Pengaturan frekuensi motor asinkron

Saat ini, kontrol frekuensi kecepatan sudut putaran penggerak listrik dengan motor asinkron banyak digunakan, karena memungkinkan dalam rentang yang luas untuk mengubah kecepatan putaran rotor dengan lancar baik di atas maupun di bawah nilai nominal.

Konverter frekuensi adalah perangkat modern berteknologi tinggi dengan rentang penyesuaian lebar yang memiliki serangkaian fungsi ekstensif untuk mengendalikan motor asinkron. Kualitas dan keandalan tertinggi memungkinkan untuk digunakan di berbagai industri untuk mengontrol penggerak pompa, kipas, konveyor, dll.

Konverter frekuensi untuk tegangan suplai dibagi menjadi satu fase dan tiga fase, tetapi dengan desain, menjadi mesin listrik berputar dan statis. Pada konverter mesin listrik, frekuensi variabel diperoleh dengan menggunakan mesin listrik konvensional atau khusus. V konverter frekuensi statis perubahan frekuensi suplai arus dicapai dengan penggunaan elemen listrik yang tidak bergerak.

Rangkaian konverter frekuensi motor induksi

Sinyal keluaran dari konverter frekuensi

Konverter frekuensi untuk sumber listrik satu fasa dapat menyediakan penggerak listrik untuk peralatan produksi dengan daya hingga 7,5 kW. Fitur desain konverter fase tunggal modern adalah bahwa pada input ada satu fase dengan tegangan 220V, dan pada output ada tiga fase dengan nilai tegangan yang sama, yang memungkinkan menghubungkan motor listrik tiga fase ke a perangkat tanpa menggunakan kapasitor.

Konverter frekuensi yang ditenagai oleh jaringan tiga fase 380V tersedia dalam rentang daya dari 0,75 hingga 630 kW. Bergantung pada nilai daya, perangkat diproduksi dalam gabungan polimer dan wadah logam.

Strategi pengendalian yang paling populer untuk motor induksi adalah pengendalian vektor. Saat ini, sebagian besar konverter frekuensi menerapkan kontrol vektor atau bahkan kontrol vektor tanpa sensor (kecenderungan ini ditemukan pada konverter frekuensi yang awalnya menerapkan kontrol skalar dan tidak memiliki terminal untuk menghubungkan sensor kecepatan).

Tergantung pada jenis beban keluaran, konverter frekuensi dibagi lagi menurut jenis penerapannya:

• untuk penggerak pompa dan kipas;

• untuk penggerak listrik industri umum;

• bekerja sebagai bagian dari motor listrik yang beroperasi dengan kelebihan beban.

Karakteristik mekanis dari beban tipikal

Konverter frekuensi modern memiliki serangkaian karakteristik fungsional yang beragam, misalnya, mereka memiliki kontrol kecepatan dan arah putaran motor secara manual dan otomatis, serta potensiometer bawaan di panel kontrol.Diberkahi dengan kemampuan untuk menyesuaikan rentang frekuensi keluaran dari 0 hingga 800 Hz.

Konverter dapat secara otomatis mengontrol motor asinkron sesuai dengan sinyal dari sensor periferal dan menggerakkan penggerak listrik sesuai dengan algoritme pengaturan waktu yang diberikan. Mendukung fungsi pemulihan otomatis jika terjadi kegagalan daya jangka pendek. Lakukan kontrol transien dari konsol jarak jauh dan lindungi motor listrik dari beban berlebih.

Hubungan antara kecepatan sudut rotasi dan frekuensi arus suplai mengikuti dari Persamaan

ωo = 2πe1/ p

Dengan tegangan suplai konstan U1 dan perubahan frekuensi, fluks magnet motor induksi berubah. Pada saat yang sama, untuk penggunaan sistem magnetik yang lebih baik, dengan penurunan frekuensi catu daya, tegangan harus dikurangi secara proporsional, jika tidak, arus magnetisasi dan kerugian pada baja akan meningkat secara signifikan.

Demikian pula, ketika frekuensi suplai meningkat, tegangan harus meningkat secara proporsional untuk menjaga agar fluks magnet tetap konstan, karena jika tidak (dengan torsi poros konstan) ini akan menyebabkan arus rotor meningkat, kelebihan beban belitannya oleh arus dan mengurangi torsi maksimum.

Hukum pengaturan tegangan rasional tergantung pada sifat momen resistansi.

Pada momen beban statis yang konstan (Ms = const), tegangan harus diatur sebanding dengan frekuensinya U1 / f1 = const. Untuk sifat beban kipas, rasionya berbentuk U1 / f21 = const.

Dengan torsi beban berbanding terbalik dengan kecepatan U1 /√f1 = const.

Gambar di bawah ini menunjukkan diagram koneksi yang disederhanakan dan karakteristik mekanis motor induksi dengan kontrol frekuensi kecepatan sudut.

Diagram koneksi konverter frekuensi ke motor asinkron

Karakteristik untuk beban dengan momen resistansi statis konstan

NFitur untuk mengisi daya kipas

Karakteristik di bawah beban statis torsi berbanding terbalik dengan kecepatan sudut rotasi

Pengaturan frekuensi kecepatan motor asinkron memungkinkan Anda untuk mengubah kecepatan sudut putaran dalam kisaran — 20 … 30 ke 1. Pengaturan kecepatan motor asinkron turun dari yang utama dilakukan secara praktis ke nol.

Ketika frekuensi jaringan suplai berubah, batas atas kecepatan rotasi motor asinkron bergantung pada sifat mekaniknya, terutama karena pada frekuensi di atas nominal motor asinkron beroperasi dengan karakteristik energi yang lebih baik daripada frekuensi yang lebih rendah. Oleh karena itu, jika gearbox digunakan dalam sistem penggerak, kontrol frekuensi motor ini harus dilakukan tidak hanya turun, tetapi juga naik dari titik nominal, hingga kecepatan putaran maksimum yang diizinkan di bawah kondisi kekuatan mekanik rotor.

Ketika kecepatan mesin meningkat di atas nilai yang tertera di paspornya, frekuensi sumber daya tidak boleh melebihi nominal tidak lebih dari 1,5 — 2 kali.

Metode frekuensi paling menjanjikan untuk pengaturan motor induksi rotor sangkar-tupai. Rugi daya dengan pengaturan seperti itu kecil, karena tidak disertai dengan peningkatan tergelincir… Karakteristik mekanis yang dihasilkan sangat kaku.