Háromfázisú inverterek
(1 359)Az inverter a frekvenciaváltó közismert neve. Az egyenfeszültség állítható frekvenciájú és ciklusidejű váltakozó feszültséggé alakítására használják.
A frekvenciaváltókat általában váltakozó áramú tápellátással látják el, ami némi félreértésre adhat okot, figyelembe véve a fenti meghatározást. Az inverter házán belül a bemeneti feszültséget diódákkal vagy szinkron egyenirányítóval vezérlik. Korábban a frekvenciaváltóknál diszkrét digitális rendszerek által vezérelt tirisztorokat használtak. A modern inverterek jelfeldolgozókat alkalmaznak, a kimeneti szakaszon pedig MOS vagy IGBT tranzisztorokat használnak.
Érdemes megjegyezni, hogy a frekvenciaváltók nemcsak a motorok fordulatszámának vezérlésére használhatók, hanem feszültségváltók alkatrészeiként is szolgálhatnak. Általában azonban az „inverter” vagy „frekvenciaváltó” a motor vezérlésére szolgáló eszközt jelenti.
Hogyan működik az inverter
A feszültség frekvencia az EU villamosenergia-hálózatában 50 Hz. A frekvenciaváltó lehetővé teszi a kimeneti feszültség frekvencia 0 és 50 Hz közötti változtatását, ezáltal lehetséges az aszinkron motor fordulatszámának leállástól a maximálisig történő szabályozása. A fejlettebb inverterek szélesebb skálán teszik lehetővé a változtatásokat, például 0 és 87 Hz között, amelynek köszönhetően nagyobb sebesség érhető el, mint a hálózati áramerősségnél.
Az inverterek típusai
A frekvenciaváltók alapvető osztályozása a bemeneti és a kimeneti feszültség fázisának számán alapul. A legegyszerűbbeknek egy bemeneti és egy kimeneti fázisa van. Ezeket az egyfázisú motorok fordulatszámának vezérlésére használják. Léteznek olyan inverterek is, amelyek egyfázisú tápegységgel és 3 fázisú kimenettel rendelkeznek. Ezek a típusok teszik lehetővé a háromfázisú motorok egyfázisú tápegységgel történő vezérlését. Ipari alkalmazásokban általában háromfázisú frekvenciaváltókat alkalmaznak 3 fázisú kimenettel.
A feszültségfázisok számát figyelembe vevő felosztáson kívül az invertereket az áramellátástól függően feszültséginverterekre (feszültségforrásról táplált - nagy bemeneti kondenzátorral) és áramváltókra (áramforrásról táplált - fojtással a bemeneten) bonthatjuk.
Mire használják az invertereket
A frekvenciaváltók lehetővé teszik a váltóáramú motorok működésének ellenőrzését. A beállítható nyomaték és fordulatszám lehetővé teszi a motor óvatos gyorsítását vagy lassítását, valamint a fordulatszám és nyomaték beállítását a hajtás szüksége szerint. Az ilyen tulajdonságoknak köszönhetően a frekvenciaváltóknak számos felhasználási területük van. Általában a szivattyúk és kompresszorok kapacitásának-, a ventilátorok, mosógépek, centrifugák és keverők sebességének szabályozására használják. Megtalálhatók mezőgazdasági gépekben, kapuvezérlésekben (a kapuk zökkenőmentes nyitásához és zárásához), futószalagokban stb.
Osztályozás szabályozási módszer alapján
A skaláris vezérlésű inverter lineáris (V/f = állandó) vagy kvadratikus (V/f2 = állandó) karakterisztikával rendelkezhet. Skaláris invertert használnak a változó nyomatékú hajtásrendszerekben. Úgy működnek, hogy a motort minimális mennyiségű energiával látják el, hogy a kimeneti frekvencia ne essen az előírt érték alá.
A vektorvezérlésű inverterek (DTC) jól működnek olyan hajtásoknál, amelyek állandó nyomatékot igényelnek változó sebesség mellett. Vezérlés céljára a frekvencia és a kimeneti hullámforma beállítását használják.
Az alkalmazáshoz megfelelő inverter kiválasztása
Az inverter egy adott alkalmazáshoz történő kiválasztásakor nemcsak az elektromos paramétereket kell figyelembe venni, hanem a felhasználói felület és a motorvezérlési módszer szükséges funkcióit is.
Mindenekelőtt meg kell határozni a frekvenciaváltó és a motor teljesítményét. Az inverter teljesítményének meg kell egyeznie vagy nagyobbnak kell lennie a motor teljesítményénél. Ha egy frekvenciaváltóval több motort vezérelnek, akkor az összes motor névleges teljesítményét össze kell adni, és hozzáadni további kb. 15...20% biztonsági ráhagyást.
Ezt követően meg kell határozni a motorvezérlés módját. Sok alkalmazásnál elegendő az inverterbe beépített algoritmus. Például, ha az inverter egy rögzített vagy szabályozott teljesítményű szivattyúmotort vezérel, akkor valószínűleg elegendő egy automatikus lágyindítás és fordulatszám-szabályozás potenciométerrel. Másrészről, ha a szivattyút HMI panel, PLC vagy számítógép vezérli, akkor ellenőrizni kell, hogy a frekvenciaváltó megfelelő digitális interfésszel rendelkezik-e.
Néhány csúcstechnológiás inverter állapotjelző kimenetekkel is rendelkezik, amelyek tájékoztatnak az előre beállított fordulatszám ráta eléréséről, a motor- vagy az energiaforrás meghibásodásáról stb. Sokuk kijelzővel is rendelkezik az üzemi paraméterek beállításához és megjelenítéséhez.
Egy másik fontos kritérium, hogy az invertert hogyan helyezzük el a vezérlőszekrénybe vagy egyéb helyre a célalkalmazásban. A legtöbb frekvenciaváltót DIN sínre szereléshez tervezték, ez azonban nem szabály.
A technológiai fejlődés lehetővé tette a frekvenciaváltók árának csökkentését, miközben teljesítményüket és funkcióikat egyre fejlesztették. Az inverter ára nagyban függ a gyártótól, a terhelhetőségtől, a fázisok számától, az alkatrészek minőségétől, a felhasználói felület típusától, a beépített védelemtől stb.
Raktár:
