Menguasai 35 konsep penyongsang ini boleh meningkatkan kepakaran anda ke tahap yang mengagumkan!

Menguasai 35 konsep penyongsang ini boleh meningkatkan kepakaran anda ke tahap yang mengagumkan! 

Istilah VFD (Variable-frequency Drive) untuk penyongsang mencerminkan fungsinya mengawal motor AC dengan melaraskan frekuensi dan amplitud bekalan kuasa. Di Asia, terutamanya di China dan Korea Selatan, istilah VVVF (Variable Voltage Variable Frequency Inverter) telah digunakan kerana pengaruh Jepun. VVVF bermaksud Voltan Boleh Ubah dan Frekuensi Boleh Ubah, merujuk kepada pelarasan kedua-dua voltan dan frekuensi, manakala CVCF (Voltan Malar dan Frekuensi Malar) menunjukkan voltan dan frekuensi tetap.

Sumber kuasa dikategorikan kepada AC dan DC. Kebanyakan kuasa DC diperoleh daripada AC melalui transformasi, pembetulan dan penapisan. Kuasa AC membentuk kira-kira 95% daripada semua penggunaan kuasa, dengan kuasa AC fasa tunggal dan tiga fasa mengikut piawaian voltan dan frekuensi tertentu di negara yang berbeza. Sebagai contoh, di tanah besar China, AC fasa tunggal ialah 220V dan AC tiga fasa ialah 380V, kedua-duanya pada 50Hz. Penyongsang menukarkan voltan tetap dan kuasa frekuensi AC kepada voltan berubah atau kuasa AC frekuensi. Proses ini melibatkan membetulkan AC kepada DC dan kemudian menyongsangkan DC kembali kepada AC, dengan proses yang kedua secara khusus dipanggil "penyongsangan." Peranti yang menukarkan DC kepada frekuensi tetap dan voltan AC dipanggil penyongsang, manakala peranti yang membenarkan frekuensi dan voltan boleh laras dirujuk sebagai pemacu frekuensi berubah-ubah.

Inverter mengeluarkan gelombang sinus simulasi, terutamanya digunakan untuk kawalan kelajuan motor tak segerak tiga fasa, dan juga dikenali sebagai pengawal kelajuan frekuensi berubah-ubah. Untuk aplikasi yang memerlukan bentuk gelombang berkualiti tinggi, seperti peralatan ujian dalam instrumentasi, bentuk gelombang diperhalusi untuk menghasilkan gelombang sinus standard, dan peranti sedemikian dipanggil bekalan kuasa frekuensi berubah-ubah. Bekalan kuasa frekuensi boleh ubah biasanya 15 hingga 20 kali lebih mahal daripada pemacu frekuensi berubah. Komponen teras yang bertanggungjawab untuk menjana voltan atau kekerapan boleh ubah dalam peralatan penyongsang ialah "penyongsang," oleh itu produk itu dinamakan "penyongsang." Penyongsang juga digunakan dalam peralatan rumah, seperti penghawa dingin dan lampu pendarfluor. Dalam aplikasi kawalan motor, penyongsang boleh melaraskan kedua-dua voltan dan frekuensi, manakala yang digunakan untuk lampu pendarfluor terutamanya mengawal frekuensi bekalan kuasa. Peranti dalam kereta yang menukar kuasa bateri (DC) kepada AC juga dijual di bawah nama "inverter." Prinsip kerja penyongsang digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang, seperti bekalan kuasa komputer, di mana penyongsang menekan voltan songsang, turun naik frekuensi, dan gangguan kuasa serta-merta.

Apakah penyongsang?

Penyongsang ialah peranti yang menukar kuasa frekuensi utiliti kepada frekuensi lain menggunakan tindakan pensuisan peranti semikonduktor kuasa. Ia terdiri daripada dua litar utama: litar utama (modul penerus, kapasitor elektrolitik, dan modul penyongsang) dan litar kawalan (papan bekalan kuasa suis dan papan litar kawalan). CPU dipasang pada papan litar kawalan, dengan perisian operasi penyongsang diprogramkan ke dalam CPU. Perisian untuk model penyongsang yang sama biasanya tetap, kecuali penyongsang Sanjing, yang perisiannya boleh dilaraskan berdasarkan keperluan penggunaan.

Apakah perbezaan antara PWM dan PAM?

PWM (Pulse Width Modulation) melaraskan lebar denyutan dalam kereta api denyut mengikut corak tertentu untuk mengawal output dan bentuk gelombang. PAM (Pulse Amplitude Modulation) melaraskan amplitud denyutan dalam kereta api denyut untuk mengawal output dan bentuk gelombang.

Apakah perbezaan antara penyongsang jenis voltan dan jenis arus?

Litar utama penyongsang boleh dibahagikan secara meluas kepada dua jenis: penyongsang jenis voltan menukar sumber voltan DC kepada AC menggunakan kapasitor untuk penapisan litar DC, manakala penyongsang jenis arus menukar sumber arus DC kepada AC menggunakan induktor untuk penapisan litar DC.

Mengapakah voltan dan kekerapan penyongsang berubah secara berkadar?

Tork motor aruhan dihasilkan oleh interaksi antara fluks magnet dan arus pemutar. Pada frekuensi terkadar, jika voltan malar dan kekerapan dikurangkan, fluks magnet boleh menjadi berlebihan, membawa kepada ketepuan litar magnetik dan potensi kerosakan motor. Oleh itu, voltan dan frekuensi mesti berubah secara berkadar. Kaedah kawalan ini biasanya digunakan dalam penyongsang penjimatan tenaga untuk kipas dan pam.

Apabila motor aruhan didorong oleh kuasa frekuensi utiliti dan penurunan voltan, arus meningkat. Bagi motor pacuan penyongsang, jika voltan berkurangan apabila frekuensi berkurangan, adakah arus meningkat?

Apabila frekuensi berkurangan (kelajuan rendah), arus meningkat untuk mengekalkan output kuasa yang sama. Walau bagaimanapun, dalam keadaan tork yang malar, arus kekal agak stabil.

Apakah arus permulaan dan tork apabila mengendalikan motor dengan penyongsang?

Dengan penyongsang, apabila motor memecut, frekuensi dan voltan turut meningkat, mengehadkan arus permulaan kepada di bawah 150% daripada arus undian (125% hingga 200% bergantung pada model). Terus dalam talian bermula dengan kuasa frekuensi utiliti menghasilkan arus permulaan enam hingga tujuh kali ganda arus undian, menyebabkan tekanan mekanikal dan elektrik. Motor pacuan penyongsang bermula dengan lancar (dengan masa permulaan yang dilanjutkan), dengan arus permulaan pada 1.2 hingga 1.5 kali arus terkadar dan tork permulaan pada 70% hingga 120% tork terkadar. Untuk penyongsang dengan rangsangan tork automatik, tork permulaan melebihi 100%, membolehkan beban penuh bermula.

Apakah mod V/f?

Apabila frekuensi berkurangan, voltan V juga menurun secara berkadar. Hubungan berkadar antara V dan f ditentukan berdasarkan ciri motor dan biasanya disimpan dalam ingatan pengawal (ROM). Beberapa ciri boleh dipilih melalui suis atau potensiometer.

Bagaimanakah tork motor berubah apabila V dan f dilaraskan secara berkadar?

Jika voltan dikurangkan secara berkadar dengan frekuensi, kecenderungan untuk tork berkurangan pada kelajuan rendah timbul disebabkan oleh pengurangan impedans AC dan rintangan DC yang tidak berubah. Untuk mengimbangi dan mencapai tork permulaan yang mencukupi pada frekuensi rendah, voltan keluaran mesti dinaikkan sedikit. Pampasan ini, yang dikenali sebagai rangsangan tork, boleh dicapai melalui pelbagai kaedah, termasuk pelarasan automatik, pemilihan mod V/f, atau tetapan potensiometer.

Jika manual menyatakan julat kelajuan 60~6Hz (10:1), adakah ini bermakna tiada output kuasa di bawah 6Hz?

Kuasa masih boleh dikeluarkan di bawah 6Hz. Walau bagaimanapun, mempertimbangkan kenaikan suhu motor dan tork permulaan, kekerapan operasi minimum ditetapkan sekitar 6Hz untuk mengelakkan pemanasan yang berlebihan sambil mengekalkan output tork terkadar. Kekerapan keluaran sebenar (frekuensi permulaan) penyongsang berbeza mengikut model, biasanya antara 0.5Hz hingga 3Hz.

Adakah mungkin untuk mengekalkan tork malar dengan kombinasi motor standard melebihi 60Hz?

Secara amnya, ia tidak mungkin. Di atas 60Hz (atau 50Hz dalam beberapa mod), voltan kekal malar, menghasilkan ciri kuasa yang kira-kira malar. Apabila tork berterusan diperlukan pada kelajuan tinggi, pemilihan kapasiti motor dan penyongsang yang teliti adalah penting.

Apakah kawalan gelung terbuka?

Apabila pengesan kelajuan (PG) dipasang pada motor dan kelajuan sebenar disalurkan semula ke peranti kawalan untuk dikawal, ia dipanggil kawalan "gelung tertutup". Operasi tanpa maklum balas PG dipanggil kawalan "gelung terbuka". Penyongsang tujuan am biasanya menggunakan kawalan gelung terbuka, walaupun sesetengah model menawarkan maklum balas PG sebagai pilihan. Kawalan gelung tertutup tanpa sensor kelajuan menganggarkan kelajuan motor sebenar berdasarkan model matematik fluks, dengan berkesan membentuk sistem kawalan gelung tertutup dengan sensor kelajuan maya.

Apakah yang berlaku apabila terdapat percanggahan antara kelajuan sebenar dan yang ditetapkan?

Dalam kawalan gelung terbuka, walaupun penyongsang mengeluarkan frekuensi yang ditetapkan, kelajuan motor mungkin berbeza dalam julat gelinciran undian (1% hingga 5%) di bawah beban. Untuk aplikasi yang memerlukan ketepatan peraturan kelajuan tinggi dan operasi kelajuan hampir ditetapkan walaupun terdapat perubahan beban, penyongsang dengan maklum balas PG (tersedia sebagai pilihan) boleh digunakan.

Bolehkah ketepatan kelajuan dipertingkatkan menggunakan motor dengan maklum balas PG?

Penyongsang dengan maklum balas PG menawarkan ketepatan kelajuan yang dipertingkatkan. Walau bagaimanapun, ketepatan kelajuan sebenar bergantung pada ketepatan PG dan resolusi frekuensi keluaran penyongsang.

Apakah fungsi anti gerai?

Jika masa pecutan yang ditetapkan terlalu singkat, frekuensi keluaran penyongsang mungkin berubah lebih cepat daripada kelajuan motor (frekuensi sudut elektrik), menyebabkan arus lebih dan penyongsang tersandung, yang menghentikan operasi. Ini dirujuk sebagai stalling. Untuk mengelakkan terhenti dan mengekalkan operasi motor, penyongsang memantau arus dan melaraskan frekuensi. Semasa pecutan, jika arus menjadi berlebihan, kadar pecutan dikurangkan. Perkara yang sama berlaku untuk nyahpecutan. Bersama-sama, mekanisme ini membentuk fungsi anti-gerai.

Apakah kepentingan penyongsang yang membenarkan tetapan berasingan untuk masa pecutan dan nyahpecutan berbandingmereka yang menggunakan tetapan biasa?

Penyongsang yang membenarkan tetapan masa pecutan dan nyahpecutan berasingan sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pecutan ringkas dan nyahpecutan beransur-ansur, atau untuk alatan mesin kecil dengan keperluan irama pengeluaran yang ketat. Sebaliknya, untuk aplikasi seperti pemacu kipas yang masa pecutan dan nyahpecutan kedua-duanya panjang, tetapan biasa untuk masa pecutan dan nyahpecutan adalah sesuai.

Apakah brek regeneratif?

Apabila kekerapan arahan dikurangkan semasa operasi motor, motor beralih kepada mod penjana tak segerak dan berfungsi sebagai brek. Proses ini dikenali sebagai brek regeneratif (elektrik).

Bolehkah daya brek yang lebih besar dicapai?

Tenaga yang dijana semula daripada motor disimpan dalam kapasitor penapis penyongsang. Disebabkan oleh kapasiti kapasitor dan had penarafan voltan, daya brek penjanaan semula dalam penyongsang tujuan umum adalah kira-kira 10% hingga 20% daripada tork yang dinilai. Dengan unit brek pilihan, ini boleh ditingkatkan kepada 50% hingga 100%.

Apakah fungsi perlindungan penyongsang?

Fungsi perlindungan boleh dikategorikan seperti berikut:

(1) Membetulkan keadaan abnormal secara automatik, seperti pencegahan gerai arus lebih dan pencegahan gerai voltan lampau regeneratif.

(2) Menyekat isyarat kawalan PWM untuk menggerakkan semikonduktor apabila mengesan keabnormalan, menyebabkan motor berhenti secara automatik. Contohnya termasuk penutupan arus lebih, penutupan voltan lampau penjanaan semula, perlindungan kepanasan kipas penyejuk semikonduktor dan perlindungan kegagalan kuasa serta-merta.

Mengapakah fungsi perlindungan penyongsang diaktifkan apabila menggunakan klac untuk beban berterusan?

Apabila klac menyambungkan beban, motor dengan pantas beralih daripada tanpa beban ke kawasan gelinciran tinggi. Arus tinggi yang terhasil menyebabkan penyongsang tersandung akibat arus lebih, operasi terhenti.

Mengapakah penyongsang berhenti semasa operasi apabila motor besar dimulakan di kemudahan yang sama?

Semasa permulaan motor, arus masuk sepadan dengan kapasiti motor, menyebabkan penurunan voltan pada bahagian stator pengubah. Untuk motor besar, penurunan voltan ini boleh menjejaskan peralatan lain yang disambungkan kepada pengubah yang sama dengan ketara. Penyongsang mungkin salah tafsir ini sebagai undervoltage atau kehilangan kuasa serta-merta, mencetuskan fungsi pelindungnya (IPE) dan menyebabkannya berhenti.

Apakah resolusi penyongsang dan mengapa ia penting?

Untuk penyongsang yang dikawal secara digital, walaupun arahan frekuensi adalah isyarat analog, frekuensi output disediakan dalam langkah-langkah diskret. Unit terkecil dari langkah-langkah ini dipanggil resolusi penyongsang. Biasanya, resolusi penyongsang berjulat dari 0.015Hz hingga 0.5Hz. Sebagai contoh, dengan resolusi 0.5Hz, frekuensi melebihi 23Hz boleh dilaraskan kepada 23.5Hz atau 24.0Hz, menghasilkan operasi motor berperingkat. Ini boleh menjadi masalah untuk aplikasi seperti kawalan penggulungan berterusan. Dalam kes sedemikian, resolusi sekitar 0.015Hz memastikan bahawa untuk motor empat kutub, setiap langkah sepadan dengan kurang daripada 1r/min, memberikan kebolehsuaian yang mencukupi. Sesetengah model penyongsang membezakan antara resolusi arahan dan resolusi output.

Adakah terdapat sebarang sekatan pada arah pemasangan penyongsang?

Reka bentuk penyongsang mempertimbangkan keberkesanan penyejukan untuk komponen dalaman dan bahagian belakang. Orientasi unit adalah penting untuk pengudaraan. Untuk penyongsang jenis unit yang dipasang pada panel atau dinding, pemasangan menegak dalam kedudukan membujur disyorkan.

Adakah boleh untuk menyambungkan motor secara terus kepada penyongsang frekuensi tetap tanpa menggunakan pemula lembut?

Pada frekuensi yang sangat rendah, ini boleh dilakukan. Walau bagaimanapun, jika kekerapan yang ditetapkan adalah tinggi, keadaan menyerupai terus dalam talian bermula dengan kuasa frekuensi utiliti. Ini boleh mengakibatkan arus permulaan yang berlebihan (enam hingga tujuh kali arus undian), dan oleh kerana penyongsang akan tersandung untuk melindungi daripada arus lebih, motor akan gagal dihidupkan.

Apakah langkah berjaga-jaga yang perlu diambil semasa mengendalikan motor melebihi 60Hz?

Apabila beroperasi melebihi 60Hz, pertimbangkan perkara berikut:

(1) Pastikan peralatan mekanikal dan yang berkaitan boleh menahan operasi pada kelajuan sedemikian (kekuatan mekanikal, bunyi, getaran, dll.).

(2) Motor memasuki julat keluaran kuasa malar, dan tork keluarannya mesti mengekalkan beban kerja (untuk kipas dan pam, kuasa keluaran aci meningkat dengan kiub kelajuan, jadi walaupun peningkatan kelajuan yang sedikit memerlukan perhatian).

(3) Hayat galas mungkin terjejas dan harus dipertimbangkan dengan teliti.

(4) Untuk motor berkapasiti sederhana hingga besar, terutamanya motor dua kutub, berunding dengan pengilang sebelum beroperasi melebihi 60Hz.

Bolehkah penyongsang memacu motor gear?

Bergantung pada struktur pengurang dan kaedah pelinciran, beberapa pertimbangan dikenakan. Biasanya, struktur gear boleh bertolak ansur dengan maksimum 70~80Hz. Dengan pelinciran minyak, operasi berkelajuan rendah yang berterusan boleh merosakkan gear.

Bolehkah penyongsang memacu motor fasa tunggal? Bolehkah mereka beroperasi pada kuasa satu fasa?

Secara amnya, ia tidak boleh dilaksanakan. Untuk motor fasa tunggal dengan pengawal kelajuan atau mekanisme suis mula, mengurangkan kelajuan di bawah titik operasi boleh memanaskan belitan tambahan. Untuk jenis permulaan kapasitor atau jenis larian kapasitor, letupan kapasitor mungkin berlaku. Penyongsang biasanya memerlukan bekalan kuasa tiga fasa, walaupun beberapa model kapasiti kecil boleh beroperasi pada kuasa satu fasa.

Berapa banyak kuasa yang digunakan oleh penyongsang sendiri?

Penggunaan kuasa bergantung pada model penyongsang, keadaan operasi dan kekerapan penggunaan. Sukar untuk menentukan nilai yang tepat. Walau bagaimanapun, kecekapan penyongsang di bawah 60Hz adalah kira-kira 94% hingga 96%, yang boleh digunakan untuk menganggarkan kerugian. Untuk penyongsang dengan brek penjanaan semula terbina dalam (cth., siri FR-K), memandangkan kehilangan brek meningkatkan penggunaan kuasa, satu faktor yang perlu diberi perhatian dalam reka bentuk panel kawalan.

Mengapakah operasi berterusan tidak boleh berlaku merentasi keseluruhan julat 6~60Hz?

Kebanyakan motor menggunakan kipas luaran pada aci atau bilah pada gelang hujung rotor untuk penyejukan. Kelajuan yang dikurangkan mengurangkan keberkesanan penyejukan, menghalang motor daripada menahan penjanaan haba yang sama seperti pada kelajuan tinggi. Untuk mengatasinya, kurangkan tork beban berkelajuan rendah, gunakan penyongsang kapasiti yang lebih besar dan kombinasi motor, atau gunakan motor khusus.

Apakah langkah berjaga-jaga yang perlu diambil apabila menggunakan motor dengan brek?

Litar pengujaan brek hendaklah dikuasakan dari bahagian input penyongsang. Jika brek diaktifkan semasa penyongsang mengeluarkan kuasa, arus lebih boleh menyebabkan penutupan. Oleh itu, pastikan brek diaktifkan hanya selepas penyongsang telah berhenti mengeluarkan kuasa.

Mengapa motor tidak boleh dihidupkan apabila menggunakan penyongsang untuk memacu motor dengan kapasitor peningkatan faktor kuasa?

Arus penyongsang mengalir ke dalam kapasitor pembaikan faktor kuasa. Arus pengecasan boleh mencetuskan arus lebih (OCT) dalam penyongsang, menghalang permulaan. Untuk menyelesaikannya, keluarkan kapasitor dan kendalikan motor. Untuk meningkatkan faktor kuasa, memasang reaktor AC pada bahagian input penyongsang adalah berkesan.

Apakah jangka hayat penyongsang?

Walaupun penyongsang adalah peranti statik, ia mengandungi komponen boleh guna seperti kapasitor penapis dan kipas penyejuk. Dengan penyelenggaraan tetap bahagian-bahagian ini, penyongsang boleh bertahan lebih sepuluh tahun.

Bagaimanakah berorientasikan kipas penyejuk dalam penyongsang, dan apakah yang berlaku jika ia gagal?

Sesetengah penyongsang berkapasiti kecil kekurangan kipas penyejuk. Untuk model dengan kipas, aliran udara biasanya dari bawah ke atas. Semasa memasang penyongsang, elakkan meletakkan peralatan yang menghalang kemasukan udara dan ekzos di atas dan di bawah unit. Jangan letakkan komponen sensitif haba di atas penyongsang. Kegagalan kipas dilindungi daripada dengan mengesan kipas terhenti atau terlalu panas kipas penyejuk.

Bagaimanakah jangka hayat kapasitor penapis boleh ditentukan?

Kapasitor penapis, digunakan sebagai kapasitor, secara beransur-ansur kehilangan kapasiti elektrostatiknya dari semasa ke semasa. Ukur kapasiti elektrostatik secara kerap, dan pertimbangkan jangka hayat kapasitor tamat apabila ia mencapai 85% daripada kapasiti undian.

Adakah terdapat sebarang sekatan pada arah pemasangan penyongsang?

Penyongsang biasanya ditempatkan di dalam panel. Walau bagaimanapun, panel tertutup sepenuhnya adalah besar, memakan ruang dan mahal. Langkah-langkah mitigasi termasuk:

(1) Mereka bentuk panel untuk penyejukan peralatan sebenar yang diperlukan.

(2) Meningkatkan kawasan penyejukan menggunakan sink haba aluminium, sirip, dan agen penyejuk.

(3) Menggunakan paip haba.

Selain itu, model penyongsang dengan bahagian belakang terdedah telah dibangunkan.

Bagaimanakah kapasiti penyongsang harus dipilih untuk meningkatkan kelajuan tali pinggang penghantar kepada 80Hz?

Penggunaan kuasa tali pinggang penghantar adalah berkadar dengan kelajuan. Untuk beroperasi pada 80Hz, kedua-dua penyongsang dan kuasa motor hendaklah ditingkatkan secara berkadar kepada 80Hz/50Hz, iaitu peningkatan kapasiti sebanyak 60%.

Langkah berjaga-jaga semasa penyelenggaraan dan pemeriksaan:

(1) Selepas mematikan kuasa input, tunggu sekurang-kurangnya 5 minit sebelum memulakan pemeriksaan (pastikan LED penunjuk pengecasan telah padam) untuk mengelakkan kejutan elektrik.

(2) Penyelenggaraan, pemeriksaan, dan penggantian komponen mesti dilakukan oleh kakitangan yang berkelayakan. Tanggalkan semua barang logam (jam tangan, gelang, dsb.) sebelum memulakan kerja dan gunakan alat berpenebat.

(3) Jangan ubah suai penyongsang sewenang-wenangnya untuk mengelakkan kejutan elektrik dan kerosakan produk.

(4) Sebelum menservis penyongsang, sahkan voltan masukan. Menyambungkan bekalan kuasa 380V ke penyongsang kelas 220V boleh menyebabkan kerosakan (kapasitor, varistor, letupan modul, dll.).

Penyongsang, yang terdiri terutamanya daripada unsur semikonduktor, memerlukan pemeriksaan harian untuk melindungi daripada persekitaran kerja yang buruk, seperti suhu, kelembapan, habuk dan getaran, dan untuk mengelakkan kerosakan yang timbul daripada had jangka hayat komponen.

Item pemeriksaan:

(1) Pemeriksaan harian: Sahkan bahawa penyongsang beroperasi seperti yang diperlukan. Gunakan voltmeter untuk memeriksa voltan input dan output semasa penyongsang sedang berjalan.

(2) Pemeriksaan berkala: Periksa semua kawasan yang boleh diakses hanya apabila penyongsang dimatikan.

(3) Penggantian komponen: Jangka hayat komponen sangat dipengaruhi oleh keadaan pemasangan.