautą, dėl kurio galimas toks didelis veikimo efektyvumas.

Svarbu tai, kad bet koks dažnio keitiklis su vektoriniu valdymu gali veikti skaliariniu režimu ir paprastai tai yra numatytasis valdymo režimas.

Dažnio keitiklis, veikiantis vektoriniu režimu, reikalauja tiksliai įvesti variklio parametrus ir automatinį konfigūravimą. Tai leidžia keitikliui matuoti likusias elektrines vertes, kurių negalima rasti variklio vardinėje plokštelėje, ir išlaikyti pastovią sukimo momento vertę.


Dažnai užduodami klausimai – DUK

Kaip veikia keitiklis?

Keitiklis (dažnio keitiklis) kontroliuoja kintamosios srovės dažnį, kuris virsta variklio sūkių dažniu.

Kam naudojamas dažnio keitiklis?

Keitiklis (dažnio keitiklis) naudojamas variklio greičiui valdyti.

Kaip pasirinkti variklio keitiklį?

Iš pradžių reikia išsinagrinėti variklio techninius duomenis ant vardinės plokštės: maitinimo įtampą, variklio galią, variklio srovę, prijungimo tipą ir variklio greitį. Tada nustatykite apkrovos tipą, sureguliuokite įvestis (išvestis), ryšio būdą, matmenis ir priedus.



Michał Zieliński

michal.zielinski@astor.com.pl

Automatikos specialistas, fotografas ir kasdienis Klientų aptarnavimo online skyriaus darbuotojas. Baigė automatikos ir robotikos studijas bei elektros inžineriją universitete AGH. Jis taip pat lankė muzikos mokyklą, kurioje susidomėjo dažnio tema. Tai leido jam geriau suprasti „Astraada“ keitiklių veikimą. Dėl turimos vizualinės nuojautos jam taip pat artima HMI / SCADA sistemų tema.

Michałas rūpinasi automatizavimo bendruomenės socialiniais tinklais ir ASTOR naujienlaiškiais. Laisvalaikį jis leidžia gamtoje.