Panou de control VFD

Standarde aplicabile

UL 508A

IEC61000-4 《AMENDMENT 1 Compatibilitate electromagnetică (EMC)》

Caracteristică

• Performanță excelentă
• Economisirea energiei
• Eficiență ridicată
  
  
  

Standarde de performanță a produsului

GB/T 12668.3-2012: unități electrice cu viteză variabilă-Partea 3: Cerințe de compatibilitate electromagnetică și metode de testare specifice

IEC 61800-2: 2021: Sisteme de acționare electrică cu viteză reglabilă - Partea 2: Cerințe generale - Specificații de evaluare pentru sisteme de acționare cu viteză de viteză reglabilă

IEC 60204-1: 2021: Siguranța utilajelor - Echipament electric al mașinilor - Partea 1: Cerințe generale

IEC 61000-6-2: 2016: Compatibilitate electromagnetică (EMC)-Partea 6-2: Standarde generice-Standard de imunitate pentru medii industriale

Aplicație

Panoul de control VFD este utilizat pe scară largă cu linii de producție, pompe, ventilatoare, aparate de aer condiționat, ascensoare, depozite de logistică, metalurgie și diverse alte scenarii industriale.

Importanța tehnologiei VFD

Tehnologia de unitate de frecvență variabilă (VFD) reprezintă o piatră de temelie a automatizării industriale moderne, oferind progrese critice în eficiență, control și longevitate a echipamentelor. Prin gestionarea precisă a vitezei și cuplului motoarelor electrice, VFD-urile oferă avantaje semnificative față de sistemele motorii tradiționale cu viteză fixă.

Principalele beneficii ale tehnologiei VFD includ:

• Economii de energie: Unul dintre cele mai convingătoare avantaje este reducerea substanțială a consumului de energie. În aplicații precum pompe și ventilatoare, consumul de energie al unui motor este direct legat de cubul vitezei sale; Chiar și o reducere mică a vitezei poate duce la economii semnificative de energie, adesea reducând consumul de energie cu aproape 50%, cu doar o reducere de viteză de 20%. Această capacitate permite utilajelor să corespundă consumului de energie cu cererea reală de încărcare, minimizarea deșeurilor și scăderea costurilor operaționale.
• Controlul îmbunătățit al procesului: VFD -urile permit un control precis și reglabil asupra vitezei, accelerației și cuplului unui motor. Acest lucru duce la o funcționare mai ușoară, cum ar fi pornirile moi, care se ridică treptat la viteza motorului, reducând tensiunea mecanică pe centuri, angrenaje și cuplaje. Acest nivel de control este crucial în aplicațiile care necesită o precizie ridicată, de la sistemele transportoare de fabricație până la aplicațiile HVAC, asigurând o calitate mai bună a produsului și o performanță constantă.
• Durata de viață a echipamentului extins: Prin reducerea stresului mecanic în timpul pornirii și funcționării, VFD -urile minimizează uzura pe motoare și echipamente conectate. Această operație mai ușoară duce la o durată de viață mai lungă pentru componente mecanice și reduce frecvența de întreținere și de oprire. Mai mult, VFD -urile oferă o protecție îmbunătățită pentru motoarele împotriva problemelor precum supraîncărcarea termică, supratensiunea și subțire.

Componente de bază ale unui panou VFD

Un panou de control cu ​​unitate de frecvență variabilă (VFD) este un ansamblu al diferitelor componente care lucrează împreună pentru a controla în siguranță un motor. În timp ce VFD în sine este componenta centrală, panoul integrează alte dispozitive critice pentru a asigura protecția, stabilitatea operațională și controlul utilizatorilor.

Unitatea de frecvență variabilă (VFD)

În centrul panoului se află VFD, cunoscut și sub denumirea de acționare de curent alternativ sau invertor. Acest dispozitiv electronic sofisticat este responsabil de transformarea frecvenței și tensiunii fixe din sursa de alimentare primită într -o frecvență variabilă și ieșirea de tensiune. Acest proces permite un control precis asupra vitezei și cuplului motorului. Un VFD este alcătuit din trei secțiuni primare: redresorul, o legătură DC și invertorul.

Piese electrice cheie

Pentru a sprijini VFD și pentru a proteja întregul sistem, un panou de control include mai multe componente electrice cheie:

• Întrerupătoare și siguranțe: Acestea sunt dispozitive de protecție esențiale situate la sursa de alimentare de intrare. Aceștia protejează VFD și alte componente de daune prin întreruperea circuitului în caz de scurtcircuit sau supraîncărcare. De asemenea, servesc ca mijloc de deconectare a puterii în siguranță pentru întreținere.
• Reactoare de linie și filtre armonice: Un reactor de linie este un inductor instalat înainte de VFD pentru a atenua armonicele și vârfurile de tensiune de linia electrică, îmbunătățind calitatea puterii și protejând unitatea. Pentru o reducere mai eficientă a distorsiunii armonice, care poate avea un impact negativ asupra altor echipamente pe aceeași rețea electrică, poate fi utilizat un filtru armonic.
• Contactori și dispozitive de bypass: Un contactor poate fi utilizat pentru a angaja sau dezactiva VFD de la motor. Un contactor de bypass permite ca motorul să fie rulat direct de la sursa principală de alimentare, ocolind VFD. Aceasta este o caracteristică crucială pentru aplicațiile critice în care sistemul trebuie să continue să funcționeze chiar dacă VFD nu reușește sau necesită întreținere.
• Sistem de răcire: VFD -urile generează o cantitate semnificativă de căldură în timpul funcționării. Pentru a preveni supraîncălzirea și a asigura fiabilitatea, panourile de control sunt echipate cu sisteme de răcire, care pot include ventilatoare de răcire sau unități de aer condiționat, în special în medii calde.

Unitate de control și interfață

Această parte a panoului permite interacțiunea umană și monitorizarea sistemului:

• Interfață de operator (HMI): Partea din față a panoului este de obicei o interfață de operator, cum ar fi o tastatură, un ecran tactil sau butoane și lumini indicatoare. Acest lucru permite operatorilor să pornească și să oprească motorul, să -și regleze viteza, să monitorizeze starea operațională (de exemplu, viteza, curentul) și să vizualizeze orice defecțiuni sau alarme. Aceste interfețe pot varia de la butonuri simple până la ecrane tactile avansate care se integrează cu sisteme de control mai mari.

Cum funcționează un panou de control VFD

Un dulap VFD manipulează energia electrică printr-un proces în trei etape pentru a controla precis viteza unui motor. Acest proces are loc în cadrul unității de frecvență variabilă în sine, care este componenta centrală adăpostită și protejată de panou.

Conversia de curent alternativ la curent continuu (rectificare)

Procesul începe atunci când puterea AC de frecvență fixă ​​standard de la linia de utilitate intră în VFD. Prima etapă din interiorul unității este un convertor sau redresor, care este de obicei compus dintr -o serie de diode. Singura funcție a acestei secțiuni este de a transforma tensiunea de curent alternativ în tensiune continuu. Ieșirea acestei etape este o tensiune cu curent continuu pulsant.

Autobuzul DC și filtrarea

Tensiunea DC pulsantă de la redresor este apoi trimisă în autobuzul DC, cunoscut și sub numele de DC Link. Această etapă intermediară este formată din condensatoare mari care filtrează și netezesc pulsiunile, creând o tensiune curată și stabilă DC. Condensatorii acționează ca un rezervor, stocând energia electrică pentru a fi utilizată de etapa finală.

Conversia DC în AC (inversare)

Aceasta este etapa critică în care se întâmplă controlul. Secțiunea finală a VFD este invertorul. Este nevoie de tensiunea DC netedă din busul DC și, folosind tranzistoare de mare viteză (cum ar fi tranzistoarele bipolare sau IGBT-uri de poartă izolată), creează sintetic o nouă ieșire de tensiune de curent alternativ. Prin pornirea și oprită a acestor tranzistoare la un ritm foarte mare, o tehnică cunoscută sub numele de modularea lățimii pulsului (PWM) este utilizată pentru a construi o undă sinusoidală simulată. În mod crucial, atât tensiunea, cât și frecvența acestei noi ieșiri de curent alternativ sunt complet reglabile.

Obținerea unui control precis al motorului

Viteza de rotație a unui motor AC este direct proporțională cu frecvența puterii furnizate. Prin controlul precis al frecvenței ieșirii de curent alternativ sintetizate de la invertor, VFD poate dicta viteza exactă la care se transformă motorul. De exemplu, pentru a rula un motor de 60 Hz la jumătate de viteză, VFD va produce o frecvență de 30 Hz. VFD ajustează, de asemenea, tensiunea de ieșire proporțională cu frecvența (menținând un raport constant pe hertz sau v/hz) pentru a asigura cuplul necesar și a împiedica motorul să deseneze curent și supraîncălzire excesivă. Acest întreg proces permite un control neted și fără pas asupra vitezei motorului de la aproape zero până la viteza sa nominală completă și chiar dincolo.

Aplicații comune ale panourilor VFD

Panourile de acționare VFD sunt versatile și utilizate pe scară largă în numeroase industrii pentru a îmbunătăți controlul motorului, pentru a îmbunătăți eficiența energetică și pentru a optimiza procesele. Capacitatea lor de a gestiona cu precizie viteza motorului le face de neprețuit într -o serie de aplicații, de la servicii de construcții la operațiuni industriale grele.

Sisteme HVAC

În sistemele de încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC), VFD -urile sunt cruciale pentru controlul ventilatoarelor, pompelor și compresoarelor. Prin reglarea vitezei motorului pentru a se potrivi cu cererea de încălzire sau răcire în timp real a unei clădiri, VFD-urile pot reduce semnificativ consumul de energie. De exemplu, încetinirea unui motor ventilator cu 20% poate duce la economii de energie de aproape 50%. Acest control precis duce, de asemenea, la niveluri de temperatură și presiune mai stabile, îmbunătățind confortul ocupanților și prelungind durata de viață a echipamentului prin reducerea stresului mecanic de la pornirea și oprirea bruscă.

Pompe bine și tratarea apei

Panourile VFD sunt frecvent utilizate în gestionarea apei și a apelor uzate. În aplicațiile cu pompe de puțuri, un VFD poate menține presiunea constantă a apei, în ciuda faptului că fluctuează cererea prin reglarea vitezei pompei. Acest lucru elimină ciclul frecvent/oprit al motorului pompei, care economisește energie și prelungește durata de viață a motorului. În stațiile de tratare a apei, VFD -urile sunt utilizate pentru a controla pompele și suflantele, permițând o reglare precisă a fluxurilor și proceselor de aerare, ceea ce este esențial pentru tratamentul eficient. De asemenea, pot ajuta la atenuarea problemelor precum ciocanul de apă, oferind un pornire moale și o oprire pentru pompe.

Industrial și fabricație

În sectorul industrial, panourile VFD sunt esențiale pentru o mare varietate de utilaje. Aplicațiile includ:

• Sisteme transportoare: VFD -urile permit reglarea vitezei transportoarelor în funcție de nevoile de producție, asigurând funcționarea lină și sincronizarea cu alte procese.
• Pompe, compresoare și fani: Similar cu sistemele HVAC, VFD -urile sunt utilizate pentru a controla pompele, compresoarele și ventilatoarele industriale pentru a se potrivi cu producția cu cererea de proces, economisind energie.
• Mașini -unelte: În echipamente precum mixere, măcinătoare și strunguri, VFD -urile oferă viteza precisă și controlul cuplului necesar pentru calitatea și consistența produsului.