VFD nima? Natijani haqiqatan ham sezilarli yaxshilaydigan o‘zgaruvchan chastotali yuritmalar

O‘zgaruvchan chastotali yuritma (VFD) doimiy chastotali tarmoq quvvatini sozlanadigan chastota va kuchlanishdagi chiqishga aylantirish orqali AC dvigatelini boshqaradi. Bu imkoniyat jarayon uchun boshqariladigan tezlanish, o‘zgaruvchan tezlik, momentni tartibga solish yoki muvofiqlashtirilgan to‘xtatish zarur bo‘lganda foydalidir. U avtomatik ravishda energiya tejovchi qurilma hisoblanmaydi: natija yuklama, ish sikli, boshqaruv maqsadi, dvigatel va to‘liq elektr o‘rnatmasiga bog‘liq.

Eng kuchli samaradorlik holati odatda markazdan qochma ventilyator yoki nasos bilan bog‘liq bo‘ladi: ular avval to‘liq tezlikda ishlagan, ortiqcha unumdorlik esa заслонка yoki klapan orqali yo‘qotilgan. Konveyerlar, aralashtirgichlar, ekstruderlar, ko‘targichlar va stanoklar energiyani kamaytirishdan ko‘ra jarayonni boshqarish uchun yuritmani oqlashi mumkin. Muhandislar avval yuklama profilini va ish talabini aniqlab, keyin yuritmani tanlashlari kerak.

VFD dvigatel tizimining bir qismidir; to‘g‘ri ishlashi ta’minot, korpus, himoya, kabel, dvigatel, yuklama, boshqaruv elementlari va ishga tushirish sozlamalariga bog‘liq.

Quvvatni o‘zgartirish qanday ishlaydi

Oddiy past kuchlanishli VFD uchta asosiy quvvat qismidan iborat. To‘g‘rilagich kiruvchi AC tokni DC tokka aylantiradi. DC zvenosi kondensatorlardan hamda konstruksiyaga qarab energiyani silliqlash va saqlash uchun reaktorlar yoki boshqa komponentlardan foydalanadi. Invertor yarimo‘tkazgichli qurilmalarni tezkor almashlab, dvigatelga kerakli asosiy kuchlanish va chastotani hosil qiladigan impuls-kenglik modulyatsiyalangan chiqishni yaratadi.

Dvigatel laboratoriyadagi kabi sinusoidal signal olmaydi. Kuchlanishning tez o‘zgarishlari, umumiy rejim kuchlanishi, kommutatsiya chastotasi, kabel sig‘imi va qaytgan to‘lqinlar izolyatsiya hamda podshipniklarga zo‘riqish berishi mumkin. Ruxsat etiladigan dvigatel kabeli uzunligi va chiqish reaktorlari, dV/dt filtrlari, sinusoidal filtrlar, valni yerga ulash yoki izolyatsiyalangan podshipniklarga ehtiyoj yuritma, dvigatel, kuchlanish, kabel, yerga ulash va o‘rnatmaga bog‘liq. Umumiy masofa qoidasiga emas, ishlab chiqaruvchining qo‘llash bo‘yicha ko‘rsatmalariga amal qiling.

To‘g‘rilagich, DC zvenosi va invertor yuritmaning tezlikni boshqarish imkoniyatini, shuningdek quvvat sifati va dvigatel izolyatsiyasiga ta’sir qiluvchi ko‘plab oqibatlarni tushuntiradi.

Boshqaruv usulini yuklamaga moslang

Volts-gerts boshqaruvi kuchlanish va chastota o‘rtasidagi taxminiy nisbatni saqlaydi va ko‘plab oddiy ventilyator hamda nasos ilovalari uchun mos keladi. Datchiksiz vektorli boshqaruv enkodersiz javob tezligi va past tezlikdagi ish faoliyatini yaxshilash uchun dvigatel oqimi hamda momentini hisoblab chiqadi. Yopiq konturli vektorli boshqaruv tezlik aniqligi, nol tezlikdagi moment yoki dinamik javob talab qilinganda qayta aloqa signalidan foydalanadi. Mahsulot atamalari farq qiladi, shuning uchun tanlov faqat rejim nomiga emas, hujjatlashtirilgan ko‘rsatkichlarga asoslanishi kerak.

Dvigatel ma’lumotlari to‘g‘ri kiritilishi kerak. Nominal kuchlanish, tok, chastota, tezlik, quvvat va ba’zan quvvat koeffitsiyenti yoki boshqa qiymatlar yuritmaga dvigatelni himoyalash va boshqarish imkonini beradi. Identifikatsiya yoki avtomatik sozlash amaliyoti talab qilinishi mumkin. Uni ishlab chiqaruvchi belgilagan sharoitlarda, mexanizm xavfsiz holatda va yuklama holati tushunarli bo‘lgan holda bajaring.

O‘xshashlik qonunlaridan ehtiyotkorlik bilan foydalaning

Tegishli ish sohasida ishlayotgan geometrik jihatdan o‘xshash markazdan qochma ventilyator yoki nasos uchun sarf taxminan tezlikka, bosim yoki napor tezlik kvadratiga, quvvat esa tezlik kubiga mutanosib bo‘ladi. AQSh Energetika vazirligi VFDlarni eng keng tarqalgan sozlanadigan tezlikli yuritma sifatida ta’riflaydi va qisman yuklamadagi samaradorlik bo‘yicha ko‘rsatmalar beradi. Bu bog‘lanishlar tezlikni biroz kamaytirish nega quvvat sarfini sezilarli darajada qisqartirishi mumkinligini tushuntiradi.

Kub qonuni natijasi har bir tizim uchun kafolatlangan elektr energiyasi tejamkorligini anglatmaydi. Statik napor, minimal sarf, uskunaning samaradorligi, drossellash holati, parallel mashinalar, jarayon cheklovlari va VFDning o‘z yo‘qotishlari natijaga ta’sir qiladi. Mavjud ish nuqtalarini o‘lchang, tizim xarakteristikasini tuzing, zarur minimal va maksimal sarfni aniqlang hamda haqiqiy ish profiliga ko‘ra yillik energiya sarfini baholang.

Tok, moment va ish rejimiga ko‘ra o‘lcham tanlang

Yuritmani faqat dvigatel kilovattiga emas, dvigatel toki va ilova ish rejimiga ko‘ra tanlang. O‘zgaruvchan momentli ventilyatorning ortiqcha yuklama talablari yuklangan konveyer, hajmiy nasos, maydalagich yoki ko‘targichnikidan farq qiladi. Uzluksiz tokni, qisqa muddatli ortiqcha yuklamani, ishga tushirish momentini, tezlanish vaqtini, atrof-muhit haroratini, balandlikni, korpusni, tashuvchi chastotasi bo‘yicha pasaytirishni va chiqish filtriga oid har qanday pasaytirishni tekshiring.

Yuritma tezlanish vaqtida tokni cheklashi mumkin, biroq yuklamaning moment talabini bekor qila olmaydi. Haqiqatga to‘g‘ri kelmaydigan darajada qisqa rampa tok cheklanishi, sekinlashish vaqtida ortiqcha kuchlanish yoki mexanik zo‘riqishga olib kelishi mumkin. Katta inersiyali yuklamalar energiya rejasini talab qiladi: uzoqroq to‘xtash, dinamik tormozlash rezistori, umumiy DC shinasi yoki rekuperativ kirish qismi mos bo‘lishi mumkin. Yuritmaning oddiy to‘xtatish buyrug‘idan favqulodda to‘xtatish loyihasi sifatida foydalanmang.

Zavodlar mos yuritmalar va harakatni boshqarish uskunalarini taqqoslashlari mumkin, biroq katalog raqami hujjatlashtirilgan yuklama va o‘rnatma tahlilidan keyin tanlanishi kerak. PLC ruxsat shartlari, tezlik signallari, rejimlar va nosozliklarni muvofiqlashtirganda, PLC va PAC platformasi aniq holat ma’lumotlarini almashishi kerak; ishlayotganlik biti dvigatel yoki jarayon sog‘lomligini isbotlaydi, deb taxmin qilinmasin.

Kirish qismini va quvvat sifatini rejalashtiring

Oddiy diodli kirish qismiga ega yuritma sinusoidal bo‘lmagan tok tortadi. Garmonikalar ko‘rsatkichlari manba impedansi, transformator yuklamasi, yuritmalar soni va yuklanishi, tarmoq reaktorlari yoki DC drossellari, passiv yoki aktiv filtrlar hamda kirish qismi topologiyasiga bog‘liq. O‘rnatma sezilarli bo‘lsa, umumiy ulanish nuqtasidagi sharoitlarni malakali mutaxassis ishtirokidagi tahlil bilan baholang. Garmonikasi past deb reklama qilinadigan yuritma ham haqiqiy tizimda tekshirilishi kerak.

Kirish himoyasi va uzish vositalari yuritma ishlab chiqaruvchisi ko‘rsatmalari hamda amaldagi me’yorlarga muvofiq bo‘lishi kerak. Qisqa tutashuv toki reytingi, saqlagich yoki avtomat turi, o‘tkazgich kesimi, yerga ulash va korpusdagi issiqlikni chiqarish bir-birining o‘rnini bosa olmaydigan tafsilotlardir. Quvvat koeffitsiyentini tuzatuvchi kondensatorlarni VFD chiqishiga ulamang va yuqoridagi kondensatorlar yoki generatorlarni ulashdan oldin ruxsat etilgan kirish sxemasini tekshiring.

Buyruqlar, xavfsizlik va diagnostikani integratsiya qiling

Puxta boshqaruv interfeysi tayyor, yoqilgan, ishlayotgan, tezlikka yetgan, ogohlantirish, nosozlik, mahalliy boshqaruv, aloqa sog‘lom va xavfsiz momentni o‘chirish holatlarini farqlaydi. Ishga tushirish va qayta tiklash buyruqlari belgilangan qo‘l siqish protokollaridan foydalanishi kerak. Tezlik signallarida birliklar, chegaralar, rampa uchun mas’uliyat, zaxira xatti-harakati va eskirgan tarmoq ma’lumotlaridan himoya ko‘rsatilishi kerak. Aloqa uzilganda boshqariladigan to‘xtash, oxirgi tezlikni saqlash, mahalliy signalga o‘tish yoki boshqa ko‘rib chiqilgan holatga amal qilishdan qaysi biri bajarilishini belgilang.

To‘g‘ri loyihalangan Safe Torque Off funksiyasi yuritmaning dvigatel momentini hosil qilishiga yo‘l qo‘ymasligi mumkin, biroq u xavfli kuchlanishni albatta olib tashlamaydi, mexanik tormozni ishga tushirmaydi yoki inersiya bilan harakatlanayotgan yuklamani darhol to‘xtatmaydi. Mashinaning xavf tahlili zarur xavfsizlik funksiyalari, unumdorlik darajasi, to‘xtash xatti-harakati, qayta aloqa va energiyani izolyatsiya qilish talablarini belgilaydi. Parametr sozlamalari ushbu tahlilning o‘rnini bosa olmaydi.

O‘lchangan dalillar asosida ishga tushiring

Ishga tushirishdan oldin dvigatel shildigi ma’lumotlarini, aylanish yo‘nalishini, yerga ulashni, kabellarni ajratib yotqizishni, himoyani, sovitishni, boshqaruv simlarini, xavfsizlik zanjirini va parametrlar zaxira nusxasini tekshiring. Xavfsiz holatda past tezlikda sinang, so‘ngra tezlanish, sekinlashish, minimal va maksimal tezlik, tok cheklovi, jarayon ruxsatlari, signal yo‘qolishi, aloqa uzilishi, ortiqcha yuklama va favqulodda javobni tekshiring.

Kirish kuchlanishi va tokini, dvigatel tokini, berilgan va haqiqiy tezlikni, yuklama holatini, shina kuchlanishini, haroratlarni va tegishli jarayon qiymatlarini qayd eting. Takrorlanadigan ortiqcha tok, ortiqcha kuchlanish, yerga tutashuv yoki ortiqcha harorat sababli o‘chishlarni signal yo‘qolguncha chegaralarni oshirish o‘rniga tekshiring. Yakuniy parametrlar to‘plamini proshivka, dvigatel ma’lumotlari, o‘zgarishlar tarixi va tiklash yo‘riqnomalari bilan saqlang.

Muhandislik nuqtayi nazari

VFD dvigatel va yuklamaga mos kelganda, jarayonni belgilangan holatlar orqali boshqarganda va yangi ishonchlilik yoki xavfsizlik muammolarini keltirib chiqarmagan holda elektr tizimiga moslashganda muvaffaqiyatli ishlaydi. Markazdan qochma yuklamalarda qisman yuklamadagi o‘lchangan ish rejimi katta energiya tejamkorligini oqlashi mumkin. Doimiy momentli yoki rekuperativ ish rejimlarida esa moment, tormozlash, issiqlik xatti-harakati va boshqaruv yaxlitligi ustun bo‘lishi mumkin. Yuritmani aqlliroq kontaktor emas, balki muhandislik asosida ishlab chiqilgan tizim komponenti sifatida ko‘ring — shunda uning qiymati ham o‘lchanadigan, ham texnik xizmat ko‘rsatish mumkin bo‘lgan bo‘ladi.