Ce este de conducere decizia de a alege - DC sau AC?
convertoare statice de putere bazate pe microprocesoare folosite în unități de curent alternativ și DC, a ajuns acum la un nivel tehnic foarte ridicat, care este (în limite acceptabile de proces) în majoritatea aplicațiilor permite unitatea de curent alternativ. în cazul în care înainte de a se utilizează unitatea de curent continuu. Cu toate acestea, unitatea convențională de curent continuu (1-și 4 cadrane) continuă să joace un rol important, în special în acele aplicații în care este necesar pentru a oferi moduri dinamice mari cu cuplu constant, cerințe stricte pentru capacitatea de suprasarcină pe o viteză largă și o gamă de recuperare a energiei înapoi în de rețea.
Principalele criterii de selecție
Primul lucru pe care un utilizator trebuie să facă este de a evalua în mod obiectiv opțiunile disponibile pe piață de unități de viteză variabilă și îndeplinește condițiile tehnice de aplicare sarcină / proces. Principalele criterii ale acestei evaluări ar trebui să fie:
1. totală acționare valoarea controlată și echipamentul suplimentar necesar
2. Costurile de operare curente:
- serviciu;
- costurile de producție, eficiență, etc;
- Zona de plasare necesară.
3. Aspectele tehnologice și inovatoare:
- răspuns dinamic, timp de accelerare; operațiune 4 cadrane; oprire de urgență, etc.
- Caracteristici dimensionale-masă.
4. fiabilitate, unitățile operaționale: pretabilitate
- respectarea standardelor internaționale și a standardelor IEC GOST, EN, CE-EMC; CSA, UL, etc.;
- condițiile de mediu; Carcasa de protecție; reparații „la fața locului“
5. Impactul asupra mediului:
- distorsiune a tensiunii de alimentare
- EMC
6. Spațiul necesar pentru invertor și motor
7. disiparea de căldură
Comparând caracteristicile de bază ale unităților AC și DC în uz industrial
unitate DC
Ca o primă aproximare a diferențelor semnificative între cele două unități nu este atât de mult; Cu toate acestea, la o examinare mai atentă, identifică caracteristicile actuatori și diferitele principii fizice de funcționare. Dahle Articolul descrie aspecte ale diferențelor sisteme de acționare în următoarele puncte:
- caracteristicile motorului ca traductoare electromecanice
- Caracteristicile de convertoare de energie electrică
- servomotoare 4 cadrane
- Impactul asupra mediului
- Modernizare DC Drives
Diferențele dintre motoarele de curent alternativ și DC
Cei mai mulți utilizatori au o înțelegere de bază a motoarelor electrice, „motoare de curent continuu de complex, care necesită întreținere frecvente, ceea ce le face o operație costisitoare; în plus, acestea au un grad redus de protecție. motoare de curent alternativ (motoare de inducție) sunt simple și fiabile, nu necesită întreținere, au o rată mai scăzută, și, în plus, un grad mai ridicat de protecție“. O astfel de clasificare poate fi valabil și pentru numeroase aplicații simple; nu sunt mai mici decât verdictul general este de dorit să o examinare mai atentă!
Caracteristicile mecanice ale drive-uri DC
Caracteristicile mecanice ale acționărilor cu frecvență variabilă
O ventilație independent utilizat în mod obișnuit (aprox. 85% unități de viteză până la 250 kW) asigură o bună disipare a căldurii de rotorul motorului de curent continuu, la toate vitezele.
Auto-ventilate frecvent utilizate (aproximativ 90% din motoarele cu viteză variabilă la 250 kW) la motoare asincrone convenționale nu este eficient la toate vitezele. de căldură nu poate de fapt posibil, la viteze mici.
Aplicațiile tipice care necesită menținerea cuplu constant într-o gamă largă de viteze: mașini de desen, compresoare cu piston, dispozitive de ridicare, telecabine, extrudere.
Aplicațiile tipice cu un cuplu redus la viteză redusă corespunzătoare caracteristicii din Fig. 4: pompe, ventilatoare etc. cu o dependență pătratică de viteza sarcinii ..
Caracteristici raport putere și viteză pentru motoare de curent continuu S1 și AC:
(1) Spre deosebire de motorul standard de inducție cu o bază fixă de viteză (nominală) (viteza sincrona 3000/1500/1000 /. / Min la 50 Hz), motor de curent continuu pot fi proiectate cu viteza de rotație de bază variază de la aproximativ 300 la 4000 rot / min pentru fiecare punct de funcționare.
(2) În funcție de mărimea motoarelor de curent continuu (ca compensate și non-compensate) pot avea un câmp zonă slăbire 1. 1. 3 sau 5.
(3) limitarea puterii asociate cu cuplul maxim al motorului asincron este redusă în pătratul vitezei (1 / n2).
(4) limitarea puterii asociată cu o scădere a capacității de comutare DC motor cu colector.
Comparând performanțele motorului indică faptul că asincronă cu motor de curent continuu avantajos pentru funcționarea continuă la viteze mici și o gamă largă de viteză la putere constantă. Capacitatea de suprasarcină în modul intermitent depinde nu numai de parametrii motorului, ci într-o mare măsură de caracteristicile convertor / invertor tiristor de frecvență.
Gama largă de viteze în care motorul poate da putere maximă, cu atât mai bine poate fi adaptat la procesele necesare pentru a obține un cuplu constant pe toată gama de turații.
Aplicații tipice: dispozitiv de înfășurare.
• Tipuri, momente de inerție și accelerarea timpului:
Principala diferență tehnică motoare de curent continuu și curent alternativ. metode de formare a magnetice pierderile de flux și disipează putere duce de asemenea la diferite dimensiuni (înălțimea axei de rotație H) și momentul de inerție al rotorului (Jrotor), la unul și același cuplu nominal al motorului.
Motoarele de curent continuu au o mult mai mică rotație înălțimea axei H și greutatea rotorului decât motoarele asincrone, și, prin urmare, are un rotor inferior inerție Jrotor, ceea ce reprezintă un avantaj semnificativ în aplicații de înaltă dinamice, cum ar fi echipamentele de testare, foarfeci de zbor și actuatori inversoare, ca aceasta afectează timpul de accelerare și răspunsul dinamic al motorului în 4 aplicații Quadrant (modurile motor și frână).
• gamă largă de viteză la putere constantă (câmp de slăbire sau excitație gamă de operare de reglare):
Pentru aplicații specializate, unitatea, elementul de înfășurare de antrenare și decoiler, pat de testare, ridicare, etc. Este nevoie de o gamă foarte largă de viteze la putere constantă. În acest caz,-slăbirea câmpului modul motorului tradițional de curent continuu cu excitație separată este deosebit de rentabilă. Aceasta înseamnă o gamă largă de viteze la care motorul poate livra puterea maximă (lungimea caracteristică a liniei orizontale din Figura 5 de la nG la n1), necesită o marjă mai mică a puterii motorului Pmax (motor) / Pmax (sarcină).
• Protecția motorului:
Punct de vedere istoric, care din anii '20, motoare de curent continuu au fost dezvoltate în primul rând pentru actuatoarele controlate, care rezultă în aplicarea acestor ventilație forțată internă independentă (aproximativ 85% motoare 250 kW). motoare asincrone standard a început în mod activ să fie aplicat în anii '70 / '80, iar majoritatea (aproximativ 90% până la 250 kW), realizate din suprafața auto-ventilate, ca unități cu viteză variabilă, atunci nu au fost răspândite. Practic, toate motoarele asincrone, aprox. la 1400 kW au un grad de protecție IP 54, ca un standard, datorită construcției lor simplu și robust. Pentru utilizare în zone periculoase, utilizează aproape exclusiv motoare de curent alternativ antideflagrante. Motor asincron jucat pentru o poziție de conducere și-a dovedit eficiența în sectoarele industriale, care sunt caracterizate prin condiții de mediu agresive, un grad ridicat de contaminare și praf.
• Greutatea și spațiu pentru instalarea motorului:
Greutatea redusă și dimensiunile motoarelor de curent continuu (gradul standard protectie IP 23) în comparație cu motoarele cu inducție (grad standard IP protecție 54) este deosebit de importantă pentru aplicațiile în care motorul trebuie să fie deplasat împreună cu încărcătura (de ex. Pentru ridicarea mari, poduri rulante) sau în sistemele în care este important aranjament compact (instalații, platforme pentru pârtii de schi, aplicații marine, mașini de imprimare, etc.).
Diferențele dintre tiristorului convertoare DC și invertoare
• comutarea și conversia energiei electrice:
1 Schema bloc a dc quad-drive
tranziție de curent de la un tiristor la altul începe cu un impuls de pornire și apoi continuă în modul liniar interconectate. Aceasta înseamnă că tensiunea între faze de rețea comutată este polarizat astfel încât o re-curent crește cu posibilitate de deschidere tiristor și blochează tiristorului precedent pentru a reduce curentul său la zero. Comutarea tiristoare este produs in mod natural de (tensiune de rețea) în timpul trecerii curentului prin zero și blocarea tiristoarelor se întâmplă fără probleme chiar și la o supraîncărcare considerabilă. Prin urmare, tiristoarele nu poate fi selectată la curentul de vârf, precum și sarcina nominală a curentului mediu de operare.
Schema bloc a convertorului de frecvență
Cu toate ca redresor de intrare invertor punte funcționează în mod similar cu unitatea de curent continuu, cu toate acestea au un curent redresat trebuie să fie convertite înapoi în trei faze de curent alternativ de un invertor. Din moment ce DC nu are nici o trecere prin zero, elementele de comutare (tranzistoare IGBT) ar trebui să întrerupă curentul de sarcină maximă. Când tranzistorul IGBT este închis, curentul electric trece printr-o diodă inversă la polul opus al tensiunii de curent continuu. Comutarea are loc fără control de tensiune, dar este posibil, în orice moment, indiferent de tensiunea de alimentare.
rezultat:
Trecerea convertizorului de frecvență are loc cu mare frecvență și tensiunea de ieșire de înaltă frecvență apare componentă, și este posibil să apară probleme cu compatibilitatea electromagnetică.
Convertorul DC-DC are un singur circuit de conversie a energiei (AC → DC). Cele două frecvențe circuitului de conversie convertoarele de putere (AC → DC și DC → AC), adică Pierderea de putere dublat în comparație cu drive-urile DC.
Pierderile de putere obținute empiric după cum urmează: BSA - 0,8%. 1,5% din puterea nominală; VFD - 2%. 3,5% din puterea nominală.
Spațiul necesar pentru a se adapta puterii de ieșire a invertorului de cabinet de 100 kW: BSA - 100% VFD - 130%. 300%. Acesta este avantajul de unități DC determină reducerea sistemului de răcire mărimea și costul dulapului de comandă și.
• Curenții de ieșire de curent alternativ și curent continuu; zgomotul motorului; sarcina pe izolația înfășurării, compatibilitatea electromagnetică (CEM):