Umrichtergespeiste Drehstrom-Induktionsmaschinen

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!