مبدل های فرکانسی درایو FC کنترل دور موتور AC

مبانی مبدل های فرکانسی FC برای کنترل دور موتور های AC

338

مبدل های  فرکانسی FC مدرن  برای تنظیم و یا تثبیت سرعت  گشتاور یک به گردش درآوردن یک ماشین یا بار  با دقت  ± 0.5٪می تواند مورد استفاده قرار گیرند. این کاربرد مبدل فرکانسی برای بهره برداری از یک موتور الکتریکی در حالت  مستقل ازبار در مقایسه با  عملکرد سرعت موتور القایی،  در حالتی بدون مبدل فرکانسی است .

در این حالت دور یا سرعت موتور  3 تا 5 درصد (لغزش) از بدون بار تا  بار کامل متفاوت باشد.

بهترین گزینه

تولید کنندگان موتور از مفاهیم مختلف برای دستیابی به کارایی بالا در موتورهای الکتریکی استفاده می کنند. برای استفاده کنندگان می توان از  دیدن مزایای اصلی یک تکنولوژی نسبت به دیگریبرای دشوار باشد.

اما استفاده کنندگان قطعا متوجه خواهد شد که موتورهای راندمان بالای  انرژی نیاز به کنترل های فن آوری بالا دارند.

در اصل، تقریبا تمام موتورها می توانند با الگوریتم های کنترل که به طور خاص برای هر نوع موتور سازگار هستند، عمل کنند.برخی از تولیدکنندگان FC، طراحی خود را به گروه خاصی از فن آوری های موتور،محدود می کنند .

اما بسیاری از دیگر تولید کنندگان الگوریتم های مختلف که در مبدل فرکانسی تعبیه  شده است با قابلیت  انتخاب  در هنگام راه اندازی بهره می برند.

برای کسانی که کار راه اندازی را بر عهده دارند مهم است که FC به راحتی براساس مشخصه های که به طور معمول برای انواع موتور مورد استفاده است موجود باشد.

پس از راه اندازی کاربر یا بهره بردار  بایداطمینان حاصل کند که بهره برداری از  این سیستم واقعا به همان  آسانی است که از آن انتظار می رود.

بنابراین اندازه گیری های آنلاین مصرف انرژی واقعی و دسترسی آسان به اطلاعات مهم مربوط به عملکرد بسیار ضروری است.

برای سهولت انتخاب و اطمینان از دستیابی به  اهداف مختلف دولت برای کاهش مصرف انرژی ، موجب یک انگیزه بزرگ برای تدوین و به اجرا گذشتن مجموعه کامل مقررات شده است.

لازم به ذکر است که تمام اجزای سیستم برای رسیدن به  صرفه جویی در انرژی، بالقوه مهم هستند.

به گفته انجمن تولید کنندگان برق و الکترونیک آلمان  (ZVEI)، حدود 10٪ از صرفه جویی انرژی   را می توان با استفاده از موتورهای با کارایی بالا به دست آورد، 30٪ از صرفه جویی انرژی با استفاده از تکنولوژی سرعت متغیر به دست می آید .

اما با توجه کلی به سیستم ،بر این اساس 60٪ از صرفه جویی انرژی وبهینه سازی بالقوه حاصل می شود  .

توجه داشته باشید ، که نمی توانیدبا نگاه کردن به تنها یک یا چند جزء درگیر سیستم، در مورد آن قضاوت کنید.

مبانی کنترل دور موتور

سرعت موتور  n وابسته به سرعت چرخش میدان مغناطیسی است و می تواند به صورت زیر بیان شود:

معادله دور موتور
معادله دور موتور

بنابراین سرعت موتور می تواند با تغییراین عوامل تغییر کند:

  • تعداد جفت قطبی موتور (به عنوان مثال،تغییر تعداد قطب موتورهای )
  • لغزش موتور (به عنوان مثال، موتورهای لغزنده)
  • فرکانس منبع تغذیه f (برای موتور)

تکنیک های مختلف کنترل دور موتور

با استفاده رابطه دور موتور می توان به روش های زیر در موتور را تغییر داد .

روش های کنترل دور موتور
تکنیک های کنترل دور موتور

انتخاب های مختلف برای کنترل دور موتور الکتریکی

سرعت چرخش میدان مغناطیسی به وسیله تعداد جفت های قطبی در استاتور تعیین می شود.

در مورد یک موتور دو قطبی، سرعت چرخش میدان مغناطیسی 3000 دور در دقیقه با فرکانس منبع تغذیه 50 هرتز است. برای یک موتور چهار قطبی سرعت 1500 دور در دقیقه است.

منحنی مشخصه گشتوار بر اساس تغییر تعداد پل ها
منحنی مشخصه گشتوار بر اساس تغییر تعداد پل ها یا قطب ها

موتورها را  می توان به شکل طراحی نمود که دارای دو یا چند نوع زوج  قطب باشند.

چگونه

این کار با استفاده از یک ترتیب خاص از سیم پیچ های استاتور (سیم پیچ Dahlander) در شیارها و / یا با استفاده از سیم پیچ های جداگانه در شیار انجام می شود.

تغییر سرعت با تعویض سیم پیچ استاتور از طریق تغییر تعداد جفت قطب در استاتور انجام می پذیرد.

با تغییر از یک تعداد کم  قطب  (سرعت بالا) به تعداد بالای  قطبها (سرعت کم) سرعت واقعی موتور را می توان به طور چشمگیری کاهش داد، به عنوان مثال، از 1500 تا 750 دور در دقیقه.

با تغییر سریع از سرعت بالا به پایین، موتور در محدوده تولید جریان قرار می گیرد . این شرایط بار قابل توجهی بر روی موتور و مکانیزم ماشین متصل شده به تحمیل می کند ،که می تواند باعث آسیب به موتور و ماشین آلات شود.

کنترل لغزش

کنترل سرعت موتور با استفاده از اعمال تغییر در  لغزش می تواند به دو روش متفاوت انجام شود:

یا با تغییر ولتاژ تغذیه استاتور یا با اعمال تغییر روتور.  لازم به ذکر است که این روش ها شامل تلفات قابل توجه حرارت می شود.

 لطفا در صورت نیاز بیشتر به منابع دیگر اطلاعات مراجعه کنید.

کنترل روتور

کنترل سرعت موتور با استفاده از روتور می تواند به دو روش مختلف انجام شود:

  • قرار دادن مقامت در مدار روتور. این نوع موتورها موتورهای روتور سیم پیچی یا slip-ring هستند. استفاده از این روش به لحاظ تلفات باید مورد ملاحظه قرار گیرد چرا موجب تلافات زیادی در روتور می شود.
  • مدارهای روتور با ماشین الکتریکی دیگر و یا مدارهای یکسو کننده ای مرتبط می شوند.

سپس مدار روتور از طریق حلقه های لغزش به ماشین های DC یا مدارهای یکسوساز کنترل شده به جای مقاومت ها متصل می شود.

ماشین  DC مبدل روتور را با ولتاژ متغیر دیگری تامین می کند و باعث می شود سرعت چرخش و مغناطیس شدن تغییر کند.

تنظیم فرکانس

با عرضه مبدل های فرکانس متغیر، امکان کنترل سرعت موتور با تلفات اضافی جزئی به وجود آمد.

سرعت چرخش میدان مغناطیسی و در نتیجه سرعت روتور با فرکانس تغییر می کند. برای حفظ گشتاور موتور، ولتاژ موتور باید همراه با فرکانس تغییر کند، همانطور که در شکل  نشان داده شده است.

مشخصات گشتاور با کنترل ولتاژ / فرکانس. با نسبت ثابت ولتاژ منبع تغذیه به فرکانس، مغناطیس شدن در محدوده عملکرد موتور نیز ثابت است.

تغییر دور توسط تغییر فرکانس و ولتاژ
تغییر دور توسط تغییر فرکانس و ولتاژ

در نسبت تنظیم سرعت کم باید برای جبران تلفات اهمی موتور چاره ای اندیشیده  شود. به علاوه سیستم خنک سازی جبرانی و مستقل ممکن مورد نیاز باشد.

استفاده از مبدل های فرکانسی FC یکی از راه های مهم و شناخته شده در کنترل دور موتور های الکتریکی است .

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.