Nâng cao hiệu quả công nghiệp với bộ truyền động biến tần điện áp thấp

các Ổ đĩa biến tần điện áp thấp (VFD), thường được gọi đơn giản là VFD hoặc bộ truyền động tốc độ có thể điều chỉnh (ASD), là một thành phần quan trọng trong hoạt động công nghiệp và thương mại hiện đại. Chức năng chính của nó là kiểm soát tốc độ và mô-men xoắn của động cơ cảm ứng xoay chiều ba pha bằng cách thay đổi tần số và điện áp của nguồn điện cung cấp cho động cơ. Bằng cách hoạt động ở dải điện áp thấp, thường dưới 690 vôn (V) , những thiết bị này được triển khai rộng rãi trên hầu hết mọi lĩnh vực sử dụng động cơ điện, từ sản xuất và HVAC đến xử lý nước và xử lý vật liệu.

Chức năng cốt lõi và hoạt động

các operation of a Ổ đĩa biến tần điện áp thấp gồm ba giai đoạn chính:

1. Bộ chỉnh lưu: các incoming AC (alternating current) power from the mains is first converted into DC (direct current) power. This stage typically uses diodes or silicon-controlled rectifiers (SCRs).

2. Xe buýt DC: các converted DC power is then stored in a capacitor bank, which acts as a filter to smooth the power and provide a stable DC voltage.

3. Biến tần: Đây là giai đoạn quan trọng nhất. Nguồn DC được chuyển trở lại thành nguồn AC mô phỏng bằng cách sử dụng các công tắc điện tử công suất phức tạp, như Transitor lưỡng cực có cổng cách điện (IGBT). Bằng cách bật và tắt nhanh chóng các bóng bán dẫn này bằng kỹ thuật gọi là Điều chế độ rộng xung (PWM) , VFD có thể tạo ra tần số và điện áp đầu ra thay đổi để điều khiển chính xác tốc độ của động cơ.

Lợi ích chính trong ứng dụng

các adoption of a Ổ đĩa biến tần điện áp thấp cung cấp nhiều lợi thế đáng kể so với các phương pháp điều khiển động cơ truyền thống:

• Tiết kiệm năng lượng: Đây thường là lợi ích hấp dẫn nhất. Đối với các ứng dụng như máy bơm và quạt, công suất cần thiết tỷ lệ thuận với lập phương giảm tốc độ (định luật ái lực). Bằng cách giảm tốc độ của động cơ, dù chỉ một chút, mức tiêu thụ năng lượng sẽ giảm đáng kể. Điều này dẫn đến tiết kiệm chi phí đáng kể và giảm lượng khí thải carbon.

• Cải tiến kiểm soát quy trình: VFD cho phép điều khiển tốc độ chính xác, vô cấp, cho phép điều chỉnh tốt hơn lưu lượng, áp suất, nhiệt độ hoặc bất kỳ biến số nào khác mà động cơ đang điều khiển. Điều này dẫn đến chất lượng sản phẩm cao hơn và độ ổn định quy trình tốt hơn.

• Giảm căng thẳng cơ học: A Ổ đĩa biến tần điện áp thấp cung cấp khả năng khởi động mềm, tăng dần tốc độ của động cơ. Điều này giúp loại bỏ hiện tượng sốc cơ và điện khắc nghiệt liên quan đến việc khởi động "trên đường", kéo dài tuổi thọ của động cơ, bánh răng, dây đai và thiết bị được dẫn động.

• Nhu cầu cao điểm thấp hơn: Bằng cách loại bỏ dòng điện khởi động cao trong quá trình khởi động, VFD giúp các cơ sở quản lý nhu cầu điện tổng thể của họ, điều này có thể giúp giảm chi phí thanh toán tiện ích dựa trên mức sử dụng cao điểm.

Cân nhắc về thiết kế và lựa chọn

Khi chỉ định một Ổ đĩa biến tần điện áp thấp , các kỹ sư xem xét một số yếu tố để đảm bảo hiệu suất tối ưu và khả năng tương thích hệ thống:

• Mã lực động cơ (HP) và điện áp: các VFD must be sized to match the motor's nominal voltage and current ratings.

• Đánh giá bao vây: các VFD's enclosure must be suitable for the operating environment (e.g., NEMA 1 for indoor/clean areas, NEMA 4X for washdown/corrosive areas).

• Phương pháp kiểm soát: VFD hiện đại sử dụng các thuật toán điều khiển khác nhau, chẳng hạn như Vôn trên Hertz (V/Hz) , Kiểm soát véc tơ không cảm biến (SVC) hoặc Kiểm soát véc tơ thông lượng , với hai cái sau cung cấp khả năng kiểm soát mô-men xoắn lớn hơn, đặc biệt là ở tốc độ thấp.

• Giảm thiểu hài hòa: các switching process inside the VFD can create electrical harmonics that may distort the power quality of the electrical grid. Selecting a drive with built-in or external harmonic filters is often necessary to comply with power quality standards.

Tóm lại, Ổ đĩa biến tần điện áp thấp là một phần không thể thiếu của công nghệ công nghiệp, đóng vai trò là nền tảng cho hoạt động tiết kiệm năng lượng và kiểm soát quy trình động, chính xác trên toàn bộ các ứng dụng cơ giới hóa.