Unități AC de joasă tensiune explicate: cum funcționează și cum să alegeți unul pentru aplicația dvs

Treceți prin aproape orice fabrică modernă și veți găsi convertizoare de curent alternativ de joasă tensiune care fac o muncă liniștită, lipsită de farmec: ținând o pompă exact la presiunea necesară procesului, ridicând un transportor fără a rupe cureaua sau reducând viteza unui ventilator cu cincisprezece procente și reducând consumul de putere cu mai mult de o treime. Ele reprezintă legătura dintre o sursă de alimentare cu viteză fixă ​​și un motor care ar trebui să funcționeze cu adevărat la orice viteză cere munca.

La Raynen, am petrecut ani de zile construind unități pentru mașini OEM, modernizarea instalațiilor și industria grea. Acest ghid răspunde la întrebările pe care inginerii noștri le aud cel mai des: ce se află în interiorul unei unități de curent alternativ de joasă tensiune, cum se compară principalele tipuri, ce criterii de selecție contează și de unde provine efectiv rambursarea.

Ce contează ca o unitate de curent alternativ de joasă tensiune?

Tensiunea joasă descrie sursa la care se conectează unitatea, nu puterea pe care o furnizează. Conform definițiilor IEC, tensiunea joasă rulează până la 1.000 V AC, iar unitățile industriale sunt construite pentru rețele de 200 V, 380-480 V sau 525-690 V. Clasa 380-480 V este calul de lucru, acoperind majoritatea covârșitoare a motoarelor de la dimensiuni fracționale de kilowați până la câteva sute de kilowați. Acționările de medie tensiune preiau de la aproximativ 2,3 kV și deservesc mașini foarte mari.

Terminologia cauzează cea mai mare parte a confuziei. VFD, VSD și „invertor” descriu toate aceeași cutie. Strict vorbind, invertorul este doar o etapă internă; produsul complet este o unitate AC, iar unitățile AC de joasă tensiune sunt pur și simplu cele concepute pentru clasa de joasă tensiune.

Cum funcționează o unitate AC de joasă tensiune

Fiecare unitatea de curent alternativ de joasă tensiune efectuează aceeași transformare: preia curent alternativ cu frecvență fixă și tensiune fixă din rețea și furnizează curent alternativ cu frecvență variabilă și tensiune variabilă către motor. Trei etape fac treaba.

1. Redresor. Punțile de diode, sau un front-end activ pe unitățile regenerative, convertesc intrarea AC trifazat în DC.
2. Autobuz DC. Condensatorii și, la unitățile mai mari, un șoc de curent continuu netezesc legătura și stochează energie pentru sarcini tranzitorii.
3. Invertor. Modulele IGBT comută legătura DC înapoi într-o formă de undă AC modulată cu lățimea impulsului a cărei frecvență și tensiune le stabilește placa de control.

Deoarece viteza sincronă a unui motor cu inducție urmează frecvența de alimentare, schimbarea frecvenței modifică viteza direct. Scăderea frecvenței fără scăderea tensiunii ar satura circuitul magnetic, astfel încât unitatea menține raportul volți-per-hertz, sau un model de motor mai avansat, echilibrat în fiecare punct de funcționare.

Metode de control veți vedea

• Control V/f: simplu, tolerant și bine adaptat la ventilatoare, pompe și alte sarcini pătratice.
• Control vectorial fără senzori: răspuns la cuplu fără codificator pentru transportoare, mixere și extrudere.
• Control vectorial în buclă închisă: feedback al codificatorului pentru viteză și cuplu precise la macarale, bobinatoare și mașini-unelte.

Tipuri de unități de curent alternativ de joasă tensiune

Piața se împarte în câteva familii practice. Unitățile închise montate pe perete domină de la aproximativ 0,4 kW până la 90 kW și se află lângă mașină sau în interiorul unui panou mic. Unitățile modulare și construite în cabinet acoperă puteri mai mari și permit configurarea magistralelor DC partajate, unităților de frânare și filtrelor pentru aplicație. Sistemele multi-drive alimentează mai multe invertoare de la un singur redresor, care este obișnuit pe liniile textile, de ambalare și metal. Unitățile regenerative returnează energia de frânare la sursă în loc să o ardă într-un rezistor.

Pentru majoritatea sarcinilor de zi cu zi, o unitate compactă montată pe perete este suficientă și menține panoul mic.

RVE21 Furnizori de unități de curent alternativ inteligente de joasă tensiune • Design cu gamă largă de tensiuni • Capacitate de suprasarcină de până la 200% • Scut funcțional detașabil, instalare una lângă alta • Design independent al căilor respiratorii • Performanță la costuri ridicate Vizualizare produs →

Unitatea noastră inteligentă de frecvență variabilă de joasă tensiune RVE21 a fost proiectată exact pentru această situație: mașini OEM și reamenajări în cazul în care spațiul panoului este redus, cablarea trebuie să fie rapidă, iar unitatea trebuie să acopere o gamă largă de dimensiuni de motor.

Drive sau Soft Starter?

Ambele dispozitive stau în fața unui motor și ambele controlează rampa, așa că sunt adesea cotate unul împotriva celuilalt. Întrebarea decisivă este dacă trebuie să schimbați viteza după ce motorul a pornit.

Dacă procesul nu necesită niciodată o viteză diferită, un soft starter este de obicei răspunsul mai ieftin. Dacă viteza, cuplul sau consumul de energie trebuie să urmeze cererea, o unitate este investiția mai bună.

Alegerea Drive-ului potrivit

Puterea nominală din fișa de date este un punct de plecare, nu un răspuns. Lucrați mai întâi cu sarcina.

• Curentul motorului și suprasarcina: dimensiunea curentului la sarcină completă, apoi verificați dacă sarcina are nevoie de suprasarcină de 120%, 150% sau 200% pentru un minut sau mai mult.
• Profilul cuplului de sarcină: sarcinile cu cuplu constant, cum ar fi transportoarele și extruderele, necesită mai multă acționare decât sarcinile pătratice ale ventilatorului și pompei.
• Gama de viteze: funcționarea cu putere constantă peste viteza de bază necesită slăbirea câmpului și un motor nominal pentru aceasta.
• Frânare: decideți dacă este necesară o rezistență de frânare, o unitate de frânare sau un front regenerativ.
• Mediu: temperatura mediului ambiant, altitudinea, praful, umiditatea și gradul IP necesar reduc toate curentul de ieșire utilizabil.
• Calitatea puterii: limitele armonice, lungimea cablului și categoria EMC determină, de obicei, dacă sunt adăugate bobine sau filtre.
• Integrare: protocol fieldbus, număr I/O și dacă unitatea trebuie să comunice cu o platformă de control existentă.

Acolo unde sarcina este grea sau dinamica este strânsă, o acționare vectorială cu autotuning adecvată a motorului este alegerea mai sigură.

RVE32 Vector AC Drives Furnizori Carcasă din plastic • Tehnologie de control vectorial fără senzori de viteză • Adaptare automată a parametrilor buclei, nu este necesară depanare • Comunicare Modbus ca standard • Putere redusă ... Vizualizare produs →

Unitatea de frecvență variabilă vectorială RV32 este răspunsul nostru la aceste sarcini: control vectorial în buclă deschisă sau închisă, capacitate generoasă de suprasarcină și opțiunile de frânare și comunicare pe care le cer constructorii de mașini.

Unde unitățile de curent alternativ de joasă tensiune oferă rezultate

Aplicațiile se grupează în jurul câtorva modele. În sistemele de ventilatoare și pompe, sistemul de acţionare înlocuiește o supapă de reglare sau un amortizor, astfel încât motorul produce doar debitul necesar procesului. La compresoare, antrenările reduc pierderile de descărcare și mențin presiunea constantă. În fabricile chimice, ei îmblânzesc centrifugele și mixerele care, altfel, ar șoca cutia de viteze la fiecare pornire. Liniile de cauciuc și materiale plastice le folosesc pe extrudere cu șurub, în ​​timp ce echipamentele de ridicare și mașinile-unelte se bazează pe ele pentru accelerație controlată și poziționare repetabilă.

Suflantele de tratare a apei, pompele submersibile și sistemele de alimentare cu presiune constantă urmează aceeași logică. Puteți vedea cum sunt configurate aceste atribuții în nostru soluții de aplicare a ventilatoarelor și pompelor .

Furnizori de unități AC seria CT3000 Unitate de frecvență variabilă seria CT3000 400V 560-800kW Vizualizare produs →

Unitatea de frecvență variabilă seria CT3000 acoperă sarcini de uz general în aceste industrii, ceea ce o face un punct de plecare rațional atunci când un proiect combină mai multe tipuri de mașini într-o singură strategie de piese de schimb.

Eficiență energetică, fiabilitate și calitate a energiei

Legile afinității explică cea mai mare parte a economiilor: la sarcini centrifuge, debitul variază în funcție de viteză, în timp ce puterea arborelui variază în funcție de cubul de viteză. Prin urmare, o reducere a vitezei cu douăzeci la sută reduce puterea cu aproximativ jumătate. De aceea, proiectele de modernizare a ventilatoarelor și pompelor rambursează de obicei antrenamentul în decurs de unu până la trei ani.

Fiabilitatea vine din protecție plus o bună instalare. Unitățile moderne monitorizează curentul de ieșire, tensiunea magistralei DC, temperatura radiatorului și scurgerea la pământ și limitează cuplul mai degrabă decât declanșează ori de câte ori procesul o permite. Armonicele și EMC au nevoie în continuare de atenție: bobinele DC sau AC reduc distorsiunea curentului, cablul motor ecranat și zgomotul în modul comun de control corect al împământului, iar limitele de lungime a cablului protejează izolația motorului de marginile de comutare rapidă.

Punere în funcțiune, documentare și asistență

O bună punere în funcțiune este în mare parte pregătire. Introduceți mai întâi datele de pe plăcuța de identificare a motorului, rulați reglarea automată, apoi setați rampele de accelerație și decelerare în jurul inerției reale înainte ca unitatea să vadă o sarcină. Legați ecranul cablului motorului la ambele capete, țineți cablurile de control departe de cablurile de alimentare și înregistrați setul final de parametri, astfel încât o unitate de înlocuire să poată fi încărcată rapid.

Întreținerea rămâne simplă atunci când este programată: curățați radiatorul și ventilatorul de răcire, verificați condensatorii magistralei DC după o utilizare îndelungată, verificați cuplul terminalului anual și utilizați imagistica termică pentru a detecta mai devreme conexiunile slăbite. Al nostru manuale de utilizare și descărcări transportă listele de parametri, diagramele de cablare și documentele firmware necesare pentru ambele sarcini.

Întrebări frecvente

Poate un variator de curent alternativ de joasă tensiune să țină un motor la viteză zero?

Da, poate menține un arbore staționar în timp ce produce cuplu, dar motorul trebuie să fie evaluat pentru funcționare continuă la viteză mică. Motoarele standard auto-răcite își pierd fluxul de aer de răcire pe măsură ce viteza scade, așa că planificați un motor ventilat separat dacă sarcina de menținere este lungă.

Cât de departe poate merge cablul motorului de unitate?

Ca regulă generală, până la aproximativ 30-50 m neecranat sau 20-30 m ecranat. Funcționările mai lungi necesită un filtru dV/dt sau un reactor de ieșire pentru a proteja înfășurarea motorului de marginile de comutare abrupte.

Am întotdeauna nevoie de o rezistență de frânare?

Nu. Este necesar doar atunci când sarcina regenerează energie mai repede decât o poate absorbi unitatea de acţionare, de exemplu atunci când opriţi rapid un ventilator cu inerţie mare sau coborâţi un palan. Coborârile lente și încărcăturile cu inerție redusă nu necesită adesea nimic suplimentar.

Unitățile de curent alternativ de joasă tensiune recompensează potrivirea atentă mai mult decât orice specificație. Obțineți profilul de cuplu, cerințele de suprasarcină și mediul înconjurător corect, iar sistemul de acţionare devine o componentă fără întreținere a mașinii, mai degrabă decât o problemă recurentă.

Dacă doriți o a doua opinie cu privire la o aplicație, de la o curbă de pompă la o modernizare, inginerii noștri sunt bucuroși să vă ajute să o dimensionați, să o configurați și să o mențineți în funcțiune ani de zile.