Sənaye invertorları DC şinindən AC-ni necə formalaşdırır

Sənaye invertorunu sadəcə “DC-ni AC-yə çevirən” qutu kimi deyil, enerji çevirmə sistemi kimi başa düşmək daha doğrudur. Onun yarımkeçirici körpüsü DC şinindən idarə olunan gərginlik dalğa formasını yaradır, idarəetmə, mühafizə, istilik dizaynı, kabel, mühərrik və mexaniki yük isə bu dalğa formasının etibarlı şəkildə faydalı fırlanma momenti yaradıb-yaratmayacağını müəyyən edir. Eyni güc göstəricisinə malik iki invertor kabel uzunluğu, regenerasiya, korpus temperaturu və ya yükün ətaləti dəyişdikdə tamamilə fərqli davrana bilər.

Bu sistem yanaşması vacibdir, çünki sahədə invertora aid edilən bir çox nasazlıq əslində başqa mənbədən yaranır: zəif DC mənbəyi, düzgün layihələndirilməmiş ilkin yükləmə, uyğun olmayan mühərrik, həddindən artıq əks-dalğa gərginliyi, çatışmayan əyləcləmə gücü və ya ümumi rejimli cərəyan üçün nəzarətsiz qayıdış yolu yaradan torpaqlama.

DC mənbəyi, kommutasiya körpüsü, kabel və yük vahid elektrik sistemi təşkil edir və birlikdə layihələndirilməlidir.

DC şini enerji sərhədini müəyyən edir

Çevirmə zənciri adətən düzləndirici, akkumulyator, fotovoltaik mənbə və ya başqa bir DC enerji təchizatı ilə başlayır. Kondensator bloku DC əlaqəsini sabitləşdirir və sürətli yük dəyişiklikləri zamanı qısamüddətli enerji təmin edir. Şin gərginliyi kommutasiya mərhələsindən əldə edilə bilən maksimal əsas çıxış gərginliyini müəyyən edir; tutum, mənbə empedansı, dalğalanma cərəyanı göstəricisi və ilkin yükləmə müqaviməti işə salınma zamanı və keçid yükü altında şinin reaksiyasına təsir göstərir.

İlkin yükləmə boşalmış kondensatorlara əks halda axacaq başlanğıc cərəyanını məhdudlaşdırır. Şin məqbul səviyyəyə çatdıqdan sonra kontaktor və ya yarımkeçirici müqaviməti yan keçərək dövrədən çıxarır. Yan keçidin sıradan çıxması ilkin yükləmə dövrəsini həddindən artıq qızdıra bilər, çox erkən bağlanan kontaktor isə düzləndiricilərə, qoruyuculara və ya kondensatorlara zərər verə bilər. Buna görə istismara vermə zamanı şin gərginliyi izlənməli və ilkin yükləmə ilə yan keçmə vəziyyətlərinin vaxtlaması yoxlanmalıdır; “ötürücü hazırdır” göstəricisi kifayət qədər sübut kimi qəbul edilməməlidir.

Yarımkeçirici kommutasiya dalğa formasını sintez edir

Təkfazalı H-körpüsü yükə müsbət və ya mənfi DC gərginlik tətbiq etmək üçün dörd idarə olunan elementdən istifadə edir. Üçfazalı körpüdə isə üç qol olur. Kontroller hər qolu elə modulyasiya edir ki, əsas komponent əmr edilmiş tezliyə, fazaya və amplitudaya malik olsun. İmpuls eninin modulyasiyası (PWM) körpü terminallarında mükəmməl sinus dalğası yaratmır; onun yaratdığı gərginlik impulslarının orta davranışı və əsas komponenti istənilən AC çıxışına yaxınlaşır.

Qapı sürücüləri bir qoldakı yuxarı və aşağı açarın eyni vaxtda keçirici olmasının qarşısını almalıdır. Keçidlər arasında qəsdən ölü vaxt yaradılır ki, qısaqapanma cərəyanının qarşısı alınsın. Ölü vaxtın çox qısa olması dağıdıcı cərəyan riski yaradır; həddindən artıq uzun olması isə, xüsusilə aşağı gərginlikdə və aşağı sürətdə, çıxışı təhrif edir. Müasir idarəetmə bu təhrifin bir hissəsini kompensasiya edir, lakin nəticə yenə də elementlərin kommutasiya xüsusiyyətlərindən və cərəyanın istiqamətindən asılıdır.

Növbələşən körpü vəziyyətləri qütblülüyü müəyyən edir, PWM isə yükdə görülən effektiv gərginliyi və tezliyi idarə edir.

Yük bəzi harmonikləri süzür, digərlərinin təsirinə isə məruz qalır

Mühərrikin induktivliyi kommutasiya tezliyindəki cərəyanın böyük hissəsini hamarlaşdırır; buna görə terminal gərginliyi impulslar ardıcıllığı olsa da, cərəyan nisbətən sinusoidal görünə bilər. Lakin bu, yüksək tezlikli komponentləri zərərsiz etmir. Sürətli gərginlik keçidləri mühərrik tutumu vasitəsilə ümumi rejimli cərəyan yarada, elektromaqnit maneəni artıra və podşipnik cərəyanının zədələnməsinə səbəb ola bilər. Uzun mühərrik kabelləri də kabel ideal keçirici deyil, ötürmə xətti kimi davrandığı üçün mühərrik terminallarında əks-dalğa həddindən artıq gərginliyi yarada bilər.

Çarə mexanizmə uyğun seçilməlidir. Ekranlı mühərrik kabeli və düzgün 360 dərəcəlik birləşdirmə yüksək tezlikli cərəyan üçün nəzarətli qayıdış yolu təmin edir. dV/dt reaktoru gərginliyin yüksəlmə sürətini azalda bilər; sinus dalğası filtri daha güclü təsir göstərir və çox uzun kabellər və ya izolyasiya qabiliyyəti məhdud olan mühərriklər üçün əsaslandırıla bilər. Çıxış reaktorları, ümumi rejimli boğucular, izolyasiyalı podşipniklər və ya valın torpaqlanması qurğuları problemin müxtəlif hissələrini həll edir və bir-birini əvəz edən aksesuarlar kimi qəbul edilməməlidir.

Fırlanma momentinin idarə edilməsi tezlikdən daha çox şeydən asılıdır

Asinxron mühərrik üçün əsas volt/hers strategiyası faydalı maqnit selini qorumaq məqsədilə gərginliyi tezliklə birlikdə dəyişir. Vektor idarəetməsi maqnit selini qiymətləndirir və ya ölçür, fırlanma momenti yaradan cərəyanı maqnitləndirici cərəyandan ayırır; bu da aşağı sürətdə reaksiyanı və pozuntulara davamlılığı yaxşılaşdırır. Daimi maqnitli mühərriklər üçün seçilmiş idarəetmə rejiminə uyğun olaraq ötürücü mühərrikin elektrik xüsusiyyətlərini və rotorun vəziyyətini kifayət qədər dəqiqliklə bilməlidir.

Mühərrikin lövhə məlumatları, əsas tezlik, nominal cərəyan, sürətlənmə vaxtı, minimal sürət və soyutma üsulu sənədləşmə deyil, istismara vermə girişləridir. Özünü sazlama və ya identifikasiya proseduru mühərrikin daxili modelini yaxşılaşdıra bilər, lakin ölçüsü kiçik mühərriki, ilişən mexanikanı və ya yük ətalətinin qeyri-dəqiq qiymətləndirilməsini düzəldə bilməz. Mühəndislər tipik iş dövrləri zamanı əmr edilmiş sürəti, faktiki sürəti, cərəyanı, fırlanma momentinin qiymətləndirməsini və şin gərginliyini müqayisə etməlidirlər.

Regenerasiya enerji axınının istiqamətini dəyişir

Yavaşıma zamanı və ya aparıcı yük olduqda mühərrik generator kimi işləyə və enerjini DC şininə qaytara bilər. Diodlu düzləndirici normal olaraq bu enerjini mənbəyə geri göndərə bilmədiyi üçün şin gərginliyi yüksəlir. Əyləcləmə çopperi və müqavimət artıq enerjini istiliyə çevirir; aktiv giriş mərhələsi onu şəbəkəyə qaytara bilər; ümumi DC şini isə onu digər mühərrikləşdirici oxlarla bölüşə bilər. Düzgün seçim yalnız mühərrikin pik gücündən deyil, dövrə enerjisindən, əyləcləmə müddətindən, şəbəkə tələblərindən və istilik yükündən asılıdır.

Yavaşıma zamanı təkrarlanan həddindən artıq gərginlik açılmaları enerji hesablaması aparılmasına əsas verməlidir. Rampanın uzadılması məqbul ola bilər, lakin bu, qeyri-kafi əyləcləmə dizaynını gizlədə və ya maşının məhsuldarlığını azalda bilər. Müqavimətin nominal müqavimətini, impuls enerjisini, orta gücü, korpusun havalandırılmasını və həddindən artıq temperaturdan mühafizəni yoxlayın.

Tam iş diapazonunu sınaqdan keçirin

Faydalı sınaq planına soyuq işə salma, normal istehsal, maksimal sürətlənmə, fövqəladə idarə olunan yavaşıma, dayanmış və ya sıxışmış mexanika, uyğun olduğu hallarda fazanın itməsi və korpusun gözlənilən ən yüksək temperatur şəraiti daxil edilməlidir. Ətraf mühit temperaturu və hündürlük üçün ötürücünün güc azaldılmasını yoxlayın. Mühərrikin uzun müddət aşağı sürətlə işləməsi zamanı unutmayın ki, vala quraşdırılmış ventilyator daha az soyutma təmin edə bilər, baxmayaraq ki, ötürücü yüksək fırlanma momenti yaratmağa davam edir.

Mühafizə parametrləri girişdəki qoruyucular və ya avtomat açarlarla, həmçinin mühərrikin istilik imkanları ilə uyğunlaşdırılmalıdır. Torpaq xətası, həddindən artıq cərəyan, şində həddindən artıq gərginlik və həddindən artıq temperatur qeydləri hadisə ətrafındakı iş qiymətləri ilə birlikdə saxlanmalıdır. Bu sübut tətbiq problemini nasaz güc mərhələsindən ayırmağa kömək edir.

Müvafiq avadanlıqlara Ötürücülər və hərəkətə nəzarət bölməsində, idarəetmə enerjisi və DC mənbəyi seçimlərinə isə Enerji təchizatı bölməsində baxa bilərsiniz.

Mühəndislik baxışı

Düzgün seçim sualı “Bu invertor tələb olunan AC gərginliyini yaradırmı?” deyil. Sual belədir: “Mənbə–çevirici–kabel–mühərrik–yük sistemi nəzərdə tutulan və ağlabatan anormal vəziyyətlərin hər birində enerjini idarə edə bilərmi?” PWM topologiyası vacibdir, lakin etibarlı qurğular adətən kabellərin çəkilməsi, soyutma, əyləcləmə enerjisi, mühərrikin uyğunluğu, mühafizənin koordinasiyası və diaqnostik sübutlar üzərində intizamlı iş sayəsində uğurlu olur.