درایوهای AC ولتاژ پایین توضیح داده شده: چگونه کار می کنند و چگونه یکی را برای برنامه خود انتخاب کنید

تقریباً در هر کارخانه مدرن قدم بزنید و درایوهای AC ولتاژ پایین را خواهید یافت که کارهایی آرام و بی‌هیجان انجام می‌دهند: پمپ را دقیقاً با فشار مورد نیاز فرآیند نگه می‌دارند، یک نوار نقاله را بدون قفل کردن تسمه بالا می‌برند، یا سرعت فن را تا پانزده درصد کاهش می‌دهند و مصرف برق آن را بیش از یک سوم کاهش می‌دهند. آنها رابط بین منبع تغذیه با سرعت ثابت و موتوری هستند که واقعاً باید با هر سرعتی که کار می خواهد کار کند.

در Raynen، ما سال‌ها صرف ساخت درایو برای ماشین‌های OEM، مقاوم‌سازی کارخانه‌ها و صنایع سنگین کرده‌ایم. این راهنما به سوالاتی که مهندسان ما اغلب می‌شنوند پاسخ می‌دهد: داخل یک درایو AC ولتاژ پایین چیست، انواع اصلی چگونه با هم مقایسه می‌شوند، کدام معیارهای انتخاب مهم هستند و بازپرداخت واقعاً از کجا می‌آید.

چه چیزی به عنوان یک درایو AC ولتاژ پایین به حساب می آید؟

ولتاژ پایین منبع تغذیه ای را که درایو به آن وصل می شود، توصیف می کند، نه برقی که ارائه می کند. طبق تعاریف IEC، ولتاژ پایین تا 1000 ولت AC اجرا می شود و درایوهای صنعتی برای شبکه های 200 ولت، 380-480 ولت یا 525-690 ولت ساخته شده اند. کلاس 380-480 ولت اسب کار است که اکثریت قریب به اتفاق موتورها از سایز کیلووات کسری تا چند صد کیلووات را پوشش می دهد. درایوهای ولتاژ متوسط ​​تقریباً از 2.3 کیلو ولت استفاده می کنند و به ماشین های بسیار بزرگ خدمت می کنند.

اصطلاحات باعث بیشتر سردرگمی ها می شود. VFD، VSD و "اینورتر" همه یک جعبه را توصیف می کنند. به بیان دقیق، اینورتر تنها یک مرحله داخلی است. محصول کامل یک درایو AC است و درایوهای AC ولتاژ پایین به سادگی آنهایی هستند که برای کلاس ولتاژ پایین طراحی شده اند.

چگونه یک درایو AC ولتاژ پایین کار می کند

هر درایو AC ولتاژ پایین همان تبدیل را انجام می دهد: AC فرکانس ثابت و ولتاژ ثابت را از شبکه می گیرد و AC فرکانس متغیر و ولتاژ متغیر را به موتور تحویل می دهد. سه مرحله کار را انجام می دهد.

1. یکسو کننده. پل های دیودی یا یک قسمت جلویی فعال در واحدهای احیا کننده، AC سه فاز ورودی را به DC تبدیل می کنند.
2. اتوبوس DC. خازن ها و در واحدهای بزرگتر، یک چوک DC پیوند را صاف کرده و انرژی را برای بارهای گذرا ذخیره می کند.
3. اینورتر. ماژول‌های IGBT پیوند DC را به شکل موج AC مدوله‌شده با عرض پالس برمی‌گردانند که فرکانس و ولتاژ آن برد کنترل تنظیم می‌شود.

از آنجایی که سرعت سنکرون موتور القایی از فرکانس عرضه پیروی می کند، تغییر فرکانس سرعت را مستقیماً تغییر می دهد. افت فرکانس بدون افت ولتاژ، مدار مغناطیسی را اشباع می کند، بنابراین درایو نسبت ولت بر هرتز یا یک مدل موتور پیشرفته تر را در هر نقطه کاری متعادل نگه می دارد.

روش های کنترلی که خواهید دید

• کنترل V/f: ساده، قابل قبول و به خوبی با فن ها، پمپ ها و سایر بارهای درجه دوم مطابقت دارد.
• کنترل برداری بدون سنسور: پاسخ گشتاور بدون رمزگذار برای نوار نقاله، میکسر و اکسترودر.
• کنترل برداری حلقه بسته: بازخورد رمزگذار برای سرعت و گشتاور دقیق در جرثقیل ها، سیم پیچ ها و ماشین ابزار.

انواع درایوهای AC ولتاژ پایین

بازار به چند خانواده عملی تقسیم می شود. درایوهای محصور دیواری از حدود 0.4 کیلو وات تا 90 کیلووات غالب هستند و در کنار دستگاه یا داخل یک پانل کوچک قرار می گیرند. درایوهای ماژولار و کابینت ساخته شده قدرت های بالاتری را پوشش می دهند و اجازه می دهند اتوبوس های DC مشترک، واحدهای ترمز و فیلترها برای برنامه پیکربندی شوند. سیستم های چند درایو چندین اینورتر را از یک یکسو کننده تغذیه می کنند که در خطوط نساجی، بسته بندی و فلزی رایج است. درایوهای احیا کننده انرژی ترمز را به جای سوزاندن آن در یک مقاومت به منبع باز می گرداند.

برای اکثر کارهای روزمره، یک دستگاه دیواری فشرده کافی است و پانل را کوچک نگه می دارد.

تامین کنندگان درایوهای AC ولتاژ پایین هوشمند RVE21 • طراحی محدوده ولتاژ وسیع • قابلیت اضافه بار تا 200٪ • سپر عملکردی قابل جابجایی، نصب کنار هم • طراحی مستقل راه هوایی • عملکرد هزینه بالا مشاهده محصول →

درایو فرکانس متغیر ولتاژ پایین RVE21 هوشمند ما دقیقاً برای چنین شرایطی طراحی شده است: ماشین‌های OEM و مقاوم‌سازی‌هایی که فضای پانل تنگ است، سیم‌کشی باید سریع باشد و درایو هنوز باید طیف وسیعی از اندازه‌های موتور را پوشش دهد.

درایو یا سافت استارتر؟

هر دو دستگاه در مقابل یک موتور قرار می گیرند و هر دو رمپ را کنترل می کنند، بنابراین اغلب در مقابل یکدیگر نقل قول می شوند. سوال تعیین کننده این است که آیا بعد از روشن شدن موتور نیاز به تغییر سرعت دارید یا خیر.

اگر فرآیند هرگز به سرعت متفاوتی نیاز نداشته باشد، معمولاً یک راه‌انداز نرم پاسخ ارزان‌تری است. اگر سرعت، گشتاور یا مصرف انرژی باید به دنبال تقاضا باشد، درایو سرمایه گذاری بهتری است.

انتخاب درایو مناسب

رتبه بندی قدرت برگه اطلاعات یک نقطه شروع است، نه یک پاسخ. ابتدا از طریق بار کار کنید.

• جریان موتور و اضافه بار: اندازه جریان با بار کامل، سپس بررسی کنید که آیا وظیفه به 120٪، 150٪ یا 200٪ اضافه بار برای یک دقیقه یا بیشتر نیاز دارد.
• مشخصات گشتاور بار: بارهای با گشتاور ثابت مانند نوار نقاله ها و اکسترودرها بیشتر از بارهای فن و پمپ درجه دوم نیاز به درایو دارند.
• محدوده سرعت: عملکرد با توان ثابت بالاتر از سرعت پایه نیاز به تضعیف میدان و موتوری برای آن دارد.
• ترمز: تصمیم بگیرید که آیا یک مقاومت ترمز، یک واحد ترمز یا یک قسمت جلوی احیا کننده مورد نیاز است.
• محیط: دمای محیط، ارتفاع، گرد و غبار، رطوبت و درجه IP مورد نیاز همگی جریان خروجی قابل استفاده را کاهش می دهند.
• کیفیت توان: محدودیت های هارمونیک، طول کابل و دسته EMC معمولا تعیین می کند که چوک ها یا فیلترها اضافه شوند.
• یکپارچه سازی: پروتکل فیلد باس، تعداد ورودی/خروجی و اینکه آیا درایو باید با یک پلت فرم کنترل موجود صحبت کند.

در جایی که بار سنگین است یا دینامیک تنگ است، یک درایو برداری با تنظیم خودکار موتور مناسب انتخاب مطمئن‌تری است.

تامین کنندگان درایوهای AC وکتور RVE32 پوسته پلاستیکی • فناوری کنترل برداری بدون سنسور سرعت • تطبیق پارامتر حلقه خودکار، بدون نیاز به اشکال زدایی • ارتباطات مدباس به صورت استاندارد • کم مصرف ... مشاهده محصول →

درایو فرکانس متغیر بردار RV32 پاسخ ما به این وظایف است: کنترل برداری حلقه باز یا بسته، قابلیت اضافه بار سخاوتمندانه، و گزینه های ترمز و ارتباطی که سازندگان ماشین آلات درخواست می کنند.

جایی که درایوهای AC ولتاژ پایین نتایج را ارائه می دهند

برنامه ها حول چند الگو جمع می شوند. در سیستم های فن و پمپ، درایو جایگزین یک شیر گاز یا دمپر می شود، بنابراین موتور فقط جریان مورد نیاز فرآیند را تولید می کند. در کمپرسورها، درایوها تلفات تخلیه را کاهش داده و فشار را ثابت نگه می دارند. در کارخانه های شیمیایی، سانتریفیوژها و میکسرها را رام می کنند که در غیر این صورت در هر شروع به گیربکس شوک وارد می کنند. خطوط لاستیکی و پلاستیکی از آنها در اکسترودرهای پیچی استفاده می کنند، در حالی که تجهیزات بالابر و ماشین ابزار برای شتاب کنترل شده و موقعیت یابی قابل تکرار به آنها تکیه می کنند.

دمنده های تصفیه آب، پمپ های شناور و سیستم های تامین فشار ثابت از همین منطق پیروی می کنند. می توانید نحوه پیکربندی این وظایف را در ما مشاهده کنید راه حل های کاربردی فن و پمپ .

تامین کنندگان درایوهای AC سری CT3000 درایو فرکانس متغیر سری CT3000 400 ولت 560-800 کیلووات مشاهده محصول →

درایو فرکانس متغیر سری CT3000 وظایف همه منظوره را در این صنایع پوشش می دهد، که باعث می شود زمانی که یک پروژه چندین نوع ماشین را تحت یک استراتژی قطعات یدکی ترکیب می کند، نقطه شروع معقولی باشد.

بهره وری انرژی، قابلیت اطمینان و کیفیت برق

قوانین وابستگی بیشتر داستان صرفه جویی را توضیح می دهند: در بارهای گریز از مرکز، جریان با سرعت تغییر می کند در حالی که قدرت شفت با مکعب سرعت تغییر می کند. بنابراین، بیست درصد کاهش سرعت، برق را تقریباً به نصف کاهش می دهد. به همین دلیل است که پروژه‌های مقاوم‌سازی روی فن‌ها و پمپ‌ها معمولاً درایو را در عرض یک تا سه سال بازپرداخت می‌کنند.

قابلیت اطمینان از محافظت و نصب خوب ناشی می شود. درایوهای مدرن جریان خروجی، ولتاژ باس DC، دمای هیت سینک و نشتی زمین را کنترل می‌کنند و هر زمان که فرآیند اجازه می‌دهد، گشتاور را محدود می‌کنند تا خاموش شوند. هارمونیک و EMC هنوز نیاز به توجه دارند: چوک های DC یا AC اعوجاج جریان را کاهش می دهند، کابل موتور محافظ شده و نویز حالت معمولی را کنترل می کند و محدودیت های طول کابل، عایق موتور را در برابر سوئیچینگ سریع لبه ها محافظت می کند.

راه اندازی، مستندسازی و پشتیبانی

راه اندازی خوب بیشتر آماده سازی است. ابتدا اطلاعات پلاک موتور را وارد کنید، تنظیم خودکار را اجرا کنید، سپس رمپ های شتاب و کاهش سرعت را در اطراف اینرسی واقعی تنظیم کنید، قبل از اینکه درایو بار را ببیند. صفحه کابل موتور را در دو انتها بچسبانید، سیم‌کشی کنترل را از سیم‌کشی برق دور نگه دارید و مجموعه پارامتر نهایی را ثبت کنید تا واحد جایگزین به سرعت بارگیری شود.

تعمیر و نگهداری در زمان برنامه‌ریزی ساده می‌ماند: هیت سینک و فن خنک‌کننده را تمیز کنید، خازن‌های باس DC را پس از سرویس طولانی بررسی کنید، گشتاور ترمینال را سالانه تأیید کنید، و از تصویربرداری حرارتی برای دریافت زودهنگام اتصالات استفاده کنید. ما راهنمای کاربر و دانلود لیست پارامترها، نمودارهای سیم کشی و اسناد سیستم عامل مورد نیاز برای هر دو کار را حمل کنید.

سوالات متداول

آیا یک درایو AC ولتاژ پایین می تواند موتور را با سرعت صفر نگه دارد؟

بله، می تواند یک شفت را در حین تولید گشتاور ثابت نگه دارد، اما موتور باید برای کار مداوم در سرعت کم رتبه بندی شود. موتورهای استاندارد خود خنک شونده با کاهش سرعت جریان هوای خنک کننده خود را از دست می دهند، بنابراین اگر وظیفه نگهداری طولانی است، برای یک موتور تهویه جداگانه برنامه ریزی کنید.

کابل موتور چقدر می تواند از درایو عبور کند؟

به عنوان یک قاعده کلی، تا حدود 30-50 متر بدون محافظ یا 20-30 متر محافظ. کارکردهای طولانی‌تر به یک فیلتر dV/dt یا راکتور خروجی برای محافظت از سیم‌پیچ موتور در برابر لبه‌های سوئیچینگ شیب دار نیاز دارند.

آیا همیشه به مقاومت ترمز نیاز دارم؟

خیر. فقط زمانی لازم است که بار سریعتر از آن که درایو بتواند آن را جذب کند، انرژی را احیا می کند، برای مثال هنگامی که یک فن با اینرسی بالا را به سرعت متوقف می کنیم یا یک بالابر را پایین می آوریم. پایین آمدن آهسته سطح شیب دار و بارهای با اینرسی کم اغلب به هیچ چیز اضافی نیاز ندارند.

درایوهای AC ولتاژ پایین بیش از هر مشخصات واحدی به تطابق دقیق پاداش می دهند. مشخصات گشتاور، نیاز اضافه بار و محیط را به درستی دریافت کنید، و درایو به جای یک مشکل تکرار شونده، به بخشی از دستگاه بدون نیاز به تعمیر و نگهداری تبدیل می شود.

اگر نظر دومی در مورد یک برنامه کاربردی، از منحنی پمپ گرفته تا مقاوم‌سازی می‌خواهید، مهندسان ما خوشحالند که به شما کمک می‌کنند آن را اندازه‌گیری کنید، آن را راه‌اندازی کنید و آن را برای سال‌ها فعال نگه دارید.