At mestre disse 35 inverterkoncepter kan løfte din ekspertise til imponerende niveauer!

At mestre disse 35 inverterkoncepter kan løfte din ekspertise til imponerende niveauer! 

Udtrykket VFD (Variable-frequency Drive) for en inverter afspejler dens funktion med at styre AC-motorer ved at justere frekvensen og amplituden af strømforsyningen. I Asien, især i Kina og Sydkorea, blev udtrykket VVVF (Variable Voltage Variable Frequency Inverter) brugt på grund af japansk indflydelse. VVVF står for Variable Voltage and Variable Frequency, der henviser til justering af både spænding og frekvens, mens CVCF (Constant Voltage and Constant Frequency) angiver fast spænding og frekvens.

Strømkilder er kategoriseret i AC og DC. Størstedelen af ​​jævnstrøm kommer fra AC gennem transformation, ensretning og filtrering. Vekselstrøm udgør cirka 95 % af alt strømforbrug, med enfaset og trefaset vekselstrøm efter specifikke spændings- og frekvensstandarder i forskellige lande. For eksempel i Kina er enfaset AC 220V og trefaset AC 380V, begge ved 50Hz. En inverter konverterer fast spænding og frekvens vekselstrøm til variabel spænding eller frekvens vekselstrøm. Denne proces involverer ensretning af AC til DC og derefter invertering af DC tilbage til AC, hvor sidstnævnte proces specifikt betegnes "inversion". Enheder, der konverterer DC til fast frekvens og spænding AC, kaldes invertere, mens dem, der giver mulighed for justerbar frekvens og spænding, omtales som drev med variabel frekvens.

Invertere udsender simulerede sinusbølger, der primært bruges til hastighedsstyring af trefasede asynkronmotorer, og er også kendt som hastighedsregulatorer med variabel frekvens. Til applikationer, der kræver bølgeformer af høj kvalitet, såsom testudstyr i instrumentering, raffineres bølgeformen til at producere en standard sinusbølge, og sådanne enheder kaldes strømforsyninger med variabel frekvens. Strømforsyninger med variabel frekvens er typisk 15 til 20 gange dyrere end drev med variabel frekvens. Kernekomponenten, der er ansvarlig for at generere variabel spænding eller frekvens i inverterudstyr er "inverteren", og derfor hedder produktet "inverter". Invertere bruges også i husholdningsapparater, såsom klimaanlæg og fluorescerende lys. I motorstyringsapplikationer kan invertere justere både spænding og frekvens, mens dem, der bruges til lysstofrør, hovedsageligt regulerer strømforsyningsfrekvensen. Enheder i biler, der konverterer batteristrøm (DC) til AC, sælges også under navnet "inverter". Arbejdsprincippet for invertere anvendes i vid udstrækning på forskellige områder, såsom computerstrømforsyninger, hvor invertere undertrykker omvendt spænding, frekvensudsving og øjeblikkelige strømafbrydelser.

Hvad er en inverter?

En inverter er en enhed, der konverterer forsyningsfrekvenseffekt til en anden frekvens ved hjælp af koblingshandlingen fra effekthalvlederenheder. Det består af to hovedkredsløb: hovedkredsløbet (ensrettermodul, elektrolytisk kondensator og invertermodul) og styrekredsløbet (omskiftende strømforsyningskort og styrekredsløb). CPU'en er installeret på styrekredsløbet, med inverterens driftssoftware programmeret ind i CPU'en. Softwaren til den samme invertermodel er generelt fast, bortset fra Sanjing-inverteren, hvis software kan justeres baseret på brugskrav.

Hvad er forskellene mellem PWM og PAM?

PWM (Pulse Width Modulation) justerer bredden af pulser i et pulstog i henhold til et specifikt mønster for at regulere output og bølgeform. PAM (Pulse Amplitude Modulation) justerer amplituden af ​​pulser i et pulstog for at regulere output og bølgeform.

Hvad er forskellene mellem invertere af spændingstype og strømtype?

Hovedkredsløbet af en inverter kan groft opdeles i to typer: spændingstype invertere konverterer DC spændingskilde til AC ved hjælp af kondensatorer til DC kredsløbsfiltrering, mens strømtype invertere konverterer DC strømkilde til AC ved hjælp af induktorer til DC kredsløbsfiltrering.

Hvorfor ændres spændingen og frekvensen af en inverter proportionalt?

Drejningsmomentet for en induktionsmotor frembringes af samspillet mellem magnetisk flux og rotorstrøm. Ved nominel frekvens, hvis spændingen er konstant og frekvensen er reduceret, kan magnetisk flux blive for høj, hvilket fører til magnetisk kredsløbsmætning og potentiel motorskade. Derfor skal spænding og frekvens ændres proportionalt. Denne styringsmetode bruges almindeligvis i energibesparende invertere til ventilatorer og pumper.

Når en induktionsmotor drives af forsyningsfrekvenseffekt og spændingsfald, stiger strømmen. For inverter-drevne motorer, hvis spændingen falder, når frekvensen falder, stiger strømmen?

Når frekvensen falder (lav hastighed), øges strømmen for at opretholde den samme effekt. Under konstante momentforhold forbliver strømmen dog relativt stabil.

Hvad er startstrømmen og drejningsmomentet ved drift af en motor med en inverter?

Med en inverter, når motoren accelererer, øges frekvensen og spændingen tilsvarende, hvilket begrænser startstrømmen til under 150 % af mærkestrømmen (125 % til 200 % afhængig af model). Direkte online, der starter med forsyningsfrekvens, resulterer i startstrømme seks til syv gange den nominelle strøm, hvilket forårsager mekanisk og elektrisk stress. Inverterdrevne motorer starter jævnt (med forlænget starttid), med startstrøm på 1,2 til 1,5 gange mærkestrøm og startmoment ved 70 % til 120 % af nominel drejningsmoment. For invertere med automatisk momentforøgelse overstiger startmomentet 100 %, hvilket muliggør start med fuld belastning.

Hvad er V/f-tilstand?

Når frekvensen falder, falder spændingen V også proportionalt. Det proportionelle forhold mellem V og f bestemmes ud fra motorkarakteristika og lagres typisk i controllerens hukommelse (ROM). Flere karakteristika kan vælges via kontakter eller potentiometre.

Hvordan ændres motordrejningsmomentet, når V og f justeres proportionalt?

Hvis spændingen reduceres proportionalt med frekvensen, opstår tendensen til at drejningsmomentet falder ved lave hastigheder på grund af reduceret AC-impedans og uændret DC-modstand. For at kompensere og opnå tilstrækkeligt startmoment ved lave frekvenser skal udgangsspændingen øges lidt. Denne kompensation, kendt som momentboost, kan opnås gennem forskellige metoder, herunder automatisk justering, valg af V/f-tilstand eller potentiometerindstillinger.

Hvis manualen angiver et hastighedsområde på 60~6Hz (10:1), betyder det, at der ikke er nogen effekt under 6Hz?

Strøm kan stadig udsendes under 6 Hz. I betragtning af motortemperaturstigning og startmoment er minimumsdriftsfrekvensen dog indstillet til omkring 6Hz for at undgå overdreven opvarmning og samtidig opretholde nominel drejningsmomentydelse. Inverterens faktiske udgangsfrekvens (startfrekvens) varierer efter model, typisk fra 0,5 Hz til 3 Hz.

Er det muligt at opretholde konstant drejningsmoment med en standard motorkombination over 60Hz?

Generelt er det ikke muligt. Over 60Hz (eller 50Hz i nogle tilstande) forbliver spændingen konstant, hvilket resulterer i nogenlunde konstante effektkarakteristika. Når der kræves konstant drejningsmoment ved høje hastigheder, er omhyggelig valg af motor- og inverterkapacitet afgørende.

Hvad er open-loop kontrol?

Når en hastighedsdetektor (PG) er installeret på motoren, og den faktiske hastighed føres tilbage til styreenheden for regulering, kaldes det "lukket sløjfe"-styring. Drift uden PG-feedback kaldes "open-loop"-styring. Invertere til generelle formål bruger typisk open-loop kontrol, selvom nogle modeller tilbyder PG-feedback som en mulighed. Hastighedssensorløs lukket sløjfekontrol estimerer den faktiske motorhastighed baseret på en matematisk model af flux, der effektivt danner et lukket sløjfe-kontrolsystem med en virtuel hastighedssensor.

Hvad sker der, når der er uoverensstemmelse mellem faktiske og indstillede hastigheder?

Ved åben sløjfestyring kan motorhastigheden variere inden for det nominelle slipområde (1 % til 5 %) under belastning, selvom omformeren udsender den indstillede frekvens. Til applikationer, der kræver højhastighedsreguleringsnøjagtighed og drift næsten indstillet til hastighed på trods af belastningsændringer, kan invertere med PG-feedback (tilgængelig som ekstraudstyr) anvendes.

Kan hastighedsnøjagtigheden forbedres ved hjælp af en motor med PG-feedback?

Invertere med PG-feedback giver forbedret hastighedsnøjagtighed. Den faktiske hastighedsnøjagtighed afhænger dog af PG'ens præcision og inverterens udgangsfrekvensopløsning.

Hvad er anti-stall-funktionen?

Hvis den indstillede accelerationstid er for kort, kan inverterens udgangsfrekvens ændre sig meget hurtigere end motorens hastighed (elektrisk vinkelfrekvens), hvilket forårsager overstrøm og udløsning af inverteren, hvilket standser driften. Dette kaldes stalling. For at forhindre standsning og opretholde motordrift overvåger inverteren strøm og justerer frekvensen. Hvis strømmen bliver for høj under acceleration, reduceres accelerationshastigheden. Det samme gælder for deceleration. Tilsammen udgør disse mekanismer anti-stall-funktionen.

Hvad er betydningen af invertere, der tillader separate indstillinger for accelerations- og decelerationstider kontradem, der bruger en fælles indstilling?

Invertere, der tillader separate accelerations- og decelerationstidsindstillinger, er velegnede til applikationer, der kræver kort acceleration og gradvis deceleration, eller til små værktøjsmaskiner med strenge produktionsrytmekrav. I modsætning hertil er en fælles indstilling for accelerations- og decelerationstider passende til applikationer som ventilatordrev, hvor accelerations- og decelerationstider er lange.

Hvad er regenerativ bremsning?

Når kommandofrekvensen reduceres under motordrift, går motoren over til asynkron generatortilstand og fungerer som en bremse. Denne proces er kendt som regenerativ (elektrisk) bremsning.

Kan der opnås større bremsekraft?

Energi regenereret fra motoren lagres i inverterens filterkondensator. På grund af kondensatorens kapacitets- og spændingsgrænser er den regenererende bremsekraft i vekselrettere til generelle formål ca. 10 % til 20 % af det nominelle drejningsmoment. Med valgfrie bremseenheder kan dette øges til 50 % til 100 %.

Hvilke beskyttende funktioner har en inverter?

Beskyttelsesfunktioner kan kategoriseres som følger:

(1) Automatisk korrigering af unormale forhold, såsom forebyggelse af overstrømsstop og regenerativ overspændingsforhindring.

(2) Blokering af PWM-kontrolsignaler til at forsyne halvledere ved detektering af abnormiteter, hvilket får motoren til at stoppe automatisk. Eksempler omfatter overstrømsnedlukning, regenerativ overspændingsnedlukning, beskyttelse mod overophedning af halvlederkøleventilator og øjeblikkelig strømafbrydelsesbeskyttelse.

Hvorfor aktiveres inverterens beskyttelsesfunktion ved brug af en kobling til kontinuerlig belastning?

Når en kobling forbinder belastningen, skifter motoren hurtigt fra ubelastet til et område med høj slip. Den resulterende høje strøm får inverteren til at trippe på grund af overstrøm, hvilket standser driften.

Hvorfor stopper inverteren under drift, når store motorer starter i samme anlæg?

Under motorstart svarer startstrømmen til motorens kapacitet, hvilket forårsager spændingsfald på transformatorens statorside. For store motorer kan dette spændingsfald påvirke andet udstyr, der er tilsluttet den samme transformer, markant. Inverteren kan misfortolke dette som underspænding eller øjeblikkeligt strømtab, hvilket udløser dens beskyttende funktion (IPE) og får den til at stoppe.

Hvad er inverteropløsning, og hvorfor er den vigtig?

For digitalt styrede invertere, selvom frekvenskommandoen er et analogt signal, leveres udgangsfrekvensen i diskrete trin. Den mindste enhed af disse trin kaldes inverteropløsning. Typisk varierer inverterens opløsning fra 0,015 Hz til 0,5 Hz. For eksempel kan frekvenser over 23Hz med en opløsning på 0,5 Hz justeres til 23,5 Hz eller 24,0 Hz, hvilket resulterer i trinmotordrift. Dette kan være problematisk for applikationer som kontinuerlig viklingskontrol. I sådanne tilfælde sikrer en opløsning på omkring 0,015 Hz, at for en firepolet motor svarer hvert trin til mindre end 1 r/min, hvilket giver tilstrækkelig tilpasningsevne. Nogle invertermodeller skelner mellem kommandoopløsning og outputopløsning.

Er der nogen begrænsninger for installationsretningen for en inverter?

Inverterdesign tager højde for køleeffektivitet for interne komponenter og bagsiden. Enhedens orientering er afgørende for ventilationen. For panelmonterede eller vægmonterede invertere af enhedstypen anbefales lodret installation i langsgående position.

Er det muligt at tilslutte en motor direkte til en fastfrekvensomformer uden at bruge en softstarter?

Ved meget lave frekvenser er dette muligt. Men hvis den indstillede frekvens er høj, ligner forholdene direkte online startende med forsyningsfrekvensstrøm. Dette kan resultere i for store startstrømme (seks til syv gange den nominelle strøm), og da inverteren vil trippe for at beskytte mod overstrøm, vil motoren ikke starte.

Hvilke forholdsregler skal der tages ved drift af en motor over 60Hz?

Når du arbejder over 60Hz, skal du overveje følgende:

(1) Sørg for, at mekanisk og relateret udstyr kan modstå drift ved sådanne hastigheder (mekanisk styrke, støj, vibrationer osv.).

(2) Motoren går ind i det konstante effektudgangsområde, og dens udgangsmoment skal opretholde arbejdsbelastningen (for ventilatorer og pumper stiger akseludgangseffekten med hastigheden, så selv små hastighedsstigninger kræver opmærksomhed).

(3) Lejelevetiden kan blive påvirket og bør overvejes nøje.

(4) For motorer med mellem til stor kapacitet, især to-polede motorer, skal du rådføre dig med producenten, før de betjenes over 60 Hz.

Kan invertere drive gearmotorer?

Afhængigt af reduktionens struktur og smøremetode er der flere overvejelser. Typisk kan gearstrukturer maksimalt tolerere 70~80Hz. Med oliesmøring kan kontinuerlig drift med lav hastighed beskadige gearene.

Kan invertere drive enfasede motorer? Kan de fungere på enfaset strøm?

Generelt er det ikke muligt. For enfasede motorer med hastighedsregulatorer eller switch-start-mekanismer kan en reduktion af hastigheden under driftspunktet overophede hjælpeviklingen. For kondensator-start eller kondensator-run typer kan kondensator eksplosion forekomme. Invertere kræver typisk en trefaset strømforsyning, selvom nogle modeller med lille kapacitet kan fungere på enfaset strøm.

Hvor meget strøm bruger en inverter selv?

Strømforbruget afhænger af inverterens model, driftstilstand og brugsfrekvens. Det er svært at angive nøjagtige værdier. Inverterens effektivitet under 60Hz er dog cirka 94% til 96%, hvilket kan bruges til at estimere tab. For invertere med indbygget regenerativ bremsning (f.eks. FR-K-serien) øges strømforbruget i betragtning af bremsetab, hvilket er en faktor at bemærke i kontrolpaneldesignet.

Hvorfor kan kontinuerlig drift ikke forekomme over hele 6~60Hz-området?

De fleste motorer bruger eksterne ventilatorer på akslen eller blade på rotorenderingen til afkøling. Reduceret hastighed mindsker køleeffektiviteten, hvilket forhindrer motoren i at udholde den samme varmeudvikling som ved høje hastigheder. For at imødegå dette skal du reducere belastningsmomentet ved lav hastighed, bruge en kombination af inverter og motor med større kapacitet eller bruge en specialiseret motor.

Hvilke forholdsregler skal tages ved brug af en motor med bremse?

Bremsemagnetiseringskredsløbet skal forsynes fra inverterens inputside. Hvis bremsen aktiveres, mens inverteren udsender strøm, kan overstrøm forårsage nedlukning. Sørg derfor for, at bremsen først aktiveres, efter at inverteren er holdt op med at levere strøm.

Hvorfor starter motoren ikke, når man bruger en inverter til at drive en motor med kondensatorer til forbedring af effektfaktoren?

Inverterstrømmen løber ind i kondensatorerne til forbedring af effektfaktoren. Ladestrømmen kan udløse overstrøm (OCT) i inverteren, hvilket forhindrer opstart. For at løse dette skal du fjerne kondensatorerne og betjene motoren. For at øge effektfaktoren er det effektivt at installere en AC-reaktor på inverterens inputside.

Hvad er levetiden for en inverter?

Selvom invertere er statiske enheder, indeholder de forbrugskomponenter som filterkondensatorer og køleventilatorer. Med regelmæssig vedligeholdelse af disse dele kan en inverter holde over ti år.

Hvordan er køleventilatoren orienteret i en inverter, og hvad sker der, hvis den svigter?

Nogle invertere med lille kapacitet mangler køleventilatorer. For modeller med ventilatorer er luftstrømmen typisk fra bund til top. Når du installerer en inverter, skal du undgå at placere udstyr, der blokerer for luftindtag og udblæsning over og under enheden. Placer ikke varmefølsomme komponenter over inverteren. Ventilatorfejl er beskyttet mod ved at detektere ventilatorstop eller overophedning af køleventilatoren.

Hvordan kan levetiden for filterkondensatorer bestemmes?

Filterkondensatorer, der bruges som kondensatorer, mister gradvist deres elektrostatiske kapacitet over tid. Mål regelmæssigt den elektrostatiske kapacitet, og overvej, at kondensatorens levetid er udløbet, når den når 85 % af den nominelle kapacitet.

Er der nogen begrænsninger for installationsretningen for en inverter?

Invertere er typisk anbragt i paneler. Fuldt lukkede paneler er dog omfangsrige, pladskrævende og dyre. Afværgeforanstaltninger omfatter:

(1) Design af paneler til den nødvendige køling af faktisk udstyr.

(2) Forøgelse af køleområdet ved hjælp af aluminiumskøleplader, finner og kølemidler.

(3) Brug af varmerør.

Derudover er der udviklet invertermodeller med synlige bagsider.

Hvordan skal inverterkapaciteten vælges for at øge transportbåndets hastighed til 80Hz?

Strømforbrug for transportbånd er proportional med hastigheden. For at fungere ved 80Hz bør både inverter- og motoreffekt øges proportionalt til 80Hz/50Hz, dvs. en kapacitetsforøgelse på 60%.

Forholdsregler under vedligeholdelse og inspektion:

(1) Efter afbrydelse af indgangsstrømmen skal du vente mindst 5 minutter, før du påbegynder inspektion (sørg for, at ladeindikatorens LED er slukket) for at undgå elektrisk stød.

(2) Vedligeholdelse, inspektion og udskiftning af komponenter skal udføres af kvalificeret personale. Fjern alle metalgenstande (ure, armbånd osv.), før arbejdet påbegyndes, og brug isoleret værktøj.

(3) Modificer ikke inverteren vilkårligt for at forhindre elektrisk stød og produktskade.

(4) Bekræft indgangsspændingen før servicering af inverteren. Tilslutning af en 380V strømforsyning til en 220V-klasse inverter kan forårsage skade (kondensator, varistor, moduleksplosion osv.).

Invertere, der primært består af halvlederelementer, kræver daglig inspektion for at beskytte mod ugunstige arbejdsmiljøer, såsom temperatur, luftfugtighed, støv og vibrationer, og for at forhindre fejl, der opstår som følge af begrænsninger i komponenternes levetid.

Inspektionsartikler:

(1) Daglig inspektion: Bekræft, at inverteren fungerer efter behov. Brug et voltmeter til at kontrollere indgangs- og udgangsspændinger, mens inverteren kører.

(2) Periodisk inspektion: Undersøg alle områder, der kun er tilgængelige, når inverteren er slukket.

(3) Udskiftning af komponenter: Komponentens levetid er meget påvirket af installationsforholdene.