Cara untuk meningkatkan frekuensi semasa

Kaedah yang paling popular untuk meningkatkan (atau menurunkan) frekuensi arus hari ini adalah dengan menggunakan penukar frekuensi. Penukar frekuensi membolehkan untuk mendapatkan daripada arus ulang alik fasa tunggal atau tiga fasa dengan frekuensi industri (50 atau 60 Hz) arus dengan frekuensi yang diperlukan, contohnya dari 1 hingga 800 Hz, untuk kuasa satu fasa atau tiga- motor fasa-fasa.

Bersama-sama dengan penukar frekuensi elektronik, untuk meningkatkan frekuensi semasa, penukar frekuensi aruhan elektrik juga digunakan, di mana, sebagai contoh, motor tak segerak dengan rotor luka berfungsi sebahagiannya dalam mod penjana. Terdapat juga umformers — penjana enjin, yang juga akan dibincangkan dalam artikel ini.

Penukar frekuensi elektronik

Penukar frekuensi elektronik membolehkan anda mengawal kelajuan motor segerak dan tak segerak dengan lancar kerana peningkatan lancar dalam frekuensi keluaran penukar kepada nilai yang ditetapkan. Pendekatan paling mudah disediakan dengan menetapkan ciri V / f malar, dan penyelesaian yang lebih maju menggunakan kawalan vektor.

Penukar frekuensibiasanya termasuk penerus yang menukarkan arus ulang alik frekuensi kuasa kepada arus terus; selepas penerus terdapat penyongsang dalam bentuk yang paling mudah, berdasarkan PWM, yang menukar voltan malar kepada arus beban ulang-alik, dan frekuensi dan amplitud telah ditetapkan oleh pengguna, dan parameter ini boleh berbeza daripada parameter rangkaian input ke atas atau ke bawah.

Modul keluaran penukar frekuensi elektronik selalunya ialah jambatan thyristor atau transistor yang terdiri daripada empat atau enam suis yang membentuk arus yang diperlukan untuk membekalkan beban, khususnya motor elektrik. Penapis EMC ditambah pada output untuk melancarkan bunyi dalam voltan keluaran.

Seperti yang dinyatakan di atas, penukar frekuensi elektronik menggunakan thyristor atau transistor sebagai suis untuk operasinya. Modul mikropemproses digunakan untuk mengawal kekunci, yang berfungsi sebagai pengawal dan pada masa yang sama melaksanakan beberapa fungsi diagnostik dan perlindungan.

Sementara itu, penukar frekuensi masih dalam dua kelas: gandingan langsung dan gandingan DC. Apabila memilih antara dua kelas ini, kelebihan dan kekurangan kedua-dua jenis ditimbang dan kesesuaian satu atau yang lain untuk menyelesaikan masalah mendesak ditentukan.

Komunikasi langsung

Penukar gandingan langsung dibezakan oleh fakta bahawa mereka menggunakan penerus terkawal, di mana kumpulan thyristor secara berurutan, membuka kunci, menukar beban, sebagai contoh, belitan motor, terus ke rangkaian bekalan.

Akibatnya, bit gelombang sinus voltan grid diperolehi pada output, dan frekuensi keluaran yang setara (untuk motor) menjadi kurang daripada grid, dalam 60% daripadanya, iaitu, dari 0 hingga 36 Hz untuk 60 Hz input.

Ciri-ciri sedemikian tidak membenarkan untuk menukar parameter peralatan dalam industri dalam julat yang luas, oleh itu permintaan untuk penyelesaian ini adalah rendah. Di samping itu, thyristor tidak mengunci sukar dikawal, kos litar menjadi lebih tinggi dan terdapat banyak bunyi pada output, pemampas diperlukan, dan akibatnya, dimensi adalah tinggi dan kecekapan rendah.

Sambungan DC

Jauh lebih baik dalam hal ini adalah penukar frekuensi dengan sambungan arus terus yang jelas, di mana pertama arus selang seli dibetulkan, ditapis dan kemudian sekali lagi melalui litar suis elektronik ia ditukar kepada arus ulang alik frekuensi dan amplitud yang diperlukan. Di sini kekerapan boleh menjadi lebih tinggi. Sudah tentu, penukaran dua kali agak mengurangkan kecekapan, tetapi parameter frekuensi output hanya sepadan dengan keperluan pengguna.

Untuk mendapatkan gelombang sinus tulen pada belitan motor, litar penyongsang digunakan, di mana voltan bentuk yang dikehendaki diperolehi terima kasih kepada modulasi lebar nadi (PWM)… Suis elektronik di sini ialah thyristor terkunci atau transistor IGBT.

Thyristor menahan arus impuls yang besar, berbanding dengan transistor, itulah sebabnya mereka semakin menggunakan litar thyristor, kedua-dua dalam penukar komunikasi langsung dan dalam penukar dengan pautan DC perantaraan, kecekapan adalah sehingga 98%.

Demi keadilan, kami perhatikan bahawa penukar frekuensi elektronik untuk rangkaian kuasa adalah beban bukan linear dan menjana harmonik yang lebih tinggi di dalamnya, yang merosot kualiti kuasa.

Penjana motor (umformer)

Untuk menukar elektrik dari satu bentuk kepada yang lain, khususnya, untuk meningkatkan kekerapan arus, tanpa perlu menggunakan penyelesaian elektronik, apa yang dipanggil umformers - penjana motor - digunakan. Mesin sedemikian berfungsi sebagai konduktor elektrik, tetapi sebenarnya tiada penukaran langsung elektrik, seperti dalam pengubah atau dalam penukar frekuensi elektronik, seperti itu.

Pilihan berikut tersedia di sini:

• arus terus boleh ditukar kepada arus ulang alik dengan voltan yang lebih tinggi dan frekuensi yang diperlukan;

• arus terus boleh diperolehi daripada arus ulang alik;

• penukaran mekanikal terus frekuensi dengan peningkatan atau penurunannya;

• mendapatkan arus tiga fasa dengan frekuensi yang diperlukan daripada arus satu fasa pada frekuensi sesalur.

Dalam bentuk kanoniknya, penjana motor ialah motor elektrik yang acinya disambungkan terus ke penjana. Peranti penstabil dipasang pada output penjana untuk menambah baik parameter frekuensi dan amplitud bagi tenaga elektrik yang dijana.

Dalam sesetengah model umformers, angker mengandungi gegelung dan motor dan penjana yang diasingkan secara galvanis, dan wayar yang disambungkan kepada pengumpul dan gelang keluaran, masing-masing.

Dalam versi lain, terdapat belitan biasa untuk kedua-dua arus, contohnya, tiada pengumpul dengan gelang gelincir untuk menukar bilangan fasa, tetapi hanya paip dibuat daripada belitan stator untuk setiap fasa keluaran.Jadi mesin aruhan menukar arus fasa tunggal kepada arus tiga fasa (pada asasnya sama dengan peningkatan frekuensi).

Jadi, penjana motor membolehkan anda mengubah jenis arus, voltan, kekerapan, bilangan fasa. Sehingga tahun 70-an, penukar jenis ini digunakan dalam peralatan ketenteraan USSR, di mana mereka menggerakkan, khususnya, peranti lampu. Penukar fasa tunggal dan tiga fasa dibekalkan dengan voltan malar 27 volt, dan output ialah voltan berselang-seli 127 volt 50 hertz fasa tunggal atau 36 volt 400 hertz tiga fasa.

Kuasa transformer tersebut mencapai 4.5 kVA. Mesin serupa digunakan dalam lokomotif elektrik, di mana voltan terus 50 volt ditukar kepada voltan ulang-alik 220 volt dengan frekuensi sehingga 425 hertz untuk menyalakan lampu pendarfluor dan 127 volt 50 hertz untuk pencukur penumpang kuasa. Komputer pertama sering digunakan oleh umformers untuk memberi kuasa kepada mereka.

Sehingga hari ini, umformers boleh didapati di sana-sini: dalam bas troli, dalam trem, dalam kereta api elektrik, di mana mereka dipasang untuk mendapatkan voltan rendah untuk menjanakan litar kawalan. Tetapi kini mereka telah hampir disesarkan sepenuhnya oleh penyelesaian semikonduktor ( thyristor dan transistor).

Penukar penjana motor adalah berharga untuk beberapa kelebihan. Pertama, ia adalah pengasingan galvanik yang boleh dipercayai bagi litar kuasa output dan input. Kedua, output adalah gelombang sinus paling tulen tanpa herotan, tiada bunyi. Peranti ini sangat mudah dalam reka bentuk dan oleh itu penyelenggaraan agak bijak.

Ini adalah cara mudah untuk mendapatkan voltan tiga fasa. Inersia rotor melicinkan pancang semasa apabila parameter beban berubah secara mendadak.Dan sudah tentu, sangat mudah untuk memulihkan elektrik di sini.

Bukan tanpa kekurangannya. Umformers mempunyai bahagian bergerak dan oleh itu sumber mereka terhad. Jisim, berat, banyak bahan dan, sebagai hasilnya, harga yang tinggi. Kerja bising, getaran. Keperluan untuk pelinciran galas yang kerap, pembersihan pengumpul, penggantian berus. Kecekapan adalah dalam 70%.

Walaupun terdapat kelemahan, penjana motor mekanikal masih digunakan dalam industri kuasa elektrik untuk menukar kuasa besar. Pada masa hadapan, penjana motor boleh membantu memadankan grid 60 dan 50 Hz atau menyediakan grid dengan keperluan kualiti kuasa yang lebih tinggi. Mengkuasakan belitan pemutar mesin dalam kes ini boleh dilakukan daripada penukar frekuensi keadaan pepejal berkuasa rendah.