Door deze 35 omvormerconcepten onder de knie te krijgen, kunt u uw expertise naar een indrukwekkend niveau tillen!

Door deze 35 omvormerconcepten onder de knie te krijgen, kunt u uw expertise naar een indrukwekkend niveau tillen! 

De term VFD (Variable Frequency Drive) voor een omvormer weerspiegelt de functie ervan: het besturen van AC-motoren door de frequentie en amplitude van de voeding aan te passen. In Azië, vooral in China en Zuid-Korea, werd vanwege Japanse invloed de term VVVF (Variable Voltage Variable Frequency Inverter) gebruikt. VVVF staat voor Variable Voltage en Variable Frequency, verwijzend naar de aanpassing van zowel spanning als frequentie, terwijl CVCF (Constant Voltage and Constant Frequency) een vaste spanning en frequentie aangeeft.

Stroombronnen zijn onderverdeeld in AC en DC. Het meeste gelijkstroomvermogen wordt verkregen uit wisselstroom via transformatie, rectificatie en filtering. Wisselstroom vertegenwoordigt ongeveer 95% van al het stroomverbruik, waarbij enkelfasige en driefasige wisselstroom de specifieke spannings- en frequentienormen in verschillende landen volgen. Op het vasteland van China is eenfasige wisselstroom bijvoorbeeld 220 V en driefasige wisselstroom 380 V, beide bij 50 Hz. Een omvormer zet wisselstroom met vaste spanning en frequentie om in wisselstroom met variabele spanning of frequentie. Dit proces omvat het gelijkrichten van wisselstroom naar gelijkstroom en vervolgens het omkeren van gelijkstroom naar wisselstroom, waarbij dit laatste proces specifiek 'inversie' wordt genoemd. Apparaten die DC omzetten in vaste frequentie en AC-spanning worden omvormers genoemd, terwijl apparaten die instelbare frequentie en spanning mogelijk maken aandrijvingen met variabele frequentie worden genoemd.

Omvormers voeren gesimuleerde sinusgolven uit, voornamelijk gebruikt voor snelheidsregeling van driefasige asynchrone motoren, en staan ook bekend als snelheidsregelaars met variabele frequentie. Voor toepassingen die golfvormen van hoge kwaliteit vereisen, zoals het testen van apparatuur in instrumentatie, wordt de golfvorm verfijnd om een ​​standaard sinusgolf te produceren, en dergelijke apparaten worden voedingen met variabele frequentie genoemd. Voedingen met variabele frequentie zijn doorgaans 15 tot 20 keer duurder dan aandrijvingen met variabele frequentie. Het kernonderdeel dat verantwoordelijk is voor het genereren van variabele spanning of frequentie in inverterapparatuur is de ‘inverter’, vandaar dat het product ‘inverter’ wordt genoemd. Omvormers worden ook gebruikt in huishoudelijke apparaten, zoals airconditioners en TL-verlichting. In motorbesturingstoepassingen kunnen omvormers zowel de spanning als de frequentie aanpassen, terwijl omvormers die voor fluorescentielampen worden gebruikt voornamelijk de voedingsfrequentie regelen. Apparaten in auto's die batterijstroom (gelijkstroom) omzetten in wisselstroom worden ook verkocht onder de naam 'omvormer'. Het werkingsprincipe van omvormers wordt op grote schaal toegepast op verschillende gebieden, zoals computervoedingen, waar omvormers sperspanning, frequentieschommelingen en onmiddellijke stroomuitval onderdrukken.

Wat is een omvormer?

Een omvormer is een apparaat dat netfrequentievermogen omzet naar een andere frequentie met behulp van de schakelwerking van vermogenshalfgeleiderapparaten. Het bestaat uit twee hoofdcircuits: het hoofdcircuit (gelijkrichtermodule, elektrolytische condensator en invertermodule) en het stuurcircuit (schakelvoedingskaart en besturingsprintplaat). De CPU wordt op de besturingsprintplaat geïnstalleerd en de bedieningssoftware van de omvormer is in de CPU geprogrammeerd. De software voor hetzelfde omvormermodel is over het algemeen vast, behalve voor de Sanjing-omvormer, waarvan de software kan worden aangepast op basis van gebruiksvereisten.

Wat zijn de verschillen tussen PWM en PAM?

PWM (Pulse Breedte Modulatie) past de breedte van pulsen in een pulstrein aan volgens een specifiek patroon om de output en golfvorm te regelen. PAM (Pulse Amplitude Modulation) past de amplitude van pulsen in een pulstrein aan om de output en golfvorm te regelen.

Wat zijn de verschillen tussen spannings- en stroomtype-omvormers?

Het hoofdcircuit van een omvormer kan grofweg in twee typen worden verdeeld: spanningstype-omvormers zetten gelijkspanningsbronnen om naar AC met behulp van condensatoren voor DC-circuitfiltering, terwijl stroomtype-omvormers DC-stroombronnen omzetten in AC met behulp van inductoren voor DC-circuitfiltering.

Waarom veranderen de spanning en frequentie van een omvormer proportioneel?

Het koppel van een inductiemotor wordt geproduceerd door de interactie tussen magnetische flux en rotorstroom. Als bij de nominale frequentie de spanning constant is en de frequentie wordt verlaagd, kan de magnetische flux excessief worden, wat kan leiden tot verzadiging van het magnetische circuit en mogelijke motorschade. Daarom moeten spanning en frequentie proportioneel veranderen. Deze regelmethode wordt veel gebruikt in energiebesparende omvormers voor ventilatoren en pompen.

Wanneer een inductiemotor wordt aangedreven door netfrequentievermogen en de spanning daalt, neemt de stroom toe. Als bij invertergestuurde motoren de spanning afneemt als de frequentie afneemt, neemt de stroom dan toe?

Wanneer de frequentie afneemt (lage snelheid), neemt de stroom toe om hetzelfde uitgangsvermogen te behouden. Onder constante koppelomstandigheden blijft de stroom echter relatief stabiel.

Wat zijn de aanloopstroom en het koppel bij het gebruik van een motor met een inverter?

Met een omvormer worden, naarmate de motor accelereert, de frequentie en de spanning overeenkomstig verhoogd, waardoor de startstroom wordt beperkt tot minder dan 150% van de nominale stroom (125% tot 200%, afhankelijk van het model). Direct online starten met netfrequentievermogen resulteert in startstromen die zes tot zeven maal de nominale stroom bedragen, wat mechanische en elektrische spanning veroorzaakt. Door een inverter aangedreven motoren starten soepel (met verlengde starttijd), met een startstroom van 1,2 tot 1,5 maal de nominale stroom en een startkoppel van 70% tot 120% van het nominale koppel. Bij omvormers met automatische koppelboost bedraagt ​​het startkoppel meer dan 100%, waardoor starten bij volledige belasting mogelijk is.

Wat is de V/f-modus?

Wanneer de frequentie afneemt, neemt de spanning V ook proportioneel af. De proportionele relatie tussen V en f wordt bepaald op basis van motorkarakteristieken en wordt doorgaans opgeslagen in het geheugen (ROM) van de controller. Via schakelaars of potentiometers kunnen verschillende karakteristieken worden geselecteerd.

Hoe verandert het motorkoppel als V en f proportioneel worden aangepast?

Als de spanning evenredig met de frequentie wordt verlaagd, ontstaat de neiging om het koppel bij lage snelheden af te nemen als gevolg van een verminderde AC-impedantie en een onveranderde DC-weerstand. Om bij lage frequenties voldoende startkoppel te compenseren en te bereiken, moet de uitgangsspanning iets worden verhoogd. Deze compensatie, ook wel koppelboost genoemd, kan op verschillende manieren worden bereikt, waaronder automatische aanpassing, selectie van de V/f-modus of potentiometerinstellingen.

Als de handleiding een snelheidsbereik van 60~6 Hz (10:1) specificeert, betekent dit dan dat er geen uitgangsvermogen onder de 6 Hz is?

Onder de 6 Hz kan nog steeds stroom worden afgegeven. Rekening houdend met de stijging van de motortemperatuur en het startkoppel, wordt de minimale bedrijfsfrequentie echter rond de 6 Hz ingesteld om overmatige verhitting te voorkomen, terwijl het nominale uitgangskoppel behouden blijft. De werkelijke uitgangsfrequentie (startfrequentie) van de omvormer varieert per model en varieert doorgaans van 0,5 Hz tot 3 Hz.

Is het mogelijk om met een standaard motorcombinatie boven 60 Hz een constant koppel te behouden?

Over het algemeen is dit niet mogelijk. Boven 60 Hz (of 50 Hz in sommige modi) blijft de spanning constant, wat resulteert in ongeveer constante vermogenskarakteristieken. Wanneer een constant koppel vereist is bij hoge snelheden, is een zorgvuldige selectie van de motor- en invertercapaciteiten essentieel.

Wat is open-lusregeling?

Wanneer een snelheidsdetector (PG) op de motor is geïnstalleerd en de werkelijke snelheid wordt teruggekoppeld naar het regelapparaat voor regeling, wordt dit "closed-loop" -regeling genoemd. Werking zonder PG-feedback wordt "open-loop" -regeling genoemd. Omvormers voor algemeen gebruik maken doorgaans gebruik van open-lusregeling, hoewel sommige modellen PG-feedback als optie bieden. Snelheidssensorloze regeling met gesloten lus schat de werkelijke motorsnelheid op basis van een wiskundig fluxmodel, waardoor in feite een regelsysteem met gesloten lus wordt gevormd met een virtuele snelheidssensor.

Wat gebeurt er als er een verschil is tussen de werkelijke en de ingestelde snelheid?

Bij open-lusregeling kan de motorsnelheid, zelfs als de omvormer de ingestelde frequentie uitvoert, variëren binnen het nominale slipbereik (1% tot 5%) onder belasting. Voor toepassingen die een hoge nauwkeurigheid van de snelheidsregeling en werking op bijna ingestelde snelheid vereisen, ondanks veranderingen in de belasting, kunnen omvormers met PG-feedback (beschikbaar als optie) worden gebruikt.

Kan de snelheidsnauwkeurigheid worden verbeterd met behulp van een motor met PG-feedback?

Omvormers met PG-feedback bieden verbeterde snelheidsnauwkeurigheid. De werkelijke snelheidsnauwkeurigheid hangt echter af van de precisie van de PG en de uitgangsfrequentieresolutie van de omvormer.

Wat is de anti-stall-functie?

Als de ingestelde acceleratietijd te kort is, kan de uitgangsfrequentie van de omvormer veel sneller veranderen dan het toerental van de motor (elektrische hoekfrequentie), wat overstroom veroorzaakt en de omvormer uitschakelt, waardoor de werking stopt. Dit wordt stilstand genoemd. Om afslaan te voorkomen en de werking van de motor te behouden, bewaakt de omvormer de stroom en past hij de frequentie aan. Als tijdens het accelereren de stroom excessief wordt, wordt de acceleratiesnelheid verlaagd. Hetzelfde geldt voor vertraging. Samen vormen deze mechanismen de anti-stall-functie.

Wat is de betekenis van omvormers die afzonderlijke instellingen voor acceleratie- en deceleratietijden mogelijk maken?degenen die een gemeenschappelijke instelling gebruiken?

Omvormers die afzonderlijke acceleratie- en deceleratietijdinstellingen mogelijk maken, zijn geschikt voor toepassingen die een korte acceleratie en geleidelijke vertraging vereisen, of voor kleine werktuigmachines met strikte eisen aan het productieritme. Voor toepassingen zoals ventilatoraandrijvingen waarbij de acceleratie- en deceleratietijden beide lang zijn, is een gemeenschappelijke instelling voor acceleratie- en deceleratietijden daarentegen geschikt.

Wat is regeneratief remmen?

Wanneer de commandofrequentie tijdens motorbedrijf wordt verlaagd, gaat de motor over naar de asynchrone generatormodus en functioneert als rem. Dit proces staat bekend als regeneratief (elektrisch) remmen.

Kan een grotere remkracht worden bereikt?

De door de motor teruggewonnen energie wordt opgeslagen in de filtercondensator van de omvormer. Vanwege de capaciteits- en spanningsbeperkingen van de condensator bedraagt ​​de regeneratieve remkracht bij universele omvormers ongeveer 10% tot 20% van het nominale koppel. Met optionele remeenheden kan dit worden verhoogd tot 50% tot 100%.

Wat zijn de beschermende functies van een omvormer?

Beveiligingsfuncties kunnen als volgt worden gecategoriseerd:

(1) Automatische correctie van abnormale omstandigheden, zoals preventie van overstroomblokkering en regeneratieve preventie van overspanningsblokkering.

(2) Het blokkeren van PWM-besturingssignalen om halfgeleiders van stroom te voorzien bij het detecteren van afwijkingen, waardoor de motor automatisch stopt. Voorbeelden zijn onder meer uitschakeling door overstroom, regeneratieve uitschakeling door overspanning, bescherming tegen oververhitting van halfgeleiderkoelventilatoren en bescherming tegen onmiddellijke stroomuitval.

Waarom wordt de beveiligingsfunctie van de omvormer geactiveerd bij gebruik van een koppeling voor continue belasting?

Wanneer een koppeling de belasting verbindt, gaat de motor snel over van nullast naar een gebied met hoge slip. De resulterende hoge stroom zorgt ervoor dat de omvormer uitschakelt vanwege overstroom, waardoor de werking wordt stopgezet.

Waarom stopt de omvormer tijdens bedrijf als grote motoren in dezelfde faciliteit starten?

Tijdens het opstarten van de motor komt de inschakelstroom overeen met de capaciteit van de motor, waardoor een spanningsval aan de statorzijde van de transformator ontstaat. Bij grote motoren kan deze spanningsval aanzienlijke gevolgen hebben voor andere apparatuur die op dezelfde transformator is aangesloten. De omvormer kan dit verkeerd interpreteren als onderspanning of onmiddellijk stroomverlies, waardoor de beschermende functie (IPE) wordt geactiveerd en de omvormer stopt.

Wat is omvormerresolutie en waarom is dit belangrijk?

Bij digitaal bestuurde omvormers wordt de uitgangsfrequentie, zelfs als het frequentiecommando een analoog signaal is, in discrete stappen gegeven. De kleinste eenheid van deze stappen wordt de omvormerresolutie genoemd. Normaal gesproken varieert de resolutie van de omvormer van 0,015 Hz tot 0,5 Hz. Met een resolutie van 0,5 Hz kunnen frequenties boven de 23 Hz bijvoorbeeld worden aangepast naar 23,5 Hz of 24,0 Hz, wat resulteert in een stappenmotorwerking. Dit kan problematisch zijn voor toepassingen zoals continue wikkelcontrole. In dergelijke gevallen zorgt een resolutie van ongeveer 0,015 Hz ervoor dat voor een vierpolige motor elke stap overeenkomt met minder dan 1 tpm, wat voldoende aanpassingsvermogen biedt. Sommige omvormermodellen maken onderscheid tussen opdrachtresolutie en uitgangsresolutie.

Zijn er beperkingen op de installatierichting van een omvormer?

Bij het ontwerp van de omvormer wordt rekening gehouden met de effectiviteit van de koeling van de interne componenten en de achterkant. De oriëntatie van de unit is cruciaal voor de ventilatie. Voor op een paneel of aan de muur gemonteerde omvormers wordt verticale installatie in de lengterichting aanbevolen.

Is het haalbaar om een motor rechtstreeks op een frequentieomvormer aan te sluiten zonder gebruik te maken van een softstarter?

Bij zeer lage frequenties is dit mogelijk. Als de ingestelde frequentie echter hoog is, lijken de omstandigheden op direct online, te beginnen met netfrequentievermogen. Dit kan resulteren in excessieve startstromen (zes tot zeven keer de nominale stroom), en aangezien de omvormer uitschakelt ter bescherming tegen overstroom, zal de motor niet starten.

Welke voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij het gebruik van een motor boven 60 Hz?

Houd bij gebruik boven 60 Hz rekening met het volgende:

(1) Zorg ervoor dat mechanische en aanverwante apparatuur bestand is tegen gebruik bij dergelijke snelheden (mechanische sterkte, geluid, trillingen, enz.).

(2) De motor komt in het bereik met constant uitgangsvermogen en het uitgangskoppel moet de werklast ondersteunen (voor ventilatoren en pompen neemt het uitgangsvermogen van de as toe met de derde macht van de snelheid, dus zelfs kleine snelheidsverhogingen vereisen aandacht).

(3) De levensduur van de lagers kan worden beïnvloed en moet zorgvuldig worden overwogen.

(4) Voor motoren met gemiddelde tot grote capaciteit, vooral tweepolige motoren, dient u de fabrikant te raadplegen voordat u boven 60 Hz gaat werken.

Kunnen omvormers tandwielmotoren aandrijven?

Afhankelijk van de structuur van het verloopstuk en de smeermethode zijn er verschillende overwegingen van toepassing. Normaal gesproken kunnen tandwielconstructies maximaal 70 ~ 80 Hz verdragen. Bij oliesmering kan continu werken met lage snelheid de tandwielen beschadigen.

Kunnen omvormers eenfasemotoren aandrijven? Kunnen ze werken op eenfasige stroom?

Over het algemeen is het niet haalbaar. Bij eenfasige motoren met snelheidsregelaars of startschakelaars kan het verlagen van het toerental tot onder het bedrijfspunt de hulpwikkeling oververhitten. Bij typen met condensatorstart of condensatorrun kan een condensatorexplosie optreden. Omvormers hebben doorgaans een driefasige stroomvoorziening nodig, hoewel sommige modellen met een kleine capaciteit op eenfasige stroom kunnen werken.

Hoeveel stroom verbruikt een omvormer zelf?

Het stroomverbruik is afhankelijk van het omvormermodel, de bedrijfsstatus en de gebruiksfrequentie. Het is moeilijk om exacte waarden te specificeren. Het rendement van de omvormer onder 60 Hz is echter ongeveer 94% tot 96%, wat kan worden gebruikt om verliezen te schatten. Bij omvormers met ingebouwd regeneratief remmen (bijv. FR-K-serie) verhoogt het rekening houden met remverliezen het energieverbruik, een factor waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerp van het bedieningspaneel.

Waarom kan er geen continu gebruik plaatsvinden over het gehele bereik van 6~60 Hz?

De meeste motoren gebruiken externe ventilatoren op de as of bladen op de rotoreindring voor koeling. Een lager toerental vermindert de effectiviteit van de koeling, waardoor wordt voorkomen dat de motor dezelfde warmteontwikkeling ondervindt als bij hoge snelheden. Om dit aan te pakken, verlaagt u het belastingskoppel bij lage snelheid, gebruikt u een combinatie van omvormer en motor met een grotere capaciteit, of gebruikt u een gespecialiseerde motor.

Welke voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij gebruik van een motor met rem?

Het rembekrachtigingscircuit moet worden gevoed vanaf de ingangszijde van de omvormer. Als de rem wordt geactiveerd terwijl de omvormer stroom levert, kan overstroom een ​​uitschakeling veroorzaken. Zorg er daarom voor dat de rem pas wordt geactiveerd nadat de omvormer is gestopt met het leveren van stroom.

Waarom start de motor niet als een omvormer wordt gebruikt om een motor aan te drijven met condensatoren die de arbeidsfactor verbeteren?

De inverterstroom vloeit naar de condensatoren voor het verbeteren van de arbeidsfactor. De laadstroom kan overstroom (OCT) in de omvormer veroorzaken, waardoor het opstarten wordt verhinderd. Om dit op te lossen, verwijdert u de condensatoren en stelt u de motor in werking. Om de arbeidsfactor te verbeteren, is het installeren van een AC-reactor aan de ingangszijde van de omvormer effectief.

Wat is de levensduur van een omvormer?

Hoewel omvormers statische apparaten zijn, bevatten ze verbruiksonderdelen zoals filtercondensatoren en koelventilatoren. Bij regelmatig onderhoud van deze onderdelen kan een omvormer ruim tien jaar meegaan.

Hoe is de koelventilator in een omvormer georiënteerd en wat gebeurt er als deze uitvalt?

Sommige omvormers met kleine capaciteit hebben geen koelventilatoren. Bij modellen met ventilatoren loopt de luchtstroom doorgaans van onder naar boven. Vermijd bij het installeren van een omvormer het plaatsen van apparatuur die de luchtinlaat en -uitlaat boven en onder de unit blokkeert. Plaats geen warmtegevoelige componenten boven de omvormer. Er wordt bescherming tegen ventilatorstoringen geboden door het detecteren van ventilatorstop of oververhitting van de koelventilator.

Hoe kan de levensduur van filtercondensatoren worden bepaald?

Filtercondensatoren, die als condensatoren worden gebruikt, verliezen na verloop van tijd geleidelijk hun elektrostatische capaciteit. Meet regelmatig de elektrostatische capaciteit en houd er rekening mee dat de levensduur van de condensator is verstreken wanneer deze 85% van de nominale capaciteit bereikt.

Zijn er beperkingen op de installatierichting van een omvormer?

Omvormers zijn doorgaans in panelen ondergebracht. Volledig gesloten panelen zijn echter omvangrijk, ruimterovend en kostbaar. Mitigerende maatregelen omvatten:

(1) Het ontwerpen van panelen voor de benodigde koeling van daadwerkelijke apparatuur.

(2) Vergroting van het koeloppervlak met behulp van aluminium koellichamen, vinnen en koelmiddelen.

(3) Gebruik van warmtepijpen.

Daarnaast zijn er omvormermodellen met zichtbare achterkant ontwikkeld.

Hoe moet de capaciteit van de inverter worden geselecteerd om de snelheid van de transportband te verhogen tot 80 Hz?

Het stroomverbruik van transportbanden is evenredig met de snelheid. Om op 80 Hz te kunnen werken, moeten zowel het vermogen van de omvormer als de motor proportioneel worden verhoogd tot 80 Hz/50 Hz, d.w.z. een capaciteitstoename van 60%.

Voorzorgsmaatregelen tijdens onderhoud en inspectie:

(1) Wacht na het uitschakelen van de ingangsstroom ten minste 5 minuten voordat u met de inspectie begint (zorg ervoor dat de oplaadindicator-LED is gedoofd) om elektrische schokken te voorkomen.

(2) Onderhoud, inspectie en vervanging van componenten moeten worden uitgevoerd door gekwalificeerd personeel. Verwijder alle metalen voorwerpen (horloges, armbanden, enz.) voordat u met de werkzaamheden begint en gebruik geïsoleerd gereedschap.

(3) Wijzig de omvormer niet willekeurig om elektrische schokken en productschade te voorkomen.

(4) Controleer de ingangsspanning voordat u onderhoud aan de omvormer uitvoert. Het aansluiten van een 380V-voeding op een 220V-omvormer kan schade veroorzaken (condensator, varistor, module-explosie, enz.).

Omvormers, die voornamelijk uit halfgeleiderelementen bestaan, vereisen dagelijkse inspectie om te beschermen tegen ongunstige werkomgevingen, zoals temperatuur, vochtigheid, stof en trillingen, en om fouten te voorkomen die voortkomen uit beperkingen van de levensduur van componenten.

Inspectieartikelen:

(1) Dagelijkse inspectie: Controleer of de omvormer naar behoren werkt. Gebruik een voltmeter om de ingangs- en uitgangsspanningen te controleren terwijl de omvormer draait.

(2) Periodieke inspectie: Onderzoek alle gebieden die alleen toegankelijk zijn als de omvormer uitgeschakeld is.

(3) Vervanging van componenten: De levensduur van componenten wordt sterk beïnvloed door de installatieomstandigheden.