Jako dostawca napędów o zmiennej częstotliwości (VFD) o mocy 15 kW często spotykam się z zapytaniami dotyczącymi szczegółów technicznych naszych produktów, zwłaszcza dotyczących zabezpieczeń podnapięciowych. W tym poście na blogu omówię działanie zabezpieczenia podnapięciowego w napędzie VFD o mocy 15 kW.
Zrozumienie podstaw VFD o mocy 15 kW
Przed omówieniem zabezpieczenia podnapięciowego należy koniecznie zrozumieć, czym jest napęd VFD o mocy 15 kW. Przemiennik częstotliwości to urządzenie elektroniczne sterujące prędkością silnika prądu przemiennego poprzez zmianę częstotliwości i napięcia dostarczanego do silnika. Przetwornica częstotliwości o mocy 15 kW jest przeznaczona do obsługi silników o mocy znamionowej do 15 kilowatów, dzięki czemu nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań przemysłowych i komercyjnych, takich jak przenośniki taśmowe, pompy i wentylatory.
Podstawowe elementy VFD obejmują prostownik, szynę DC i falownik. Prostownik przekształca przychodzącą moc prądu przemiennego na moc prądu stałego, która jest przechowywana na szynie prądu stałego. Falownik następnie przekształca prąd stały z powrotem w prąd przemienny o zmiennej częstotliwości i napięciu, aby kontrolować prędkość silnika.
Znaczenie zabezpieczenia podnapięciowego
Warunki zbyt niskiego napięcia mogą wystąpić z różnych powodów, takich jak wahania w sieci energetycznej, długie przebiegi kabli lub przeciążenie układu elektrycznego. Kiedy napięcie wejściowe do VFD spadnie poniżej pewnego poziomu, może to mieć kilka negatywnych skutków na VFD i podłączony silnik.
Po pierwsze, niskie napięcie może spowodować, że przetwornica częstotliwości będzie pobierać nadmierny prąd w celu utrzymania tej samej mocy wyjściowej. Ten zwiększony prąd może prowadzić do przegrzania komponentów VFD, potencjalnie uszkadzając urządzenia półprzewodnikowe i skracając żywotność napędu. Po drugie, niewystarczające napięcie może powodować nierówną pracę silnika, wytwarzając mniejszy moment obrotowy i zwiększając ryzyko zgaśnięcia. W niektórych przypadkach zablokowany silnik może pobierać jeszcze więcej prądu, co jeszcze bardziej zaostrza problem.
Zabezpieczenie podnapięciowe ma kluczowe znaczenie w zapobieganiu tym problemom. Zapewnia niezawodną pracę VFD i podłączonego silnika, zmniejsza ryzyko uszkodzenia sprzętu i minimalizuje przestoje.
Jak działa zabezpieczenie podnapięciowe w napędzie VFD o mocy 15 kW
- Wykrywanie napięcia
System zabezpieczenia podnapięciowego w przemienniku częstotliwości o mocy 15 kW rozpoczyna się od wykrywania napięcia. Czujniki są umieszczone na wejściu VFD w celu ciągłego monitorowania przychodzącego napięcia prądu przemiennego. Czujniki te są zazwyczaj zaprojektowane do pomiaru wartości skutecznej napięcia (RMS, czyli Root Mean Square), która zapewnia dokładne odwzorowanie efektywnego poziomu napięcia.
Czujniki napięcia wysyłają zmierzone sygnały napięcia do płyty sterującej VFD. Płyta sterująca wyposażona jest w mikrokontroler, który przetwarza te sygnały i porównuje zmierzone napięcie z zadaną wartością progową. Próg ten jest zwykle regulowany, co pozwala użytkownikom ustawić poziom zabezpieczenia podnapięciowego zgodnie z konkretnymi wymaganiami aplikacji.
- Porównanie progów i podejmowanie decyzji
Gdy mikrokontroler odbierze sygnały napięciowe z czujników, porównuje zmierzone napięcie z zadanym progiem. Jeżeli zmierzone napięcie przekracza próg, przetwornica częstotliwości działa normalnie, a silnik pracuje z ustawioną prędkością.
Jeśli jednak zmierzone napięcie spadnie poniżej progu, mikrokontroler wykrywa stan zbyt niskiego napięcia. W tym momencie system sterowania VFD inicjuje serię działań mających na celu ochronę napędu i silnika.
- Reakcja na warunki zbyt niskiego napięcia
- Aktywacja alarmu: W przypadku wykrycia zbyt niskiego napięcia, VFD najpierw aktywuje alarm. Alarm ten może mieć formę wskaźnika wizualnego na panelu wyświetlacza VFD lub sygnału dźwiękowego. Alarm ostrzega operatora lub personel konserwacyjny o problemie z napięciem wejściowym, umożliwiając im podjęcie odpowiednich działań.
- Zmniejszenie mocy silnika: Aby zapobiec pobieraniu przez VFD nadmiernego prądu i przegrzaniu, system sterowania może zmniejszyć moc wyjściową silnika. Odbywa się to poprzez zmniejszenie częstotliwości i napięcia dostarczanego do silnika. To zmniejszenie mocy wyjściowej pomaga zachować równowagę pomiędzy dostępnym napięciem wejściowym a zapotrzebowaniem mocy silnika.
- Zamknięcie: W przypadku poważnych warunków zbyt niskiego napięcia, gdy napięcie spada znacznie poniżej progu przez dłuższy czas, przetwornica częstotliwości może całkowicie się wyłączyć. Jest to środek ostateczny, mający na celu ochronę napędu i silnika przed uszkodzeniem. Kiedy VFD się wyłącza, przestaje dostarczać energię do silnika, a silnik zatrzymuje się. Przetwornica częstotliwości pozostanie w stanie wyłączenia do czasu, aż napięcie wejściowe powróci do akceptowalnego poziomu, po czym można ją ponownie uruchomić ręcznie.
Czynniki wpływające na skuteczność zabezpieczenia podnapięciowego
-
Ustawienie progu
Dokładność zabezpieczenia podnapięciowego zależy w dużej mierze od prawidłowego ustawienia napięcia progowego. Jeśli próg zostanie ustawiony zbyt wysoko, przetwornica częstotliwości może przedwcześnie wyłączyć się z powodu niewielkich wahań napięcia, powodując niepotrzebne przestoje. Z drugiej strony, jeśli próg zostanie ustawiony zbyt nisko, przetwornica częstotliwości i silnik mogą być narażone na potencjalnie szkodliwe warunki podnapięciowe przez dłuższy czas. -
Czas reakcji
Istotny jest także czas reakcji układu zabezpieczenia podnapięciowego. Krótki czas reakcji umożliwia VFD szybkie wykrywanie i reagowanie na warunki zbyt niskiego napięcia, minimalizując ryzyko uszkodzenia. Jeśli jednak czas reakcji jest zbyt krótki, przetwornica częstotliwości może być zbyt wrażliwa na chwilowe spadki napięcia, co prowadzi do fałszywych alarmów i niepotrzebnych przestojów.
Powiązane produkty i zastosowania
Oprócz naszych napędów VFD o mocy 15 kW oferujemy również szereg powiązanych produktów, takich jakNapęd VFD o mocy 37 kW. Te przetwornice częstotliwości o większej mocy nadają się do większych silników stosowanych w ciężkich zastosowaniach przemysłowych.
NaszKontroler napędu częstotliwościzapewnia zaawansowane funkcje sterowania VFD, umożliwiając użytkownikom precyzyjną regulację prędkości silnika i optymalizację zużycia energii.
Do zastosowań, w których zasilanie jednofazowe wymaga konwersji na zasilanie trójfazowe, naszeJednofazowy VFD na 3-fazowyprodukty oferują wygodne rozwiązanie.
Wniosek
Zabezpieczenie podnapięciowe jest istotną cechą VFD o mocy 15 kW, zapewniającą niezawodną i bezpieczną pracę napędu i podłączonego silnika. Poprzez ciągłe monitorowanie napięcia wejściowego, porównywanie go z wcześniej ustawionym progiem i podejmowanie odpowiednich działań w przypadku zbyt niskiego napięcia, VFD może zapobiec uszkodzeniu jego komponentów i kosztownym przestojom.
Jeśli szukasz wysokiej jakości falownika VFD o mocy 15 kW lub któregokolwiek z naszych produktów pokrewnych, zapraszamy do kontaktu z nami w celu omówienia zakupu. Nasz zespół ekspertów jest gotowy pomóc Ci w znalezieniu odpowiedniego rozwiązania dla Twoich konkretnych potrzeb.
Referencje
- „Przemienniki częstotliwości: zasady, działanie i rozwiązywanie problemów” autorstwa Mohana Nedungadi
- „Podręcznik elektroniki mocy” autorstwa Muhammada H. Rashida