VFD-gefütterten AC Induktionsmaschine

Electrical Engineering

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Overview

Quelle: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.

Variable Frequenz-Antriebe (Frequenzumrichter) sind eine Art von einstellbaren Geschwindigkeit fahren, die standard-Ausrüstung macht die meisten AC-Asynchronmotoren werden. Frequenzumrichter sind häufig bei Anwendungen in Industrie und Automatisierung und in der Regel bieten robusten Regelung des Motors in der Geschwindigkeit, Drehmoment, oder Modi zu positionieren. Der Frequenzumrichter getestet und simuliert in diesem Experiment Fokus auf Geschwindigkeit und offene Regelkreis-Steuerung mit konstanter Spannung, Frequenz-Kennlinie (V/f) -Steuerung. Der Asynchronmotor arbeitet in der Regel mit bewerteten Stator Flussmittel, und dieser Fluss ist etwa proportional zur U/f -Verhältnis. Um konstante Stator Fluss zu halten, sind die Spannung und Frequenz auf dem Stator angewendet auf ein konstantes Verhältnis gehalten, die was die U/f -Verhältnis ist. Die VFD verwendet in diesem Experiment ist ein 1 hp Yaskawa V1000 fahren, aber das Verfahren gilt für die meisten im Handel erhältlichen Allzweck-Laufwerke.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Elektrotechnik und Informationstechnik. VFD-gefütterten AC Induktionsmaschine. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

Frequenzumrichter enthalten in der Regel eine Gleichrichter-Bühne für AC/DC Umwandlung, gefolgt von einer Wechselrichterstufe für DC/AC-Inversion. Der Wechselrichter und Gleichrichter möglicherweise Belieferung Einphasenmotoren Einphasen oder Dreiphasen-Drehstrom-Motoren zu liefern. Gleichrichter haben auch Korrektur Endstufe Faktor, daher der VFD und Motor auf ein hoher Leistungsfaktor von der Raster-Seite liefert den Gleichrichter, Stromaufnahme aus dem Netz in der VFD und des Motors zu reduzieren. Wechselrichter sind in der Regel mit Pulsweitenmodulation (PWM), das eine Schaltung Muster ganz in der Nähe einer Sinuskurve geschaltet. Mit PWM Spannungen gespeist vom Umrichter in den Motor macht die motor siehe Spannungen nahe genug an Sinusoide, da die meisten Motoren Linie zugeführt werden sollen (d.h.direkt durch das Netz gespeist). PWM zu wechseln, kann die VFD basierend auf Benutzereingaben oder durch die Steuerung automatisch die Frequenz der Sinuskurve in den Motor und die Spannung Größenordnung anpassen. Die meisten kommerziellen VFDs verwenden Open-Loop-Regelung, wo die U/f -Verhältnis als Konstante, bleibt beim Betrieb des Motors bei oder unter Nennspannung; Dadurch bleibt motor Flussmittel auf einen Nennwert. Andere fortgeschrittene mehr VFDs Verwendung "Vektor-Kontrolle," ist ein closed-Loop-Regelung, die strenge Regulierung der Drehzahl oder Drehmoment bereitstellt.

Procedure

1. Stellen Sie sicher, dass ist der drei-Phasen-Trennschalter ausgeschaltet.

2. Überprüfen Sie, dass die VARIAC bei 0 % ist.

3. führen Sie die folgenden Verbindungen an der Maschine und VARIAC-Terminals:

  1. Klemmen der Induktion Maschine Stator auf die Antriebsleistung (rechts Steckverbinder, wenn auf der Vorderseite des Laufwerks).
  2. Schließen Sie die Laufwerk-Eingabe (linken Satz von Connectors, wenn auf der Vorderseite des Laufwerks an) an den VARIAC Ausgang.
  3. Schließen Sie die VARIAC input für die Drehstrom-Steckdose auf der Bank.
  4. Bevor mit Strom versorgt wird, drehen Sie die Wählscheibe auf dem VARIAC bis zu 75 %. Dies startet den Antrieb bei ca. 210 V im Linie später im Experiment.
  5. Der Drehstrom-Trennschalter einschalten. Der Hauptbildschirm auf der VFD sollte schalten und "F000" angezeigt.

4. Drücken Sie die Taste "Lo / Re", sobald das Laufwerk im lokalen Modus - setzen die Rotlicht auf die Schaltfläche Einschalten sollte.

  1. Der "Lo / Re"-Taste ermöglicht dem Benutzer eine Auswahl zwischen den lokalen (Lo) Frequenzeinstellung und der Fernbedienung (Re) Frequenzeinstellung machen.
  2. Der Benutzer ist in der Lage, die Frequenz (f), zu ändern und das Laufwerk stellt automatisch die entsprechende Spannung (V) , U/f -Verhältnis konstant zu halten.

5. Überprüfen Sie, dass die Laufwerk-Parameter identisch mit denen in Tabelle 1 dargestellt sind.

(6) um grundlegende Spannung, Strom und Frequenz-Messungen durchführen:

  1. Radeln Sie durch das Menü und das Display mit einer "0.0u" dahinter zu finden - dies zeigt die Messung der Spannung am Motor zugeführt.
  2. Von dort nach oben, sobald zu einem Bildschirm, der "0.00A" - liest dies die aktuelle Messung wird angezeigt, wenn der Antrieb läuft.
  3. Der nächste Bildschirm sich daraus liest "0,00" - das ist die Frequenzmessung.

(7) auf eine andere Frequenz einstellen und damit einen unterschiedlichen Drehzahl da Geschwindigkeit und elektrische Frequenz proportional sind:

  1. Gehe zurück zum Hauptbildschirm und Suche nach den Buchstaben f.
    1. Ändern Sie die Frequenz durch Drücken der Taste eingeben und dann manipulieren den Wert mithilfe der nach-oben und unten Pfeile.
    2. Verwendung der > (rechts Pfeil/Reset)-Taste zwischen der Spalte Werte ändern.
    3. Änderungen zu erlassen, durch Drücken der Taste eingeben.
    4. Änderungen verwerfen und weiterhin bei der vorliegenden Frequenz ausgeführt durch Drücken der "Esc".

8. Stellen Sie die Frequenz bis 10 Hz.

  1. Drücken Sie die grüne "Run"-Taste.
  2. Führen Sie einen Bildlauf zu den Lesungen, Spannung, Strom und Frequenz und zeichnen Sie ihre Werte.
  3. Wiederholen Sie für die folgenden Frequenzen: 25, 45, 60 und 70 Hz.
  4. Beachten Sie, dass eine maximale Grenzfrequenz festgelegt wurde möglicherweise verhindern, dass des Benutzers mehr als 60 Hz, also die maximale Grenzfrequenz "E2" im Menü einstellen.

9. beachten Sie, dass wenn das Laufwerk Überlastungen oder Störungen: Drücken Sie die rote Taste "Stop", und drücken Sie dann die > (rechts Pfeil/Reset)-Taste.

Table 1
Tabelle 1: Wichtigste VFD-Einstellungen

Variable Frequenz-Antriebe, auch bekannt als VFDs sind kostengünstige, zuverlässige Controller mit der Fähigkeit, die Geschwindigkeit von Asynchronmotoren für optimale Leistung anpassen. Frequenzumrichter werden standard-Ausrüstung für den Antrieb von kleinen bis großen Motoren in Ventilatoren, Pumpen, Kompressoren, Bohrmaschinen und viele andere Anwendungen. Im Gegensatz zu Festdrehzahl-Controller, die sofort einen Motor auf volle Drehzahl einschalten, können Frequenzumrichter Motor Sanftanlauf durch schrittweise Erhöhung der Geschwindigkeit auf das gewünschte Niveau. Sanftanlasser beseitigen hohe Drehmomente und Überspannungsschutz Anlaufströme, mechanische Belastungen reduzieren und Erhöhung der Lebensdauer und Zuverlässigkeit. Darüber hinaus, weil viel Drehmoment und Leistung variieren Sie mit dem Quadrat und Würfel der Geschwindigkeit bzw. Anpassung der Motordrehzahl durch sogar eine kleine Menge kann beträchtliche Energie zu sparen. Dieses Video zeigt die Konfiguration der Variable Frequenzumrichter und deren Verwendung in der Kontrolle von einem dreiphasigen AC Induktionsmotor.

Ein AC Induktionsmotor hat nur zwei Hauptteilen, dem Stator und Rotor, und am häufigsten nutzt Dreiphasen-Wechselstrom. Drei-Phasen-Strom durch die Statorspulen erzeugt einen Stator-Magnetfeld, das mit einer Winkelgeschwindigkeit proportional zur AC Frequenz dreht. Der Rotor dreht dieses Stator-Magnetfeld. Infolgedessen ist die Motordrehzahl proportional zur Frequenz Eingangsleistung. Für weitere Informationen über die Induktion motor funktionieren, bitte das Video Jupiter Science Education: AC-Asynchronmotoren. Wenn der Motor direkt mit drei-Phasen-Netzanschluss verbunden ist, arbeitet es mit einer festen Geschwindigkeit bestimmt durch die konstante 60 Hertz Netzfrequenz. Für einstellbare Geschwindigkeit, Frequenzumrichter oder VFD muss der Strom versorgen. Frequenzumrichter einstellen Motordrehzahl durch Einstellung der Ausgangsfrequenz und Spannung. Ein Gleichrichter wandelt zunächst 60 Hertz AC Eingang, DC-Netzteil. Anschließend verwendet ein DC AC Wechselrichter Pulsweitenmodulation diese DC-Spannung ein- und Ausschalten in einem bestimmten Muster zu wechseln. Zu guter Letzt ein Tiefpass-Filter verwandelt den Puls-Stream in eine etwa sinusförmigen Wellenform und erzeugt AC Ausgangsleistung bei der gewählten Frequenz, die Motordrehzahl regelt. Eine sinusförmige Wellenform ist notwendig, weil die meisten Asynchronmotoren entworfen sind, um Kraft vom AC-Netz zu nutzen. Einphasenmotoren verwenden VFDs mit einzelnen Phasen-Gleichrichter und Wechselrichter und Drehstrommotoren-Frequenzumrichter mit drei Phasen-Gleichrichter und Wechselrichter. Für weitere Informationen über Gleichrichter und Wechselrichter, bitte die Videos Jupiter Science Education: einzelne Phasen-Gleichrichter und einzelne phasigen Wechselrichter. Erweiterte VFDs verwendet closed-Loop oder Vektor-Kontrolle, für gute Regulierung der Geschwindigkeit oder des Drehmoments. Ein Mikroprozessor erhält Rückmeldungen über die Motoren-Magnetfeld und Drehmoment und ständig passt die VFD macht nach einem Regelalgorithmus. Wenn einen Motor auf oder unterhalb der Nennspannung betrieben, verwenden die meisten VFDs Open-Loop-Regelung einfach Ausgangsleistung konstanten Antrieb ohne Feedback oder Anpassungen. Mit offenen Regelkreis pflegen VFDs eine gewählte Spannung, Frequenz-Kennlinie, die etwa proportional zu dem Stator-Magnetfeld und somit auch proportional zur Motordrehzahl ist. Zum Beispiel, wenn ein Motor mit 208 Volt und 60 Hertz bewertet, ist die Spannung Frequenz-Verhältnis etwa 3,5 Volt pro Hertz. Reduzierung der Motordrehzahl die VFD verringert die Häufigkeit, sondern auch Spannung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung, Frequenz-Kennlinie reduzieren muss. Daher fährt der VFD des Motors bei 30 Hertz statt 60 Hertz, es sinkt die Spannung proportional zur 104 Volt von 208 Volt, und die Spannung, Frequenz-Kennlinie bleibt 3,5 Volt pro Hertz. Beim Betrieb eines Motors über der Nennfrequenz beschränken VFDs in der Regel Ausgabe auf die Nennspannung. Diese Vorsichtsmaßnahme verhindert mehr als Spannung oder aktuellen Grenzen der Isolierung und Spulen. Beispielsweise muss der Motor mit 208 Volt und 60 Hertz bewertete eine Spannung, Frequenz-Kennlinie von 3,5 Volt pro Hertz. Ein VFD, das erhöht die Geschwindigkeit des Motors durch eine Erhöhung der Frequenz auf 120 Hertz, würde die Ausgabe auf 460 Volt je nach Bedarf für eine konstante Spannung, Frequenz-Kennlinie nicht erhöhen. Stattdessen würde der VFD die Leistung auf die bewerteten 208 Volt zu Schäden am Motor zu verhindern begrenzen. Jetzt, da die Grundlagen der VFDs erläutert haben, betrachten wir ein VFD an einem dreiphasigen AC Induktionsmotor angeschlossen. In diesem Experiment betreibt die VFD mit Open-Loop-Regelung der Motordrehzahl und eine konstante Spannung, Frequenz-Kennlinie.

Verbinden Sie mit der 3-Phasen-ausgeschaltet und die Variac auf 0 % festgelegt die Induktion Motoren Stator Anschlüsse mit der VFD-Antriebsleistung. Von der Vorderseite der VFD betrachtet, sind die Laufwerk-Output-Buchsen auf der rechten Seite. Schließen Sie die Variac input für die Drehstrom-Steckdose auf der Bank. Stellen Sie den Regler der Variac auf 75 % und die dreiphasige schalten. Mit dieser Variac Einstellung ist die Spannung von Zeile zu Zeile etwa 210 Volt. Jetzt sollte der VFDs Hauptbildschirm Leuchten und F 000 anzeigen. Die lokale remote-Taste ermöglicht dem Benutzer um die Methode der Frequenzwahl. Lokale Steuerung ermöglicht die Tastatur bedienbar der VFD. Drücken Sie während Fernbedienung analoge oder digitale Kommunikation erfordert, lokale Taste auf die Fernbedienung einmal das Laufwerk im lokalen Modus zu setzen. Festlegen der VFD-Perimeter zu denen in der Tabelle dargestellt. Dazu setzen Sie die Motordrehzahl mit Hilfe der Pfeiltasten Menü Frequenz, Buchstabe F auf dem Hauptbildschirm zu erreichen. Dann stellen Sie die Frequenz bis zu 10 Hertz. Um den Spannungseingang des Motors messen zu können, wählen Sie das Menü mit der Anzeige der 0.0v. Um den Strom des Motors fahren zu messen, führen Sie einen Bildlauf bis zu dem Bildschirm, der 0.00A liest. Um die VFD-Frequenz zu messen, zum der Frequenz Messbildschirm Blättern. Drücken Sie die grüne run Taste zum Starten des Motors. Das Laufwerk gibt automatisch die notwendige Spannung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung, Frequenz-Kennlinie, die auf 3,47 voreingestellt ist. Blättern Sie zu den Displays von Spannung, Strom und Frequenz, und zeichnen Sie ihre Werte. Wenn das Laufwerk Überlastungen oder Störungen, drücken Sie die rote stop-Taste und drücken Sie die Reset-Taste. Verwenden Sie ein Stroboskop, um die Drehzahl der Motoren zu messen. Passen Sie den Kurs-Frequenz-Regler, bis die Welle fast stationär aussieht, dann stellen Sie feine Frequenz-Regler, bis die Welle bewegungslos aussieht. Wiederholen Sie diesen Vorgang für Frequenzen 25, 45, 60 und 70 Hertz. Zeichnen Sie die Drehzahl des Motors im Vergleich zu Häufigkeit, ein Diagramm der motorischen Verhalten unter Kontrolle der Frequenzumrichter zu erhalten.

Variable Frequenz-Antriebe können steuern die Geschwindigkeit des AC-Asynchronmotoren, mechanische Belastungen reduzieren, erhöhen Sie die Zuverlässigkeit und Wartungskosten zu verringern. Darüber hinaus ermöglichen VFDs Betrieb von Motoren mit einer optimalen Geschwindigkeit zur Verbesserung der Energieeffizienz. Aufgrund dieser Vorteile sind VFDs nützlich in vielen Anwendungen, wie das Anpassen der Geschwindigkeit eines Ventilators. Wenn in eine Lüftungsanlage eingebaut, können Fans wie folgt reagieren auf manuelle oder automatische Kontrollen, die Lüftergeschwindigkeit und Luftzirkulation, bei hohen Temperaturen oder Gebläse-Drehzahl zu verringern, wenn die Temperaturen niedrig sind. Bohrmaschinen, Gelege, Fräsmaschinen und ähnliche Geräte verwenden VFDs um ihre Motoren steuern. Kunststoffe erfordern langsame Bearbeitung um verkohlen oder schmelzen, während harte Metalle wie Stahl tolerieren Hochgeschwindigkeitsbearbeitung für schnelleres Arbeiten zu verhindern. Mit Frequenzumrichter ist Bearbeitungsmaschinen vielseitiger und besser in der Lage, eine Vielzahl von Situationen zu bewältigen.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die Variable Frequenz-Antriebe für AC-Asynchronmotoren beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, wie Frequenzumrichter arbeiten, und wie die Eingangsleistung Frequenz Motordrehzahl bestimmt. Danke fürs Zuschauen!

Results

Frequenzumrichter bieten in der Regel ein konstantes Spannungs-Frequenz-Verhältnis um Stator Flussmittel in einer Drehfeldmaschine in der Nähe eine konstante beizubehalten. Wenn eine Maschine ist bei 60 Hz und 208 V (Line-in-Line, RMS), dann die U/f -Verhältnis beträgt 208/60 = 3.467 V/Hz. Daher, wenn die Maschine bei einer niedrigeren Frequenz, seine Geschwindigkeit zu verringern ausgeführt wird, wird die Spannung geschwächt um ein U/f -Verhältnis konstant zu halten. Beispielsweise sollte die Maschine bei 30 Hz betrieben, Spannung bis 104 V reduziert werden. Oder, wenn die Maschine mit einer Frequenz von 15 Hz betrieben wird, dann sollte die Spannung bis 52 V reduziert. Bedingungen keine Last fällt Strom in der Regel als Spannung abfällt, da die Maschine Reaktanz drop mit niedrigeren Frequenzen.

Bei höher bewerteten Frequenzen sind Frequenzumrichter in der Regel so programmiert, Nennspannung zu pflegen; Daher gilt eine Konstante U/f nicht. Dies ist hauptsächlich auf die Nennspannungen der Maschine, wo höhere Spannungen als bewerteten fern gehalten werden, um brechen die Maschine Isolierung oder verursacht mehr Strom fließen in die Maschine zu vermeiden. Zum Beispiel, wenn die Frequenz für eine 60 Hz-Maschine mit einem Frequenzumrichter bei 70 Hz eingestellt ist, wird die Spannung auf 208 V statt 242.67 V gehalten.

Applications and Summary

Frequenzumrichter haben eine breite Anwendung in Gewerbe-, Industrie- und Automatisierungssysteme und sie sparen erhebliche Mengen an Energie, sie passen sich den Betriebspunkt des Motors so viel Energie wie bei drehzahlvariablen Betrieb benötigt zu zeichnen. In VFDs verwendeten Wechselrichter sind auch common in vielen Motorsteuerungen Anwendungen einschließlich Transport-Systeme mit mehr Elektrofahrzeuge in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage Anwendungen und viele andere.

1. Stellen Sie sicher, dass ist der drei-Phasen-Trennschalter ausgeschaltet.

2. Überprüfen Sie, dass die VARIAC bei 0 % ist.

3. führen Sie die folgenden Verbindungen an der Maschine und VARIAC-Terminals:

  1. Klemmen der Induktion Maschine Stator auf die Antriebsleistung (rechts Steckverbinder, wenn auf der Vorderseite des Laufwerks).
  2. Schließen Sie die Laufwerk-Eingabe (linken Satz von Connectors, wenn auf der Vorderseite des Laufwerks an) an den VARIAC Ausgang.
  3. Schließen Sie die VARIAC input für die Drehstrom-Steckdose auf der Bank.
  4. Bevor mit Strom versorgt wird, drehen Sie die Wählscheibe auf dem VARIAC bis zu 75 %. Dies startet den Antrieb bei ca. 210 V im Linie später im Experiment.
  5. Der Drehstrom-Trennschalter einschalten. Der Hauptbildschirm auf der VFD sollte schalten und "F000" angezeigt.

4. Drücken Sie die Taste "Lo / Re", sobald das Laufwerk im lokalen Modus - setzen die Rotlicht auf die Schaltfläche Einschalten sollte.

  1. Der "Lo / Re"-Taste ermöglicht dem Benutzer eine Auswahl zwischen den lokalen (Lo) Frequenzeinstellung und der Fernbedienung (Re) Frequenzeinstellung machen.
  2. Der Benutzer ist in der Lage, die Frequenz (f), zu ändern und das Laufwerk stellt automatisch die entsprechende Spannung (V) , U/f -Verhältnis konstant zu halten.

5. Überprüfen Sie, dass die Laufwerk-Parameter identisch mit denen in Tabelle 1 dargestellt sind.

(6) um grundlegende Spannung, Strom und Frequenz-Messungen durchführen:

  1. Radeln Sie durch das Menü und das Display mit einer "0.0u" dahinter zu finden - dies zeigt die Messung der Spannung am Motor zugeführt.
  2. Von dort nach oben, sobald zu einem Bildschirm, der "0.00A" - liest dies die aktuelle Messung wird angezeigt, wenn der Antrieb läuft.
  3. Der nächste Bildschirm sich daraus liest "0,00" - das ist die Frequenzmessung.

(7) auf eine andere Frequenz einstellen und damit einen unterschiedlichen Drehzahl da Geschwindigkeit und elektrische Frequenz proportional sind:

  1. Gehe zurück zum Hauptbildschirm und Suche nach den Buchstaben f.
    1. Ändern Sie die Frequenz durch Drücken der Taste eingeben und dann manipulieren den Wert mithilfe der nach-oben und unten Pfeile.
    2. Verwendung der > (rechts Pfeil/Reset)-Taste zwischen der Spalte Werte ändern.
    3. Änderungen zu erlassen, durch Drücken der Taste eingeben.
    4. Änderungen verwerfen und weiterhin bei der vorliegenden Frequenz ausgeführt durch Drücken der "Esc".

8. Stellen Sie die Frequenz bis 10 Hz.

  1. Drücken Sie die grüne "Run"-Taste.
  2. Führen Sie einen Bildlauf zu den Lesungen, Spannung, Strom und Frequenz und zeichnen Sie ihre Werte.
  3. Wiederholen Sie für die folgenden Frequenzen: 25, 45, 60 und 70 Hz.
  4. Beachten Sie, dass eine maximale Grenzfrequenz festgelegt wurde möglicherweise verhindern, dass des Benutzers mehr als 60 Hz, also die maximale Grenzfrequenz "E2" im Menü einstellen.

9. beachten Sie, dass wenn das Laufwerk Überlastungen oder Störungen: Drücken Sie die rote Taste "Stop", und drücken Sie dann die > (rechts Pfeil/Reset)-Taste.

Table 1
Tabelle 1: Wichtigste VFD-Einstellungen

Variable Frequenz-Antriebe, auch bekannt als VFDs sind kostengünstige, zuverlässige Controller mit der Fähigkeit, die Geschwindigkeit von Asynchronmotoren für optimale Leistung anpassen. Frequenzumrichter werden standard-Ausrüstung für den Antrieb von kleinen bis großen Motoren in Ventilatoren, Pumpen, Kompressoren, Bohrmaschinen und viele andere Anwendungen. Im Gegensatz zu Festdrehzahl-Controller, die sofort einen Motor auf volle Drehzahl einschalten, können Frequenzumrichter Motor Sanftanlauf durch schrittweise Erhöhung der Geschwindigkeit auf das gewünschte Niveau. Sanftanlasser beseitigen hohe Drehmomente und Überspannungsschutz Anlaufströme, mechanische Belastungen reduzieren und Erhöhung der Lebensdauer und Zuverlässigkeit. Darüber hinaus, weil viel Drehmoment und Leistung variieren Sie mit dem Quadrat und Würfel der Geschwindigkeit bzw. Anpassung der Motordrehzahl durch sogar eine kleine Menge kann beträchtliche Energie zu sparen. Dieses Video zeigt die Konfiguration der Variable Frequenzumrichter und deren Verwendung in der Kontrolle von einem dreiphasigen AC Induktionsmotor.

Ein AC Induktionsmotor hat nur zwei Hauptteilen, dem Stator und Rotor, und am häufigsten nutzt Dreiphasen-Wechselstrom. Drei-Phasen-Strom durch die Statorspulen erzeugt einen Stator-Magnetfeld, das mit einer Winkelgeschwindigkeit proportional zur AC Frequenz dreht. Der Rotor dreht dieses Stator-Magnetfeld. Infolgedessen ist die Motordrehzahl proportional zur Frequenz Eingangsleistung. Für weitere Informationen über die Induktion motor funktionieren, bitte das Video Jupiter Science Education: AC-Asynchronmotoren. Wenn der Motor direkt mit drei-Phasen-Netzanschluss verbunden ist, arbeitet es mit einer festen Geschwindigkeit bestimmt durch die konstante 60 Hertz Netzfrequenz. Für einstellbare Geschwindigkeit, Frequenzumrichter oder VFD muss der Strom versorgen. Frequenzumrichter einstellen Motordrehzahl durch Einstellung der Ausgangsfrequenz und Spannung. Ein Gleichrichter wandelt zunächst 60 Hertz AC Eingang, DC-Netzteil. Anschließend verwendet ein DC AC Wechselrichter Pulsweitenmodulation diese DC-Spannung ein- und Ausschalten in einem bestimmten Muster zu wechseln. Zu guter Letzt ein Tiefpass-Filter verwandelt den Puls-Stream in eine etwa sinusförmigen Wellenform und erzeugt AC Ausgangsleistung bei der gewählten Frequenz, die Motordrehzahl regelt. Eine sinusförmige Wellenform ist notwendig, weil die meisten Asynchronmotoren entworfen sind, um Kraft vom AC-Netz zu nutzen. Einphasenmotoren verwenden VFDs mit einzelnen Phasen-Gleichrichter und Wechselrichter und Drehstrommotoren-Frequenzumrichter mit drei Phasen-Gleichrichter und Wechselrichter. Für weitere Informationen über Gleichrichter und Wechselrichter, bitte die Videos Jupiter Science Education: einzelne Phasen-Gleichrichter und einzelne phasigen Wechselrichter. Erweiterte VFDs verwendet closed-Loop oder Vektor-Kontrolle, für gute Regulierung der Geschwindigkeit oder des Drehmoments. Ein Mikroprozessor erhält Rückmeldungen über die Motoren-Magnetfeld und Drehmoment und ständig passt die VFD macht nach einem Regelalgorithmus. Wenn einen Motor auf oder unterhalb der Nennspannung betrieben, verwenden die meisten VFDs Open-Loop-Regelung einfach Ausgangsleistung konstanten Antrieb ohne Feedback oder Anpassungen. Mit offenen Regelkreis pflegen VFDs eine gewählte Spannung, Frequenz-Kennlinie, die etwa proportional zu dem Stator-Magnetfeld und somit auch proportional zur Motordrehzahl ist. Zum Beispiel, wenn ein Motor mit 208 Volt und 60 Hertz bewertet, ist die Spannung Frequenz-Verhältnis etwa 3,5 Volt pro Hertz. Reduzierung der Motordrehzahl die VFD verringert die Häufigkeit, sondern auch Spannung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung, Frequenz-Kennlinie reduzieren muss. Daher fährt der VFD des Motors bei 30 Hertz statt 60 Hertz, es sinkt die Spannung proportional zur 104 Volt von 208 Volt, und die Spannung, Frequenz-Kennlinie bleibt 3,5 Volt pro Hertz. Beim Betrieb eines Motors über der Nennfrequenz beschränken VFDs in der Regel Ausgabe auf die Nennspannung. Diese Vorsichtsmaßnahme verhindert mehr als Spannung oder aktuellen Grenzen der Isolierung und Spulen. Beispielsweise muss der Motor mit 208 Volt und 60 Hertz bewertete eine Spannung, Frequenz-Kennlinie von 3,5 Volt pro Hertz. Ein VFD, das erhöht die Geschwindigkeit des Motors durch eine Erhöhung der Frequenz auf 120 Hertz, würde die Ausgabe auf 460 Volt je nach Bedarf für eine konstante Spannung, Frequenz-Kennlinie nicht erhöhen. Stattdessen würde der VFD die Leistung auf die bewerteten 208 Volt zu Schäden am Motor zu verhindern begrenzen. Jetzt, da die Grundlagen der VFDs erläutert haben, betrachten wir ein VFD an einem dreiphasigen AC Induktionsmotor angeschlossen. In diesem Experiment betreibt die VFD mit Open-Loop-Regelung der Motordrehzahl und eine konstante Spannung, Frequenz-Kennlinie.

Verbinden Sie mit der 3-Phasen-ausgeschaltet und die Variac auf 0 % festgelegt die Induktion Motoren Stator Anschlüsse mit der VFD-Antriebsleistung. Von der Vorderseite der VFD betrachtet, sind die Laufwerk-Output-Buchsen auf der rechten Seite. Schließen Sie die Variac input für die Drehstrom-Steckdose auf der Bank. Stellen Sie den Regler der Variac auf 75 % und die dreiphasige schalten. Mit dieser Variac Einstellung ist die Spannung von Zeile zu Zeile etwa 210 Volt. Jetzt sollte der VFDs Hauptbildschirm Leuchten und F 000 anzeigen. Die lokale remote-Taste ermöglicht dem Benutzer um die Methode der Frequenzwahl. Lokale Steuerung ermöglicht die Tastatur bedienbar der VFD. Drücken Sie während Fernbedienung analoge oder digitale Kommunikation erfordert, lokale Taste auf die Fernbedienung einmal das Laufwerk im lokalen Modus zu setzen. Festlegen der VFD-Perimeter zu denen in der Tabelle dargestellt. Dazu setzen Sie die Motordrehzahl mit Hilfe der Pfeiltasten Menü Frequenz, Buchstabe F auf dem Hauptbildschirm zu erreichen. Dann stellen Sie die Frequenz bis zu 10 Hertz. Um den Spannungseingang des Motors messen zu können, wählen Sie das Menü mit der Anzeige der 0.0v. Um den Strom des Motors fahren zu messen, führen Sie einen Bildlauf bis zu dem Bildschirm, der 0.00A liest. Um die VFD-Frequenz zu messen, zum der Frequenz Messbildschirm Blättern. Drücken Sie die grüne run Taste zum Starten des Motors. Das Laufwerk gibt automatisch die notwendige Spannung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung, Frequenz-Kennlinie, die auf 3,47 voreingestellt ist. Blättern Sie zu den Displays von Spannung, Strom und Frequenz, und zeichnen Sie ihre Werte. Wenn das Laufwerk Überlastungen oder Störungen, drücken Sie die rote stop-Taste und drücken Sie die Reset-Taste. Verwenden Sie ein Stroboskop, um die Drehzahl der Motoren zu messen. Passen Sie den Kurs-Frequenz-Regler, bis die Welle fast stationär aussieht, dann stellen Sie feine Frequenz-Regler, bis die Welle bewegungslos aussieht. Wiederholen Sie diesen Vorgang für Frequenzen 25, 45, 60 und 70 Hertz. Zeichnen Sie die Drehzahl des Motors im Vergleich zu Häufigkeit, ein Diagramm der motorischen Verhalten unter Kontrolle der Frequenzumrichter zu erhalten.

Variable Frequenz-Antriebe können steuern die Geschwindigkeit des AC-Asynchronmotoren, mechanische Belastungen reduzieren, erhöhen Sie die Zuverlässigkeit und Wartungskosten zu verringern. Darüber hinaus ermöglichen VFDs Betrieb von Motoren mit einer optimalen Geschwindigkeit zur Verbesserung der Energieeffizienz. Aufgrund dieser Vorteile sind VFDs nützlich in vielen Anwendungen, wie das Anpassen der Geschwindigkeit eines Ventilators. Wenn in eine Lüftungsanlage eingebaut, können Fans wie folgt reagieren auf manuelle oder automatische Kontrollen, die Lüftergeschwindigkeit und Luftzirkulation, bei hohen Temperaturen oder Gebläse-Drehzahl zu verringern, wenn die Temperaturen niedrig sind. Bohrmaschinen, Gelege, Fräsmaschinen und ähnliche Geräte verwenden VFDs um ihre Motoren steuern. Kunststoffe erfordern langsame Bearbeitung um verkohlen oder schmelzen, während harte Metalle wie Stahl tolerieren Hochgeschwindigkeitsbearbeitung für schnelleres Arbeiten zu verhindern. Mit Frequenzumrichter ist Bearbeitungsmaschinen vielseitiger und besser in der Lage, eine Vielzahl von Situationen zu bewältigen.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die Variable Frequenz-Antriebe für AC-Asynchronmotoren beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, wie Frequenzumrichter arbeiten, und wie die Eingangsleistung Frequenz Motordrehzahl bestimmt. Danke fürs Zuschauen!

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