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Machine à Induction AC alimenté par VFD

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Lecteurs de fréquence variable, également connu sous le nom de VFD, sont contrôleurs abordables, fiables, avec la possibilité de régler la vitesse des moteurs à induction pour des performances optimales. EFV sont devenus équipement standard pour alimenter des petits aux gros moteurs de ventilateurs, pompes, compresseurs, perceuses et beaucoup d’autres applications. Contrairement aux contrôleurs de vitesse fixe, qui instantanément mettre en marche un moteur à pleine vitesse, EFV peuvent accostage un moteur en augmentant graduellement la vitesse désirée. Commence Soft éliminer les courants élevés de couples et de surtension départ, réduire les contraintes mécaniques et accroître la fiabilité et la vie de l’équipement. En outre, parce que les charges de couple et de puissance varie avec le carré et le cube de la vitesse respectivement, réglage de vitesse de moteur de même un peut de petite quantité sauver beaucoup d’énergie. Cette vidéo fera la démonstration de la configuration d’un entraînement de fréquence variable et son utilisation dans le contrôle d’un moteur à induction triphasé AC.

Un moteur à induction AC a seulement deux parties principales, le stator et le rotor et utilise plus couramment le courant alternatif triphasé. Moteur triphasé courant traversant les bobines du stator génère un champ magnétique du stator, qui tourne avec une vitesse angulaire proportionnelle à la fréquence du courant alternatif. Ce champ magnétique de stator tourne le rotor. En conséquence, la vitesse du moteur est proportionnelle à la fréquence d’entrée. Pour plus d’informations sur le fonctionnement du moteur induction, veuillez regarder la vidéo de l’enseignement des sciences JoVE : moteurs à Induction AC. Si le moteur est directement connecté à l’alimentation triphasée, il fonctionne à une vitesse fixe qui est déterminée par la fréquence de ligne constante 60 hertz. À vitesse réglable, un entraînement à fréquence variable ou VFD, doit fournir la puissance. EFV ajuster la vitesse du moteur en réglant la tension et la fréquence de sortie. Un redresseur convertit d’abord, l’entrée de 60 hertz AC à DC. Puis, un DC à AC onduleur utilise la modulation de largeur d’impulsion mettez ce DC sur et en dehors dans un modèle particulier. Enfin, un filtre passe-bas transforme le flux d’impulsions dans une forme d’onde sinusoïdale à peu près et génère la sortie de courant à la fréquence choisie, qui régit la vitesse du moteur. Une forme d’onde sinusoïdale est nécessaire parce que les moteurs à induction la plupart sont conçus pour utiliser la puissance de l’alimentation secteur. Moteurs monophasés utilisent EFV avec convertisseurs et redresseurs monophasés et triphasés EFV avec trois redresseurs de phase et les onduleurs. Pour plus d’informations sur les redresseurs et onduleurs, s’il vous plaît regarder les vidéos de l’enseignement des sciences JoVE : Single Phase redresseurs et convertisseurs de Phase unique. EFV avancés utilisé boucle fermée, ou la lutte antivectorielle, pour la bonne régulation de la vitesse ou du couple. Un microprocesseur reçoit des commentaires sur le champ magnétique de moteurs et de couple et ajuste continuellement la puissance de VFD selon un algorithme de contrôle. Lorsque vous utilisez un moteur égale ou inférieure à sa tension nominale, la plupart EFV utilisent contrôle de boucle ouverte pour simplement puissance d’entraînement constant de sortie sans rétroaction ou ajustements. Avec la commande de boucle ouverte, EFV de maintenir une tension choisie pour le taux de fréquence, qui est approximativement proportionnel au champ magnétique du stator et par conséquent aussi proportionnelle à la vitesse du moteur. Par exemple, si un moteur est évalué à 208 volts et 60 Hz, la tension à la ration de fréquence est environ 3,5 volts par hertz. Pour réduire la vitesse du moteur, le mécanisme d’entraînement réduit la fréquence, mais doit également réduire la tension afin de maintenir une tension constante de taux de fréquence. Donc, si le VFD actionne le moteur à 30 hertz au lieu de 60 hertz, il diminue la tension proportionnellement à 104 volts de 208 volts, et la tension ratio fréquence reste 3,5 volts par hertz. Lorsque vous utilisez un moteur au-dessus de sa fréquence nominale, EFV généralement limitent la production à la tension nominale. Cette précaution permet d’éviter plus de tension ou des limites actuelles de l’isolant et les bobines. Par exemple, le moteur évalué à 208 volts et 60 Hz a une tension à des taux de fréquence de 3,5 volts par hertz. Un VFD qui augmente la vitesse du moteur en augmentant la fréquence de 120 Hz, n’augmenterait pas la sortie à 460 volts tel que requis pour une tension constante de taux de fréquence. Au lieu de cela, le VFD limiterait sa sortie vers les 208 volts nominales pour éviter d’endommager le moteur. Maintenant que les bases de l’EFV ont été expliqués, examinons un VFD connecté à un moteur à induction triphasé AC. Dans cette expérience, le VFD fonctionne avec la commande de boucle ouverte de vitesse du moteur et une tension constante de taux de fréquence.

Avec l’alimentation triphasée coupée et le thyristor réglée à 0 %, raccorder les bornes de stator de moteur induction à la sortie du lecteur VFD. Vu de l’avant de la ved, les connecteurs de sortie du lecteur sont sur le côté droit. Connectez le Variac d’entrée à la prise triphasée sur le banc. Réglez le bouton de contrôle de la Variac à 75 % et l’allumez l’alimentation triphasée. Avec ce paramètre Variac, la tension de ligne à ligne est environ 210 volts. Maintenant l’écran principal de l’EFV devrait s’allumer et afficher F 000. Le bouton de la télécommande local permet à l’utilisateur de sélectionner la méthode de sélection des fréquences. Contrôle local permet l’utilisation du clavier pour exploiter le mécanisme d’entraînement. Tandis que le contrôle à distance requiert communication analogique ou numérique, appuyez sur le bouton de distance local une fois mettre le lecteur en mode local. Définir les périmètres de VFD à ceux indiqués dans le tableau. Pour ce faire, définissez la vitesse du moteur en utilisant les touches de direction pour atteindre le menu fréquence, lettre F sur l’écran principal. Puis définissez la fréquence de 10 hertz. Pour mesurer la tension d’entrée du moteur, sélectionner le menu avec l’affichage des 0.0v. Pour mesurer le courant du moteur d’entraînement, faites défiler jusqu'à l’écran qui lit 0.00A. Pour mesurer la fréquence VFD, faites défiler à l’écran de mesure de fréquence. Appuyez sur le bouton run vert pour démarrer le moteur. Le lecteur affiche automatiquement la tension nécessaire pour maintenir une tension constante à des taux de fréquence, qui sont préréglée à 3,47. Faites défiler jusqu'à l’affichage de tension, courant et la fréquence et enregistrer leurs valeurs. Si le lecteur surcharges ou défauts, appuyez sur le rouge touche stop et puis appuyez sur le bouton de réinitialisation. Une lumière stroboscopique permet de mesurer la vitesse de rotation des moteurs. Réglez le bouton de fréquence de cours jusqu'à ce que l’arbre semble quasi stationnaire, puis réglez le bouton de fréquence très bien jusqu'à ce que l’arbre semble immobile. Répétez cette procédure pour hertz de fréquences 25, 45, 60 et 70. Tracer la vitesse moteur en fonction de la fréquence pour obtenir un graphique du comportement moteur sous contrôle de l’entraînement à fréquence variable.

Fréquence variable de contrôler la vitesse des moteurs à induction AC, peut réduire les contraintes mécaniques, accroître la fiabilité et diminuer les coûts d’entretien. En outre, EFV permettent le fonctionnement des moteurs à une vitesse optimale pour améliorer l’efficacité énergétique. En raison de ces avantages, EFV sont utiles dans de nombreuses applications, telles que réglage de la vitesse d’un ventilateur. Lorsque incorporés dans un système de ventilation, ventilateurs comme ceci peuvent répondre aux commandes manuelles ou automatiques qui augmentent la vitesse du ventilateur et circulation de l’air lorsque la température est élevée ou diminuer la vitesse du ventilateur lorsque les températures sont basses. Perceuses à colonne, laids, fraiseuses et équipements similaires utilisent EFV pour contrôler leurs moteurs. Matières plastiques nécessitent basse vitesse d’usinage pour éviter la carbonisation ou fonte, tandis que tolèrent des métaux durs comme l’acier, usinage à grande vitesse pour un travail plus rapide. Avec des EFV, équipement d’usinage est plus souple et plus apte à gérer un large éventail de situations.

Vous avez juste regardé Introduction de JoVE aux entraînements à fréquence Variable pour les moteurs à Induction AC. Vous devez maintenant comprendre comment fonctionnent les mécanismes d’entraînement, et comment la fréquence d’alimentation d’entrée détermine la vitesse du moteur. Merci de regarder !

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