Abstrak.
Makalah ini membahas tentang karakteristik motor inverter, penerapan dan prinsip kontrol motor inverter, karakteristik desain yang disorot, dan juga, penerapan motor inverter dengan penggerak frekuensi variabel dan motor umum dibandingkan.
Kata kunci
teknologi kontrol kecepatan AC; pembalik; kecepatan variabel stepless; tingkat isolasi; kontrol vektor; kontrol torsi langsung, motor listrik, motor VFD, pabrikan
Perkenalan
Dengan pesatnya perkembangan elektronika daya dan perangkat semikonduktor baru, teknologi kontrol kecepatan AC terus ditingkatkan dan ditingkatkan, dan inverter banyak digunakan pada motor AC karena bentuk gelombang keluarannya yang baik dan rasio harga-kinerja yang sangat baik.
Misalnya: pabrik baja untuk rolling motor besar dan motor roller sedang dan kecil, rel kereta api dan transit kereta api perkotaan dengan motor traksi, motor elevator, motor pengangkat untuk peralatan pengangkat kontainer, pompa dan kipas dengan motor, kompresor, peralatan rumah tangga dengan motor, dll. telah menggunakan motor kecepatan variabel AC dengan penggerak frekuensi variabel, dan mencapai hasil yang baik.
Penggunaan motor kecepatan frekuensi variabel AC daripada motor kecepatan DC memiliki keuntungan yang signifikan.
(1) sederhana dan mudah menyesuaikan kecepatan, menghemat energi.
(2) Struktur motor induksi AC sederhana, ukuran kecil, inersia kecil, biaya rendah, perawatan mudah, tahan lama.
3） Dapat memperluas kapasitas, mewujudkan operasi kecepatan tinggi dan tegangan tinggi.
4） Dapat mewujudkan soft start dan pengereman cepat.
5) Adaptasi lingkungan yang tidak memicu, tahan ledakan, dan kuat.
Dalam beberapa tahun terakhir, perangkat transmisi kontrol kecepatan konversi frekuensi menjadi 13% hingga 16% tingkat pertumbuhan tahunan, dan secara bertahap menggantikan sebagian besar tren perangkat transmisi kontrol kecepatan DC.
Karena motor asinkron biasa yang bekerja dengan catu daya frekuensi dan tegangan konstan memiliki keterbatasan besar bila diterapkan pada sistem kontrol kecepatan frekuensi variabel, untuk alasan ini, motor listrik AC frekuensi variabel khusus dirancang sesuai dengan penggunaan kesempatan dan persyaratan penggunaan telah dikembangkan.
Terutama ada motor inverter untuk kebisingan rendah dan getaran rendah, motor inverter dengan karakteristik torsi kecepatan rendah yang ditingkatkan, motor inverter kecepatan tinggi, motor dengan generator pengukur kecepatan dan motor inverter yang dikendalikan vektor.
Fitur utama dan prinsip kontrol motor konversi frekuensi
Motor khusus konversi frekuensi memiliki karakteristik sebagai berikut.
(1) Desain kenaikan suhu tingkat-B, pembuatan insulasi tingkat-F.
Mengadopsi bahan isolasi polimer dan proses pembuatan cat pencelupan tekanan vakum dan struktur insulasi khusus, resistansi tegangan insulasi belitan listrik dan kekuatan mekanik sangat ditingkatkan, yang mampu mengoperasikan motor dengan kecepatan tinggi dan menahan dampak arus frekuensi tinggi dari inverter dan kerusakan tegangan pada isolasi.
(2) kualitas keseimbangan tinggi, tingkat getaran R (tingkat pengurangan getaran) presisi pemrosesan komponen mekanis
The use of special high-precision bearings, can be high-speed operation in motor's speed.
(3) ventilasi paksa dan sistem pembuangan panas, semuanya menggunakan kipas aksial impor ultra-tenang, masa pakai tinggi, angin kencang.
Untuk melindungi motor dalam kecepatan apa pun, dapatkan pembuangan panas yang efektif, dapat mencapai operasi jangka panjang kecepatan tinggi atau kecepatan rendah.
4） Dibandingkan dengan motor konversi frekuensi tradisional,
dengan rentang pengaturan kecepatan yang lebih luas dan kualitas desain yang lebih tinggi, dengan desain medan magnet khusus, untuk lebih menekan medan magnet harmonik tinggi, untuk memenuhi indeks desain frekuensi lebar, hemat energi, dan kebisingan rendah.
5） Dengan berbagai torsi konstan dan karakteristik pengaturan kecepatan daya, pengaturan kecepatan halus, tidak ada denyut torsi.
Dengan semua jenis konverter frekuensi memiliki pencocokan parameter yang baik, dengan kontrol vektor, dapat mewujudkan torsi penuh kecepatan nol, torsi tinggi frekuensi rendah dan kontrol kecepatan presisi tinggi, kontrol posisi dan kontrol respons dinamis cepat.
(6) Motor khusus konversi frekuensi dapat dilengkapi dengan rem dan enkoder,
untuk mendapatkan parkir yang akurat dan mewujudkan kontrol kecepatan presisi tinggi melalui kontrol kecepatan loop tertutup.
Adopting "reducer + inverter special motor + encoder + inverter" to realize precise control of ultra-low speed step less speed regulation.
(7) Motor inverter memiliki keserbagunaan yang baik,
ukuran pemasangannya sesuai dengan standar IEC dan dapat dipertukarkan dengan motor standar umum.
Kecepatan motor asinkron sebanding dengan frekuensi ketika laju putaran tidak banyak berubah, sehingga mengubah frekuensi catu daya dapat mengubah kecepatan motor asinkron.
Dalam pengaturan frekuensi, fluks utama diharapkan tetap konstan.
Jika fluks utama lebih besar dari fluks dalam operasi normal, sirkuit magnetik akan jenuh dan arus eksitasi akan meningkat, dan faktor daya akan berkurang.
Jika fluks utama lebih kecil dari fluks pada operasi normal, torsi motor akan berkurang.
Pada awal abad ke-21, inverter yang digunakan terutama mengadopsi mode AC-DC (konversi frekuensi VVVF atau konversi frekuensi kontrol vektor), yang pertama-tama mengubah catu daya AC menjadi daya DC melalui penyearah, dan kemudian mengubah daya DC menjadi frekuensi dan tegangan.
Catu daya DC diubah menjadi daya DC dengan penyearah, dan kemudian menjadi daya AC dengan frekuensi dan voltase terkontrol untuk memasok motor tiga fasa.
Rangkaian inverter umumnya terdiri dari empat bagian: penyearah, perantara DC link, inverter dan kontrol.
Penyearah adalah penyearah tak terkendali tipe jembatan tiga fase, inverter adalah inverter tipe jembatan tiga fase IGBT dengan keluaran bentuk gelombang PWM, dan tautan DC perantara untuk penyaringan, penyimpanan energi DC, dan penyangga daya reaktif.
VFD motor - Frequency conversion motor application
Motor konversi frekuensi telah menjadi program kontrol kecepatan utama, dapat digunakan secara luas di semua lapisan transmisi kecepatan variabel stepless.
Apalagi dengan semakin maraknya penerapan inverter dalam bidang kontrol industri, penggunaan motor inverter semakin meluas, karena keunggulan motor inverter dalam pengendalian frekuensi dibandingkan dengan motor biasa, dimana inverter yang digunakan terdapat motor inverter.
Manfaat sosial dari perangkat inverter tegangan tinggi yang dinasionalisasi sangat signifikan, terutama penghematan energi, penghematan sumber daya, dan pengurangan pencemaran lingkungan.
Hilangkan kejutan start-up motor AC dan dampaknya pada jaringan listrik, dan kurangi tingkat kegagalan motor dan peralatan listrik.
Tingkatkan presisi kontrol dan tingkat otomasi.
Manfaat ekonomi dari kontrol kecepatan konversi frekuensi sangat luar biasa.
Untuk pompa dan kipas sentrifugal, aliran fluida sebanding dengan sisi primer kecepatan, torsi sebanding dengan sisi sekunder kecepatan, dan daya sebanding dengan sisi tersier kecepatan, kecepatan berkurang, dan konsumsi daya motor berkurang dalam tiga arah, sehingga efek penghematan daya dari kontrol kecepatan konversi frekuensi sangat signifikan.
Jika laju aliran berkurang, kecepatan putaran berkurang, arus berkurang, dan konsumsi daya motor berkurang, secara teoritis menghemat energi.
Jika penggunaan asli peredam, pengaturan katup, laju aliran menurun, kepala tekanan meningkat, daya motor menurun, sehingga pengaturan kecepatan frekuensi variabel dari peredam, pengaturan jenis katup menghemat energi.
Selain penghematan energi dan efisiensi, untuk beban yang berbeda, ada beberapa manfaat ekonomi tidak langsung, terutama faktor daya yang dapat ditingkatkan, untuk mencapai soft start, mengurangi torsi awal pada kerusakan listrik dan mekanis pada motor, halus, stabil dan tinggi kontrol presisi.
Abad ke-21, kontrol kecepatan frekuensi variabel telah menjadi program kontrol kecepatan utama, dapat digunakan secara luas di semua lapisan masyarakat transmisi kecepatan variabel stepless.
Fitur desain motor frekuensi variabel
3.1 Desain elektromagnetik
Parameter kinerja utama yang dipertimbangkan dalam desain motor asinkron biasa adalah kapasitas beban berlebih, kinerja awal, efisiensi, dan faktor daya.
Adapun motor inverter, karena tingkat turndown kritis berbanding terbalik dengan frekuensi catu daya.
Itu dapat dimulai langsung ketika tingkat turndown kritis mendekati 1.
Therefore, the overload capacity and starting performance no longer need much consideration, and the key issue to be solved is how to improve the motor's adaptability to the non-sinusoidal power supply.
Desain elektromagnetik berfokus pada aspek-aspek berikut:
1) Kurangi resistansi stator dan rotor sebanyak mungkin, mengurangi resistansi stator dapat mengurangi konsumsi tembaga fundamental untuk mengkompensasi peningkatan konsumsi tembaga yang disebabkan oleh harmonik tinggi.
2) Untuk menekan harmonisa yang tinggi pada arus, induktansi motor AC perlu dinaikkan dengan tepat.
Tetapi resistensi kebocoran slot rotor lebih besar, dan efek kulitnya juga lebih besar, dan konsumsi tembaga dari harmonik tinggi juga meningkat.
Oleh karena itu, ukuran reaktansi kebocoran motor harus memperhitungkan kewajaran penyesuaian impedansi di seluruh rentang kecepatan.
3) Sirkuit magnetik utama motor inverter umumnya dirancang untuk tidak jenuh, salah satunya adalah mempertimbangkan bahwa harmonik yang tinggi akan memperdalam saturasi sirkuit magnetik, dan yang lainnya adalah mempertimbangkan bahwa pada frekuensi rendah, tegangan keluaran inverter harus dinaikkan dengan tepat untuk meningkatkan torsi output.
3.2 Desain struktur
Desain struktur, terutama juga mempertimbangkan dampak karakteristik daya non-sinusoidal pada struktur insulasi motor inverter, getaran, mode pendinginan kebisingan, dll., Umumnya memperhatikan masalah berikut.
(1) tingkat insulasi, umumnya tingkat F atau lebih tinggi, untuk memperkuat insulasi ke ground dan kekuatan insulasi lilitan saluran, terutama untuk mempertimbangkan kemampuan insulasi untuk menahan tegangan kejut.
(2) Getaran dan kebisingan motor, kita harus sepenuhnya mempertimbangkan kekakuan komponen motor dan keseluruhannya, dan berusaha sebaik mungkin untuk meningkatkan frekuensi bawaannya untuk menghindari fenomena resonansi dengan setiap gelombang gaya.
(3) Metode pendinginan: umumnya menggunakan pendinginan ventilasi paksa, yaitu kipas pendingin motor utama digerakkan oleh motor independen.
(4) Tindakan untuk mencegah arus poros, tindakan insulasi bantalan harus dilakukan untuk motor dengan kapasitas lebih dari 160KW.
Terutama, mudah untuk menghasilkan asimetri sirkuit magnetik, yang juga akan menghasilkan arus poros.
Ketika arus yang dihasilkan oleh komponen frekuensi tinggi lainnya digabungkan bersama, arus poros akan sangat meningkat, yang akan menyebabkan kerusakan bantalan, sehingga tindakan isolasi harus dilakukan secara umum.
5） Untuk motor frekuensi variabel daya konstan, ketika kecepatan melebihi 3000 / menit, pelumas khusus dengan ketahanan suhu tinggi harus digunakan untuk mengimbangi kenaikan suhu bantalan.
Perbedaan antara motor inverter dan motor biasa
Sebagian besar motor biasa dalam negeri hanya dapat berjalan di bawah kondisi AC380V/50HZ, motor biasa dapat mengurangi atau meningkatkan frekuensi penggunaan.
Tetapi kisarannya tidak boleh terlalu besar, jika tidak motor akan memanas atau bahkan terbakar. Motor inverter dapat digunakan pada kecepatan apapun dalam rentang kecepatannya, dan motor tidak akan rusak.
In general, frequency conversion induction motor with 100% rated load in the range of 10% to 100% rated speed continuous operation, the temperature rise will not exceed the motor's standard allowable value.
Sebagian besar pembuangan panas motor biasa adalah tipe pendingin udara sendiri, dan pembuangan panas motor bergantung pada pengadukan dua impeler di ujung motor.
Ketika kecepatan motor rendah, pembuangan panas motor menjadi masalah.
Dibandingkan dengan motor biasa, harga motor inverter tidak jauh lebih mahal, dan keuntungannya jelas.
Inverter motor adopts "special inverter induction motor + inverter" AC speed control method, so that the degree of mechanical automation and production efficiency is greatly improved, equipment miniaturization, increase comfort.
Lebih dari 3000r/min, minyak khusus dengan ketahanan suhu tinggi harus digunakan untuk mengkompensasi kenaikan suhu bantalan.
Beban torsi sekunder, ketika kecepatan berkurang, torsi juga berkurang, dan pembangkitan panas juga berkurang, cocok untuk pemilihan motor biasa untuk konversi frekuensi, pada kecepatan sebenarnya tidak kurang dari 40% dari kecepatan sinkron untuk digunakan.
Beban lainnya, saat berjalan pada kecepatan sinkron 60% ke atas, gunakan motor biasa.
Saat berjalan pada kecepatan sinkron 25%-60%, gunakan motor asinkron tipe sangkar inverter pendinginan paksa eksternal tipe tiga fasa, yaitu motor khusus untuk konversi frekuensi.
Ketika kecepatan di bawah kecepatan sinkron 25%, gunakan motor pendingin paksa sepenuhnya. Yaitu, motor khusus vektor.
Kecepatan yang dikontrol oleh metode kontrol konversi frekuensi yang berbeda berbeda.
Kisaran kecepatan yang dikontrol dengan metode kontrol U/F adalah 150-1470m/menit; kisaran kecepatan yang dikendalikan oleh kontrol vektor tanpa sensor kecepatan dan kontrol torsi langsung adalah 60-1500m/menit; kisaran kecepatan yang dikendalikan oleh kontrol vektor dengan sensor kecepatan dan kontrol torsi langsung, kisaran kecepatan kontrol adalah 5-1500m/menit, dan stabilitas operasi pada 5m/menit tidak terlalu baik.
Setelah mengadopsi konverter frekuensi, motor dapat dihidupkan pada frekuensi dan voltase sangat rendah tanpa lonjakan arus, dan dapat menggunakan berbagai metode pengereman yang disediakan oleh konverter frekuensi untuk pengereman cepat,
yang menciptakan kondisi untuk start dan pengereman yang sering, sehingga sistem mekanis dan sistem elektromagnetik motor berada di bawah aksi gaya bolak-balik siklik,
yang membawa kelelahan dan masalah penuaan yang dipercepat ke struktur mekanik dan struktur insulasi.
Teknologi FM memerlukan tiga aspek utama motor: tingkat isolasi, pendinginan paksa, dan bantalan rotor.
Jika kecepatan diatur ke atas melebihi frekuensi dasar, kekuatan mekanik dari struktur motor juga dipertimbangkan.
Kesimpulan
Efisiensi dan kenaikan suhu motor akan menjadi sekitar 10% lebih tinggi pada penggerak inverter, dan kenaikan suhu akan menjadi sekitar 20% lebih kecil, terutama di wilayah frekuensi rendah dari kontrol vektor atau kontrol torsi langsung.
Motor inverter lebih baik daripada motor biasa untuk keadaan yang sering membutuhkan penyalaan, pengaturan kecepatan, dan pengereman.
Dalam hal kebisingan dan getaran elektromagnetik, motor inverter memiliki kebisingan yang lebih rendah dan getaran elektromagnetik yang lebih sedikit daripada motor biasa ketika digerakkan oleh inverter.
Karena motor inverter dirancang untuk penggerak inverter, motor ini dapat menahan perubahan tegangan yang lebih besar dan kekuatan insulasi motor inverter lebih tinggi.
Terutama dalam mode kontrol DTC, ini adalah ujian yang bagus untuk kekuatan insulasi motor.
Perbedaan utamanya, motor inverter memiliki pembuangan panas ekstra (ventilasi paksa dengan kipas aksial terpisah).
Pembuangan panas pada frekuensi rendah, pengereman DC dan beberapa aplikasi khusus jauh lebih baik daripada motor asinkron AC normal.
Temukan detail motor variabel Frekuensi VFD dari pabrikan profesional
Jika Anda ingin membuat pesanan profesional, silakan kirimkan pertanyaan kepada kami.
Motor Dongchun memiliki berbagai macam motor listrik yang digunakan di berbagai industri seperti transportasi, infrastruktur, dan konstruksi.
Dapatkan balasan segera.
