במצבים שונים, ייתכן שיהיה צורך להמיר את תדר הזרם ההתחלתי לזרם בעל מתח תדר מוסדר. זה נדרש, למשל, בעת הפעלת מנועים אסינכרוניים כדי לשנות את מהירות הסיבוב שלהם. מאמר זה ידון במטרה ובעיקרון הפעולה של ממיר התדרים.
תוֹכֶן
מהו ממיר תדרים
ממיר תדרים (FC) הוא מכשיר חשמלי הממיר ומווסת בצורה חלקה זרם חילופין חד פאזי או תלת פאזי בתדר של 50 הרץ לסוג דומה של זרם בתדר של 1 עד 800 הרץ. מכשירים כאלה נמצאים בשימוש נרחב כדי לשלוט על פעולתן של מכונות חשמליות אסינכרוניות שונות, למשל, כדי לשנות את תדירות הסיבוב שלהן. ישנם גם מכשירים לשימוש ברשתות מתח גבוה תעשייתיות.
ממירים פשוטים מווסתים את התדר והמתח בהתאם למאפיין V/f, מכשירים מורכבים משתמשים בשליטה וקטורית.
ממיר התדרים הוא מכשיר מורכב מבחינה טכנית והוא מורכב לא רק מממיר תדרים, אלא גם בעל הגנה מפני זרם יתר, מתח יתר וקצר חשמלי. כמו כן, לציוד כזה עשוי להיות חנק לשיפור צורת הגל ומסננים להפחתת הפרעות אלקטרומגנטיות שונות. ישנם ממירים אלקטרוניים, כמו גם מכשירי מכונות חשמליות.
עקרון הפעולה של ממיר התדרים
ממיר אלקטרוני מורכב ממספר מרכיבים עיקריים: מיישר, מסנן, מיקרו-מעבד ומהפך.
מיישר יש חבורה של דיודות או תיריסטורים שמיישרים את הזרם ההתחלתי בכניסה לממיר. ממירי דיודה מאופיינים בהיעדר מוחלט של אדוות, הם זולים, אבל באותו זמן מכשירים אמינים. ממירים מבוססי תיריסטורים יוצרים את האפשרות לזרם לזרום בשני הכיוונים ומאפשרים החזרת אנרגיה חשמלית לרשת כאשר המנוע נבלם.
לְסַנֵן משמש בהתקני תיריסטורים כדי להפחית או להעלים אדוות מתח. ההחלקה מתבצעת באמצעות מסננים קיבוליים או אינדוקטיביים-קיבוליים.
מיקרו - מעבד – הוא קישור בקרה וניתוח של הממיר. הוא קולט ומעבד אותות מחיישנים, מה שמאפשר לך להתאים את אות המוצא מממיר התדרים עם בקר PID מובנה.כמו כן, רכיב מערכת זה מתעד ומאחסן נתוני אירועים, רושם ומגן על המכשיר מפני עומס יתר, קצר חשמלי, מנתח את מצב הפעולה ומכבה את המכשיר במקרה של הפעלת חירום.
ממיר מתח מתח וזרם משמשים לשליטה במכונות חשמליות, כלומר לשלוט בצורה חלקה על תדר הזרם. מכשיר כזה מייצר פלט "סינוס טהור", המאפשר להשתמש בו בתעשיות רבות.
עקרון הפעולה של ממיר התדר האלקטרוני (מהפך) מורכב משלבי העבודה הבאים:
- הזרם החד-פאזי או התלת-פאזי המתחלף הסינוסואיד מיושר על ידי גשר דיודה או תיריסטורים;
- בעזרת מסננים מיוחדים (קבלים), האות מסונן כדי להפחית או להעלים אדוות מתח;
- המתח מומר לגל תלת פאזי עם פרמטרים מסוימים באמצעות מיקרו-מעגל וגשר טרנזיסטור;
- במוצא המהפך, פולסים מלבניים מומרים למתח סינוסואידי עם פרמטרים מוגדרים.
סוגי ממירי תדרים
ישנם מספר סוגים של ממירי תדר, שהם כיום הנפוצים ביותר לייצור ושימוש:
ממירי אלקטרומכונות (אלקטרואינדוקציה): משמשים במקרים שבהם זה בלתי אפשרי או לא הולם להשתמש ב-FCs אלקטרוניים. מבחינה מבנית, מכשירים כאלה הם מנועים אסינכרוניים עם רוטור פאזה, הפועלים במצב גנרטור-ממיר.
מכשירים אלה הם ממירים מבוקרים סקלרים. במוצא של מכשיר זה נוצר מתח של משרעת ותדר נתונים כדי לשמור על שטף מגנטי מסוים בפיתולי הסטטור.הם משמשים במקרים בהם אין צורך לשמור על מהירות הרוטור בהתאם לעומס (משאבות, מאווררים וציוד אחר).
ממירים אלקטרוניים: בשימוש נרחב בכל תנאי העבודה עבור ציוד שונים. מכשירים כאלה הם וקטוריים, הם מחשבים באופן אוטומטי את האינטראקציה של השדות המגנטיים של הסטטור והרוטור ומספקים ערך קבוע של מהירות הרוטור ללא קשר לעומס.
- Cycloconverters;
- Cycloinverters;
- מהפך עם קישור DC ביניים:
- ממיר תדר של מקור זרם;
- ממיר תדר של מקור המתח (עם אפנון משרעת או רוחב דופק).
לפי היקף, הציוד יכול להיות:
- לציוד עם הספק של עד 315 קילוואט;
- ממירי וקטור להספק של עד 500 קילוואט;
- מכשירים חסיני פיצוץ לשימוש בסביבות נפץ ומאובקות;
- ממירי תדר המורכבים על מנועים חשמליים;
לכל סוג של ממיר תדר יש יתרונות וחסרונות מסוימים, והוא ישים לציוד ועומסים שונים, כמו גם לתנאי עבודה.
ניתן לשלוט על ממיר התדרים באופן ידני או חיצוני. בקרה ידנית מתבצעת מלוח הבקרה של המהפך, שיכול להתאים את המהירות או לעצור את הפעולה. בקרה חיצונית מתבצעת באמצעות מערכות בקרה אוטומטיות (APCS), שיכולות לשלוט בכל פרמטרי המכשיר ולאפשר לך להחליף את הסכימה או מצב הפעולה (באמצעות FC או מעקף).כמו כן, בקרה חיצונית מאפשרת לך לתכנת את פעולת הממיר בהתאם לתנאי ההפעלה, העומס, הזמן, המאפשר לך לעבוד במצב אוטומטי.
מדוע מנוע חשמלי עשוי להזדקק לממיר תדרים?
השימוש בממירי תדר מאפשר להוזיל את עלות החשמל, את עלות הפחת של מנועים וציוד. ניתן להשתמש בהם עבור מנועי כלוב סנאי זולים, מה שמפחית את עלויות הייצור.
מנועים חשמליים רבים פועלים בתנאים של שינוי תכוף של מצבי פעולה (התחלות ועצירות תכופות, שינוי עומס). ממירי תדר מאפשרים לך להפעיל את המנוע בצורה חלקה ולהפחית את מומנט ההתחלה המרבי והחימום של הציוד. זה חשוב, למשל, במכונות הרמה ומאפשר לך לצמצם את ההשפעה השלילית של התחלות פתאומיות, כמו גם לבטל את נדנוד המטען ואת הטלטלות בעת עצירה.
בעזרת המהפך ניתן לווסת בצורה חלקה את פעולתם של מפוחים, משאבות ומאפשר לבצע אוטומציה של תהליכים טכנולוגיים (בשימוש בבתי דוודים, בכרייה, במגזרי זיקוק הנפט והנפט, במפעלי מים ובמפעלים אחרים).
השימוש בממירי תדר במסועים, מסועים, מעליות מאפשר להגדיל את חיי השירות של הרכיבים שלהם, מכיוון שהוא מפחית טלטולים, זעזועים וגורמים שליליים אחרים בעת הפעלה ועצירה של ציוד. הם יכולים להגדיל ולהקטין בצורה חלקה את מהירות המנוע, לבצע תנועה לאחור, שחשובה למספר רב של ציוד תעשייתי בעל דיוק גבוה.
היתרונות של ממירי תדרים:
- הפחתת עלויות האנרגיה: על ידי הפחתת זרמי התנעה והתאמת כוח המנוע לפי עומס;
- הגדלת האמינות והעמידות של הציוד: מאפשרת לך להאריך את חיי השירות ולהגדיל את התקופה משירות טכני אחד למשנהו;
- מאפשר לך ליישם בקרה וניהול חיצוניים של ציוד ממכשירי מחשב מרוחקים ויכולת להשתלב במערכות אוטומציה;
- ממירי תדר יכולים לפעול עם כל הספק עומס (מקילווואט אחד ועד עשרות מגה וואט);
- נוכחותם של רכיבים מיוחדים בהרכב ממירי התדר מאפשרת לך להגן מפני עומס יתר, כשל פאזה וקצר חשמלי, כמו גם להבטיח פעולה בטוחה וכיבוי של ציוד במקרה חירום.
כמובן, כשמסתכלים על רשימה כזו של יתרונות, אפשר לתהות מדוע לא להשתמש בהם עבור כל המנועים בארגון? התשובה כאן ברורה, אבוי, אבל זו העלות הגבוהה של chastotnikov, ההתקנה וההתאמה שלהם. לא כל עסק יכול לעמוד בעלויות אלו.
מאמרים דומים:
