Che cos'è un inverter?
Azionamenti VFD (VFD) come apparecchiatura tecnica di base nel campo dell'automazione industriale, è diventata l'apparecchiatura chiave per migliorare l'efficienza energetica e realizzare un controllo preciso. Questo articolo spiega sistematicamente il principio di funzionamento, i vantaggi principali e i punti di selezione del VFD.
Definizione e nome completo del variatore di frequenza
VFD, noto come variatore di frequenza, realizza la regolazione della velocità del motore modificando la frequenza dell'alimentazione. La sua natura tecnica è quella di un dispositivo di conversione elettronica di potenza che, attraverso il processo di conversione CA → CC → CA, genera un'alimentazione a frequenza regolabile. L'alias include: Azionamento in c.a., alimentatore a frequenza variabile, azionamento di controllo della velocità, ecc.
Illustrazione del principio di funzionamento
- Raddrizzamento: la corrente alternata trifase viene convertita in corrente continua da un ponte raddrizzatore a diodi.
- Collegamento in corrente continua: banco di condensatori che smorza le fluttuazioni di tensione, accumulo di energia tampone
- Inverter: il modulo IGBT genera forme d'onda a modulazione di larghezza d'impulso (PWM).
Spiegazione dei componenti principali
Modulo | Descrizione della funzione |
|---|---|
Pannello di controllo | Interfaccia di impostazione dei parametri e di monitoraggio dello stato |
Sistema di dissipazione del calore | Sistema di raffreddamento ad aria/liquido forzato per mantenere la temperatura del componente a <85℃. |
Controllore DSP | Realizzare il funzionamento vettoriale e l'algoritmo di controllo ad anello chiuso. |
Modulo IGBT | Dispositivo di commutazione a semiconduttore di potenza, frequenza di commutazione fino a 20 kHz |
Confronto tra i vantaggi principali
- Miglioramento dell'efficienza energetica: 30%-60% risparmio energetico per i carichi delle pompe (dati NEMA)
- Protezione per l'avviamento graduale: Limita la corrente di avvio a 1,5 volte il valore nominale.
- Durata prolungata: La riduzione degli shock meccanici aumenta la durata dei cuscinetti di 2-3 volte.
- Risposta dinamica: Precisione del controllo vettoriale di ±0,2% errore di velocità
Applicazioni tipiche e modelli di VFD consigliati
Applicazione: Controllo della velocità del ventilatore per la regolazione dinamica del flusso d'aria
Requisiti chiave: Efficienza energetica, mitigazione delle armoniche
Modelli consigliati:
- Azionamenti VFD trifase da 90 kW (Grandi unità commerciali di trattamento dell'aria)
- Azionamenti VFD trifase da 185 kW (Sistemi di ventilazione industriale)
Applicazione: Alimentazione idrica a pressione costante (stabilità di pressione ±1%)
Requisiti principali: Controllo ad anello PID, protezione della pompa
Modelli consigliati:
- Azionamenti VFD trifase da 2,2 kW (Pompe di rilancio residenziali)
- Azionamenti VFD trifase da 5,5 kW (Stazioni municipali su piccola scala)
Applicazione: Sincronizzazione del nastro trasportatore
Requisiti chiave: Coordinamento della coppia, risposta rapida dell'I/O
Modelli consigliati:
- Azionamenti VFD trifase da 15kW (Trasportatori per linee di confezionamento)
- Azionamenti VFD trifase da 18,5kW (movimentazione dei materiali in linea di montaggio)
Applicazione: Controllo di livellamento del pavimento (precisione ±3 mm)
Requisiti chiave: Controllo vettoriale sensorless, gestione dei freni
Modelli consigliati:
- Azionamenti VFD trifase da 30kW (Ascensori per passeggeri di media altezza)
- Azionamenti VFD trifase da 45 kW (Ascensori commerciali ad alta velocità)
Confronto con gli avviatori statici
Dimensione | Inverter | Avviatore progressivo |
|---|---|---|
Corrente iniziale | 100%-150% di corrente nominale | 300%-500% di corrente nominale |
Gamma di velocità | 0-100% regolabile in continuo | Solo controllo della fase di avvio |
Fattore di potenza | 0,98 (con funzione PFC) | 0.6-0.8 |
Costo tipico | $200/kW | $50/kW |
Punti di installazione e manutenzione
- Protezione EMC: distanza tra linea di alimentazione e linea di segnale >200 mm
- Standard di messa a terra: Resistenza di messa a terra PE <4Ω, diametro del filo ≥ 50% della linea di fase
- Requisiti di dissipazione del calore: distanza di installazione per mantenere lo spazio di ventilazione superiore e inferiore di 50 cm.
- Ciclo di manutenzione: ogni 2.000 ore per controllare la capacità della pulizia delle ceneri.
Domande e risposte sulla tecnologia HF
D: L'inverter danneggia il motore?
R: La corretta impostazione dei parametri può prolungare la vita del motore, ma una frequenza portante errata può causare un invecchiamento accelerato dell'isolamento dell'avvolgimento.
D: Qual è il principio di VFD risparmio energetico?
R: Riducendo la velocità a carico parziale, la richiesta di potenza della pompa diminuisce in proporzione al cubo di velocità.
