Частотно—регулируемый привод, или VFD, подает питание от источника — обычно от электросети — к двигателю в три основных этапа:
Выпрямитель обычно имеет 6-импульсный тип, названный так потому, что он состоит из шести диодов: по одному для положительного напряжения и по одному для отрицательного, на каждой из трех фаз питания. Но хотя диоды просты и экономичны, они создают гармоники, которые передаются обратно в энергосистему, что приводит к дополнительному нагреву и потерям и даже вызывает неустойчивое поведение подключенного оборудования.
Несколько выпрямителей (т.е. 12-импульсный, 18-импульсный или 24-импульсный) может уменьшить гармоники, но по мере добавления секций выпрямителя площадь и стоимость увеличиваются.Другим решением для уменьшения гармоник является добавление пассивных фильтров, которые создают низкий импеданс для поглощения частот гармоник. Но пассивные фильтры полезны только в ограниченных условиях, они занимают большую площадь и, как правило, потребляют больше энергии, чем другие альтернативы.Активный интерфейс (AFE) не только уменьшает гармоники, но и обеспечивает другие преимущества, которые могут снизить затраты для конечного пользователя.
Вместо использования диодов в выпрямителе для преобразования входящего переменного тока в постоянный, активный интерфейс использует биполярные резисторы с изолированным затвором (IGBT). IGBT — это устройства, переключение которых управляется электронным способом — отсюда и термин “активный” интерфейс. Активный интерфейс отслеживает форму входного сигнала тока и формирует его синусоидальным, снижая общее гармоническое искажение (THD) до 5 процентов или менее. (Обратите внимание, что THD измеряется только для гармоник более низкого порядка. Фильтр LCL необходим для уменьшения гармоник более высокого порядка, вызванных частотой переключения IGBT.)
Гармонические искажения также являются основным фактором, влияющим на коэффициент мощности системы в приложениях VFD. Коэффициент мощности определяется двумя переменными. Первый — это смещение, или фазовый угол, между приложенным напряжением и результирующим током. При работе с VFD напряжение и ток остаются в фазе, а смещение между ними (cos θ) поддерживается близким к единице (1).
Другим фактором является полное гармоническое искажение, которое имеет обратную зависимость от коэффициента мощности — чем выше THD, тем ниже коэффициент мощности. Таким образом, активный интерфейс, который снижает гармонические искажения (например, с 45 до 5 процентов), значительно повышает коэффициент мощности системы.
Коэффициент мощности — это, по сути, показатель того, насколько эффективно используется электроэнергия для выполнения полезной работы. Коммунальные компании часто наказывают промышленных потребителей, если их коэффициент мощности падает ниже установленного порога, часто в диапазоне от 0,85 до 0,95.
Еще одним преимуществом активных передних приводов является их способность управлять регенеративный власть. Конструкция выпрямителя IGBT допускает работу в четырех квадрантах, что означает, что двигатель может создавать как положительный, так и отрицательный крутящий момент (как это происходит при торможении или движении задним ходом), как при прямом, так и при обратном вращении двигателя.
Когда крутящий момент и вращение двигателя направлены в разные стороны (т.е. крутящий момент по часовой стрелке и вращение двигателя против часовой стрелки или наоборот), двигатель действует как генератор, и мощность, вырабатываемая двигателем, может быть возвращена в электросеть. Это устраняет необходимость в больших блоках резисторов для рассеивания регенерированной энергии и снижает затраты за счет обратной подачи энергии в линию, где ее можно использовать повторно.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии