Principios básicos de la modulación de frecuencia de motores asíncronos
Selección del convertidor de frecuencia:
Al elegir un convertidor de frecuencia, se deben determinar los siguientes puntos:
1) El propósito de utilizar el convertidor de frecuencia constante; control de voltaje o control de voltaje constante control de flujo, etc.
2) El tipo de carga del convertidor de frecuencia; como bomba de paletas o bomba de desplazamiento positivo, etc., se debe prestar especial atención a la curva de rendimiento de la carga. La curva de rendimiento determina el método de aplicación.
3) Problema de coincidencia entre el inversor y la carga;
I. Coincidencia de voltaje; el voltaje nominal del inversor y el voltaje nominal de la carga.
II. Coincidencia de corriente; para bombas centrífugas ordinarias, la corriente nominal del convertidor de frecuencia coincide con la corriente nominal del motor. Para cargas especiales, como bombas de aguas profundas, es necesario consultar los parámetros de rendimiento del motor para determinar la corriente máxima y la capacidad de sobrecarga del convertidor de frecuencia.
III. Coincidencia de torque; esta situación puede ocurrir cuando existe una carga de torque constante o un dispositivo reductor.
4) Cuando se utiliza el convertidor de frecuencia para accionar un motor de alta velocidad, dado que la reactancia del motor de alta velocidad es pequeña, el aumento de los armónicos de alto orden hará que el valor de la corriente de salida aumente . Por lo tanto, al seleccionar un inversor para un motor de alta velocidad, su capacidad debe ser ligeramente mayor que cuando se selecciona un inversor para un motor normal.
5) Si el convertidor de frecuencia se va a utilizar con un cable largo, se deben tomar medidas para suprimir la influencia de la capacitancia de acoplamiento del cable largo en el cable de tierra para evitar una salida insuficiente del convertidor de frecuencia. En este caso, se debe aumentar la capacidad del convertidor de frecuencia en un nivel o instalar un reactor de salida en el lado de salida del inversor.
6) Para algunas aplicaciones especiales, como altas temperaturas y gran altitud, la capacidad del inversor se reducirá. En este caso, la capacidad del inversor debe aumentarse en un nivel.
Diseño esquemático de control del convertidor de frecuencia:
1) Primero confirme el entorno de instalación del convertidor de frecuencia
I. Temperatura de trabajo; Hay componentes electrónicos de alta potencia dentro del inversor, que se ven afectados muy fácilmente por la temperatura de funcionamiento. Generalmente se requiere que el producto esté entre 0 y 55°C. Sin embargo, para garantizar un trabajo seguro y confiable, debe haber espacio. Para su consideración durante el uso, es mejor controlar la temperatura por debajo de 40 °C. En la caja de control, el convertidor de frecuencia generalmente debe instalarse en la parte superior de la caja y no se permite en absoluto instalar elementos calefactores ni componentes propensos a calentarse cerca de la parte inferior. del convertidor de frecuencia.
II. Cuando la temperatura es demasiado alta y cambia mucho, es probable que se produzca condensación dentro del inversor, lo que reducirá considerablemente su rendimiento de aislamiento e incluso puede provocar un accidente por cortocircuito. Si es necesario, se debe instalar un desecante y un calentador en la caja. En la sala de tratamiento de agua, el vapor de agua es generalmente más pesado. Si la temperatura cambia mucho, este problema será más prominente.
3. Gases corrosivos. Gases corrosivos. Si la concentración de gases corrosivos en el entorno de uso es alta, no solo corroerá los cables de los componentes, las placas de circuito impreso, etc., sino que también acelerará el envejecimiento de los componentes plásticos y reducirá el rendimiento del aislamiento.
IV.Vibraciones y golpes. Los gabinetes de control que contienen convertidores de frecuencia están sujetos a vibraciones mecánicas y golpes, lo que resulta en un contacto eléctrico deficiente. Huaian Thermal Power ha resuelto este problema. Además de mejorar la resistencia mecánica del gabinete de control y mantenerlo alejado de fuentes de vibración e impacto, también se deben usar almohadillas de goma antivibración para fijar componentes que generan vibraciones, como interruptores electromagnéticos, dentro y fuera del gabinete de control. Después de que el equipo haya estado funcionando durante un período de tiempo, se debe inspeccionar y mantener.
5. Interferencias electromagnéticas. Debido a la rectificación y conversión de frecuencia del convertidor de frecuencia durante el funcionamiento, se generará una gran cantidad de ondas electromagnéticas de interferencia a su alrededor. Estas ondas electromagnéticas de alta frecuencia interferirán hasta cierto punto con los instrumentos e instrumentos cercanos. Por lo tanto, los instrumentos y sistemas electrónicos del gabinete deben utilizar carcasas metálicas para proteger la interferencia del convertidor de frecuencia en los instrumentos. Todos los componentes deben estar conectados a tierra de manera confiable, excepto los componentes eléctricos, se deben usar cables de control blindados para las conexiones entre instrumentos y la capa de blindaje debe estar conectada a tierra. Si la interferencia electromagnética no se maneja bien, a menudo hará que todo el sistema deje de funcionar, lo que provocará un mal funcionamiento o daños en la unidad de control.
2) Determine el cable y el método de cableado según la distancia entre el convertidor de frecuencia y el motor.
I. La distancia entre el convertidor de frecuencia y el motor debe ser tan corta como; posible. Esto puede reducir la capacitancia del cable a tierra y reducir la fuente de emisiones de interferencia.
II. Utilizar cables blindados para cables de control y cables blindados para cables de potencia, o utilizar conductos blindados desde el inversor al motor.
3. El cable del motor debe tenderse independientemente del resto de cables, con una distancia mínima de 500 mm. Al mismo tiempo, se debe evitar el tendido paralelo de larga distancia de cables de motor y otros cables para reducir la interferencia electromagnética cuando el voltaje de salida del inversor cambia bruscamente. Cuando los cables de control y los cables de alimentación se cruzan, deben cruzarse en un ángulo de 90 grados tanto como sea posible. Las líneas de señal analógica relacionadas con el convertidor de frecuencia deben tenderse por separado de las líneas del circuito principal, incluso en el armario de control.
IV. Lo mejor es utilizar pares trenzados blindados para las líneas de señal analógica relacionadas con el inversor y cables blindados de tres núcleos para las líneas eléctricas (las especificaciones deben ser más grandes que los cables de motor normales) o según las normas. Manual de usuario del inversor.
3) Diagrama esquemático de control del convertidor de frecuencia;
I. Circuito principal: La función del reactor es evitar que los armónicos de alto orden generados por el convertidor de frecuencia regresen a la potencia. red a través del circuito de entrada de energía, lo que afecta Para otros equipos de suministro de energía, es necesario decidir si se instala un reactor de acuerdo con la capacidad del convertidor de frecuencia cuando el filtro se instala en el extremo de salida del convertidor de frecuencia; entre el convertidor de frecuencia y el motor es relativamente grande, se utiliza para reducir la salida de alto orden del convertidor de frecuencia. Cuando la distancia entre el convertidor de frecuencia y el motor es larga, se debe instalar un filtro. Aunque el convertidor de frecuencia en sí tiene una variedad de funciones de protección, la protección contra pérdida de fase no es perfecta. El disyuntor en el circuito principal desempeña una función de protección como sobrecarga y pérdida de fase, y puede seleccionarse de acuerdo con la capacidad del convertidor de frecuencia. . La protección contra sobrecarga del propio convertidor de frecuencia se puede utilizar para reemplazar el relé térmico.
II. Circuito de control: utilice un convertidor de frecuencia para cambiar manualmente. Cuando el convertidor de frecuencia falla, la frecuencia se puede cambiar manualmente para funcionar. Debido a que la salida no puede agregar voltaje, la frecuencia fija y la frecuencia de potencia deben ser. entrelazado.
4) Puesta a tierra del convertidor de frecuencia;
La correcta conexión a tierra del convertidor de frecuencia es un medio importante para mejorar la estabilidad del sistema y suprimir el ruido. La resistencia de conexión a tierra del terminal de conexión a tierra del convertidor de frecuencia debe ser lo más pequeña posible. La sección transversal del cable de conexión a tierra no debe ser inferior a 4 mm y la longitud no debe ser superior a 5 m. El punto de conexión a tierra del convertidor de frecuencia debe estar separado del punto de conexión a tierra del equipo de suministro de energía y no puede conectarse a tierra con ****. Un extremo de la capa protectora de la línea de señal está conectado al extremo de tierra del convertidor de frecuencia y el otro extremo está flotante. Conexión eléctrica entre convertidor de frecuencia y armario de control.
Diseño del gabinete de control del inversor:
El inversor debe instalarse dentro del gabinete de control y se debe prestar atención a las siguientes cuestiones al diseñar el gabinete de control
1) Disipación de calor: El calor del convertidor de frecuencia se genera por pérdidas internas. Entre las distintas partes del convertidor de frecuencia, la pérdida se produce principalmente en el bucle principal, que representa aproximadamente el 98 %, y el bucle de control representa el 2 %. Para garantizar el funcionamiento normal y confiable del convertidor de frecuencia, el convertidor de frecuencia debe disipar el calor. Generalmente utilizamos ventiladores para disipar el calor; el ventilador dentro del convertidor de frecuencia puede disipar el calor dentro de la caja del convertidor de frecuencia. normalmente, el funcionamiento del convertidor de frecuencia debe detenerse inmediatamente; los inversores de alta potencia también necesitan instalar un ventilador en el gabinete de control. Los conductos de aire del gabinete de control deben estar diseñados de manera razonable y se deben instalar pantallas antipolvo en todas las entradas de aire para garantizar la suavidad. escape para evitar la formación de corrientes parásitas en el gabinete y evitar la formación de corrientes parásitas en el gabinete fijo. Se forman corrientes parásitas en el gabinete y el polvo se acumula en posiciones fijas. Seleccione el ventilador correspondiente de acuerdo con el método de ventilación manual del convertidor de frecuencia. Preste atención a los problemas antivibración al instalar el ventilador.
2) Problema de interferencia electromagnética:
I. Cuando el inversor está funcionando, debido a la rectificación y conversión de frecuencia, se generará una gran cantidad de ondas electromagnéticas interferenciales a su alrededor. -Las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tendrán efectos nocivos en los instrumentos e instrumentos cercanos. Habrá cierta interferencia y se generarán armónicos de alto orden. Estos armónicos de alto orden ingresarán a toda la red de suministro de energía a través del circuito de suministro de energía, afectando así a otros instrumentos. . Si la potencia del convertidor de frecuencia es muy grande y representa más del 25% de todo el sistema, se deben considerar medidas antiinterferentes para la fuente de alimentación de control.
II. Cuando hay cargas de impacto de alta frecuencia, como máquinas de soldar y fuentes de alimentación de galvanoplastia, el convertidor de frecuencia en sí estará protegido debido a interferencias, la calidad de la energía de todo. Se debe considerar el sistema.
3) Es necesario tener en cuenta los siguientes puntos por cuestiones de protección:
I. Condensación impermeable: Si el inversor se coloca al aire libre, se debe prestar atención a la brida de la tubería u otros fugas sobre el gabinete del inversor Tenga en cuenta que no debe haber salpicaduras de agua cerca del inversor. En resumen, el nivel de protección del gabinete exterior debe ser superior a IP43.
II. A prueba de polvo: Todas las entradas de aire deben estar equipadas con redes a prueba de polvo para bloquear la entrada de desechos floculantes. Las redes a prueba de polvo deben estar diseñadas para ser removibles para facilitar la limpieza y el mantenimiento. La rejilla de la red a prueba de polvo se determina de acuerdo con las condiciones específicas del sitio, y las juntas de la red a prueba de polvo alrededor del gabinete de control deben manipularse con firmeza.
3. Gas anticorrosión: en la industria química, esta situación es más común. En este momento, el gabinete de conversión de frecuencia se puede colocar en la sala de control.
Especificaciones de cableado del convertidor de frecuencia:
Las líneas de señal y las líneas de alimentación deben estar separadas: cuando se utilizan señales analógicas para controlar remotamente el convertidor de frecuencia, para reducir la interferencia analógica del convertidor de frecuencia y otros equipos, separe el control. Las líneas de señal del convertidor de frecuencia están separadas del circuito de corriente fuerte (circuito principal y circuito de control aguas abajo). La distancia debe ser superior a 30 cm. Se deben mantener las mismas especificaciones de cableado incluso dentro del gabinete de control. La longitud máxima del bucle de control entre esta señal y el convertidor de frecuencia no debe exceder los 50 metros.
Las líneas de señal y las líneas de alimentación deben colocarse en tubos metálicos o mangueras metálicas diferentes: si las líneas de señal que conectan el PLC y el convertidor de frecuencia no se colocan en tubos metálicos, son extremadamente susceptibles a sufrir daños por la frecuencia. convertidor y equipo externo; al mismo tiempo, debido a que el convertidor de frecuencia no tiene un reactor incorporado, las líneas de alimentación de nivel de entrada y salida del convertidor de frecuencia producirán fuertes interferencias con el mundo exterior. o manguera metálica donde se coloca la línea de señal debe extenderse hasta el terminal de control del convertidor de frecuencia. Asegúrese de que las líneas de señal y de alimentación estén completamente separadas.
1) La línea de señal de control analógico debe utilizar un cable blindado de doble hebra y la especificación del cable es de 0,75 mm2. Al realizar el cableado, asegúrese de prestar atención. El cable pelado debe ser lo más corto posible (alrededor de 5-7 mm). Al mismo tiempo, la capa blindada después del pelado debe envolverse con cinta aislante para evitar que el cable blindado. entrar en contacto con otros equipos y causar interferencias.
2) Para mejorar la simplicidad y confiabilidad del cableado, se recomienda utilizar terminales de barra engarzada en las líneas de señal.
El funcionamiento del convertidor de frecuencia y la configuración de parámetros relacionados:
El convertidor de frecuencia tiene muchos parámetros de configuración y cada parámetro tiene un cierto rango de selección. Durante el uso, a menudo encontramos problemas debido. a ajustes de parámetros individuales inadecuados, lo que provoca que el inversor no funcione correctamente.
Método de control: control de velocidad, control de paso, control PID u otros métodos. Después de adoptar este método de control, generalmente se requiere una identificación estática o dinámica según la precisión y las necesidades del control.
Frecuencia mínima de funcionamiento: es decir, la velocidad más baja a la que funciona el motor. Cuando el motor funciona a baja velocidad, su rendimiento de disipación de calor es muy pobre si el motor funciona a baja velocidad durante mucho tiempo. , provocará que el motor se queme. Además, cuando se ejecuta a baja velocidad, la corriente en el cable también aumentará, lo que también provocará que el cable se caliente.
Frecuencia máxima de funcionamiento: Generalmente, la frecuencia máxima del inversor es de 60 Hz, y algunos incluso alcanzan los 400 Hz. La alta frecuencia hará que el motor funcione a alta velocidad. Para los motores normales, los rodamientos no pueden exceder la velocidad nominal. velocidad durante mucho tiempo, incluso durante el funcionamiento, el rotor del motor no puede soportar tal fuerza centrífuga.
Frecuencia portadora: Cuanto mayor sea la frecuencia portadora, mayor será la componente armónica, lo cual está muy relacionado con factores como la longitud del cable, el calor del motor, el calor del cable y el calor del inversor.
Parámetros del motor: La configuración de los parámetros en el convertidor de frecuencia incluye potencia del motor, corriente, voltaje, velocidad y frecuencia máxima. Estos parámetros se pueden obtener directamente de la placa de identificación del motor.
Salto de frecuencia: En un cierto punto de frecuencia, puede ocurrir una vibración extrema, especialmente cuando todo el equipo es relativamente alto al controlar el compresor, se debe evitar el punto de sobretensión del compresor.
Análisis de fallas comunes:
1) Falla de sobrecorriente: Las fallas de sobrecorriente se pueden dividir en aceleración, desaceleración y sobrecorriente de velocidad constante. Puede deberse a que el tiempo de aceleración y desaceleración del inversor es demasiado corto, mutación de carga, distribución desigual de la carga, cortocircuito de salida, etc. Generalmente, se puede resolver extendiendo el tiempo de aceleración y desaceleración, reduciendo los cambios repentinos de carga, agregando componentes de frenado de energía, diseño de distribución de carga y verificando circuitos. Si la carga del inversor se desconecta o se produce una falla por sobrecorriente, significa que el circuito del inversor ha entrado en un bucle y es necesario reemplazar el inversor.
2) Fallo de sobrecarga: El fallo de sobrecarga incluye sobrecarga de conversión de frecuencia y sobrecarga del motor. Puede ser que el tiempo de aceleración sea demasiado corto, la tensión de red demasiado baja, la carga demasiado pesada, etc. Generalmente se puede solucionar ampliando el tiempo de aceleración, ampliando el tiempo de frenado, comprobando la tensión de la red eléctrica, etc. La carga es demasiado pesada, el motor seleccionado y el convertidor de frecuencia no pueden arrastrar la carga o puede deberse a una mala lubricación mecánica. Si es lo primero, se debe reemplazar el motor de alta potencia y el convertidor de frecuencia; si es lo segundo, se debe revisar la maquinaria de producción.
3) Subtensión: Hay un problema con la parte de entrada de energía del inversor y es necesario verificarlo antes de operar.