Өнеркәсіптік инверторлар тұрақты ток шинасынан айнымалы токты қалай қалыптастырады

Өнеркәсіптік инверторды жай ғана «ТТ-ны Айнымалы токқа айналдыратын» қорап емес, энергияны түрлендіру жүйесі ретінде түсінген дұрыс. Оның жартылай өткізгіштік көпірі ТТ шинасынан басқарылатын кернеу толқынын қалыптастырады, ал басқару жүйесі, қорғау, жылулық жобалау, кабель, қозғалтқыш және механикалық жүктеме осы толқынның пайдалы айналдыру моментін қаншалықты сенімді өндіретінін анықтайды. Қуат көрсеткіші бірдей екі инвертор кабель ұзындығы, рекуперация, корпус температурасы немесе жүктеме инерциясы өзгерген кезде мүлде өзгеше жұмыс істеуі мүмкін.

Бұл жүйелік көзқарас маңызды, өйткені алаңдағы инверторға телінетін көптеген ақаулардың шын себебі басқа жерде болады: әлсіз ТТ көзі, дұрыс жобаланбаған алдын ала зарядтау, сәйкес келмейтін қозғалтқыш, шағылған толқын әсерінің шамадан тыс болуы, тежеу мүмкіндігінің жеткіліксіздігі немесе жалпы режимдегі токқа бақыланбайтын қайту жолын беретін жерге қосу.

ТТ көзі, коммутациялық көпір, кабель және жүктеме бір электрлік жүйені құрайды және бірге жобалануы тиіс.

ТТ шинасы энергия шекарасын белгілейді

Түрлендіру тізбегі әдетте түзеткіштен, аккумулятордан, фотоэлектрлік көзден немесе басқа ТТ қорек көзінен басталады. Конденсаторлар банкі ТТ буынын тұрақтандырып, жүктеме жылдам өзгерген кезде қысқа мерзімді энергия береді. Шина кернеуі коммутациялық сатыдан алынатын негізгі шығыс кернеуінің ең жоғары мәнін анықтайды; сыйымдылық, көздің толық кедергісі, пульсациялық ток бойынша номинал және алдын ала зарядтау кедергісі іске қосу кезінде және өтпелі жүктеме жағдайында шинаның әрекетіне әсер етеді.

Алдын ала зарядтау разрядталған конденсаторларға әйтпесе түсетін бастапқы токты шектейді. Шина рұқсат етілген деңгейге жеткеннен кейін контактор немесе жартылай өткізгіш резисторды айналып өтеді. Айналып өту тізбегінің істен шығуы алдын ала зарядтау тізбегін қыздыруы мүмкін, ал тым ерте жабылатын контактор түзеткіштерді, сақтандырғыштарды немесе конденсаторларды зақымдауы ықтимал. Сондықтан іске қосу кезінде шина кернеуін тренд түрінде бақылап, «жетек дайын» деген күйді жеткілікті дәлел деп қабылдамай, алдын ала зарядтау мен айналып өту күйлерінің уақытын тексеру керек.

Жартылай өткізгіштік коммутация толқын пішінін синтездейді

Бір фазалы Н-көпір жүктемеге оң немесе теріс ТТ кернеуін беру үшін төрт басқарылатын элементті пайдаланады. Үш фазалы көпірде үш иық болады. Басқару жүйесі әр иықты модуляциялап, негізгі құрамдас бөліктің берілген жиілікке, фазаға және амплитудаға ие болуын қамтамасыз етеді. Импульстік ен модуляциясы (PWM) көпір қысқыштарында мінсіз синусоиданы қалыптастырмайды; ол кернеу импульстерін жасайды, олардың орташа әрекеті мен негізгі құрамдас бөлігі қажетті Айнымалы ток шығынына жуықтайды.

Қақпа драйверлері бір иықтағы жоғарғы және төменгі қосқыштардың бір мезгілде өткізгіш болуына жол бермеуі тиіс. Тесілу арқылы өтетін токты болдырмау үшін олардың ауысуларының арасына әдейі өлі уақыт енгізіледі. Өлі уақыттың тым аз болуы жойқын ток қаупін тудырады; тым көп болуы, әсіресе төмен кернеу мен төмен жылдамдықта, шығысты бұрмалайды. Заманауи басқару жүйелері бұл бұрмаланудың бір бөлігін өтей алады, алайда нәтиже әлі де элементтердің коммутациялық сипаттамалары мен ток бағытына тәуелді.

Көпір күйлерінің ауысуы полярлықты белгілейді, ал PWM жүктеме көретін тиімді кернеу мен жиілікті басқарады.

Жүктеме кейбір гармоникаларды сүзеді, ал басқаларының әсерін сезінеді

Қозғалтқыштың индуктивтілігі коммутация жиілігіндегі токтың едәуір бөлігін тегістейді, сондықтан қысқыштардағы кернеу импульстер тізбегі болса да, ток салыстырмалы түрде синусоидалы көрінуі мүмкін. Бұл жоғары жиілікті құрамдастардың зиянсыз екенін білдірмейді. Кернеудің жылдам ауысулары қозғалтқыш сыйымдылығы арқылы жалпы режимдегі токты өткізіп, электромагниттік кедергілерді арттыруы және мойынтірек тогынан болатын зақымға ықпал етуі мүмкін. Ұзын қозғалтқыш сымдары қозғалтқыш қысқыштарында шағылған толқын әсерінен асқын кернеу де тудыруы ықтимал, өйткені кабель мінсіз өткізгіш емес, беріліс желісі сияқты әрекет етеді.

Шешім әсер ету механизміне сәйкес таңдалуы тиіс. Экрандалған қозғалтқыш кабелі мен дұрыс орындалған 360 градустық байланыстыру жоғары жиілікті токқа бақыланатын қайту жолын береді. dV/dt реакторы кернеудің өсу жылдамдығын азайта алады; синусоидалы сүзгі әсері күштірек және өте ұзын сымдар немесе оқшаулау мүмкіндігі шектеулі қозғалтқыштар үшін орынды болуы мүмкін. Шығыс реакторлары, жалпы режим дроссельдері, оқшауланған мойынтіректер немесе білікті жерге қосу құрылғылары мәселенің әртүрлі бөліктерін шешеді, сондықтан оларды өзара алмастырылатын керек-жарақтар деп қарастыруға болмайды.

Айналдыру моментін басқару жиіліктен көбірек нәрсеге тәуелді

Асинхронды қозғалтқыш үшін негізгі вольт/герц стратегиясы пайдалы магнит ағынын сақтау үшін кернеуді жиілікке қарай өзгертеді. Векторлық басқару магнит ағынын бағалайды немесе өлшейді және айналдыру моментін өндіретін токты магниттеуші токтан бөледі, осылайша төмен жылдамдықтағы әрекетті және кедергілерді басуды жақсартады. Тұрақты магнитті қозғалтқыштар үшін таңдалған басқару режиміне сай қозғалтқыштың электрлік сипаттамалары мен ротордың орнын жеткілікті дәл білу қажет.

Қозғалтқыш тақтайшасындағы деректер, негізгі жиілік, номинал ток, үдеу уақыты, ең төменгі жылдамдық және салқындату әдісі — құжат үшін ғана емес, іске қосу параметрлері. Өзін-өзі баптау немесе сәйкестендіру процедурасы қозғалтқыштың ішкі моделін жақсарта алады, бірақ өлшемі жеткіліксіз қозғалтқышты, қысылып қалған механиканы немесе жүктеме инерциясының қате бағасын түзете алмайды. Инженерлер типтік циклдер кезінде берілген жылдамдықты, нақты жылдамдықты, токты, айналдыру моментінің бағасын және шина кернеуін салыстыруы керек.

Рекуперация энергия ағынының бағытын өзгертеді

Баяулау кезінде немесе жетектеп әкететін жүктеме жағдайында қозғалтқыш генератор ретінде жұмыс істеп, энергияны ТТ шинасына қайтара алады. Диодты түзеткіш әдетте бұл энергияны қорек көзіне қайта жібере алмайды, сондықтан шина кернеуі өседі. Тежеу чоппері мен резистор артық энергияны жылуға айналдырады; белсенді кіріс сатысы оны желіге қайтара алады; ортақ ТТ шинасы оны басқа қозғалтқыш осьтерімен бөлісе алады. Дұрыс таңдау тек қозғалтқыштың ең жоғары қуатына емес, цикл энергиясына, тежеу ұзақтығына, электр желісіне қойылатын талаптарға және жылулық жүктемеге байланысты.

Баяулау кезінде асқын кернеу бойынша қайталанатын ажыраулар энергия есебін жүргізуге себеп болуы тиіс. Рампаны ұзарту қолайлы болуы мүмкін, бірақ бұл тежеу жүйесінің жеткіліксіз жобаланғанын жасыруы немесе машинаның өнімділігін төмендетуі ықтимал. Резистор кедергісін, импульстік энергияны, орташа қуатты, корпус желдетілуін және артық температурадан қорғауды тексеріңіз.

Жұмыстың толық ауқымын іске қосу кезінде тексеріңіз

Пайдалы сынақ жоспары суық іске қосуды, қалыпты өндірісті, ең жоғары үдеуді, авариялық басқарылатын баяулауды, тоқтап қалған немесе кептелген механиканы, қажет болған жағдайда фазаның жоғалуын және корпустың күтілетін ең жоғары температура жағдайын қамтиды. Қоршаған орта температурасы мен биіктікке байланысты жетектің номиналын төмендету талаптарын тексеріңіз. Қозғалтқыштың төмен жылдамдығында ұзақ жұмыс істеген кезде білікке орнатылған желдеткіштің салқындатуы азаюы мүмкін екенін ескеріңіз, тіпті жетек жоғары айналдыру моментін өндіруді жалғастырса да.

Қорғаныс параметрлері жоғарғы ағын жағындағы сақтандырғыштармен немесе автоматты ажыратқыштармен және қозғалтқыштың жылулық мүмкіндігімен үйлесуі тиіс. Жерге тұйықталу, артық ток, шинадағы асқын кернеу және артық температура туралы жазбалар оқиға кезіндегі жұмыс мәндерімен бірге сақталуы керек. Бұл деректер қолдану мәселесін істен шығып жатқан қуат сатысынан ажыратуға мүмкіндік береді.

Тиісті жабдықты Жетектер және қозғалысты басқару бөлімінен, ал басқару қорегі мен ТТ көздерінің нұсқаларын Қорек көзі бөлімінен табуға болады.

Инженерлік көзқарас

Дұрыс таңдау сұрағы «Бұл инвертор қажетті Айнымалы ток кернеуін өндіре ме?» емес. Нақты сұрақ: «Көз–түрлендіргіш–кабель–қозғалтқыш–жүктеме жүйесі жоспарланған және ықтимал барлық қалыптан тыс күйде энергияны басқара ала ма?» PWM топологиясы маңызды, бірақ сенімді қондырғылар көбіне кабель жүргізу, салқындату, тежеу энергиясы, қозғалтқыштың жарамдылығы, қорғанысты үйлестіру және диагностикалық деректер бойынша мұқият жұмыстың нәтижесінде сенімді болады.