کنترل پنل VFD

استانداردهای قابل اجرا

ul 508a

IEC61000-4 《اصلاح 1-الکترومغناطیسی سازگاری (EMC)》 $ $

نشان

• عملکرد عالی
• صرفه جویی در مصرف انرژی
• راندمان بالا
  
  
  

استانداردهای عملکرد محصول

GB/T 12668.3-2012: درایوهای برقی با سرعت متغیر-قسمت 3: الزامات سازگاری الکترومغناطیسی و روشهای تست خاص

IEC 61800-2: 2021: سرعت قابل تنظیم سیستم های درایو برق الکتریکی - قسمت 2: الزامات عمومی - مشخصات رتبه بندی برای سیستم های درایو قدرت سرعت قابل تنظیم

IEC 60204-1: 2021: ایمنی ماشین آلات - تجهیزات الکتریکی ماشین آلات - قسمت 1: نیازهای عمومی

IEC 61000-6-2: 2016: سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)-قسمت 6-2: استانداردهای عمومی-استاندارد ایمنی برای محیط های صنعتی

کاربرد

کنترل پنل VFD به طور گسترده ای با خطوط تولید ، پمپ ها ، فن ها ، تهویه هوا ، آسانسور ، انبارهای لجستیک ، متالورژی و سایر سناریوهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

اهمیت فناوری VFD

فن آوری فرکانس متغیر (VFD) به عنوان سنگ بنای اتوماسیون صنعتی مدرن است و پیشرفت های مهمی را در کارآیی ، کنترل و طول عمر تجهیزات ارائه می دهد. VFD با دقیق مدیریت سرعت و گشتاور موتورهای برقی ، مزایای قابل توجهی نسبت به سیستم های حرکتی با سرعت ثابت سنتی ارائه می دهد.

مزایای اصلی فناوری VFD شامل موارد زیر است:

• صرفه جویی در مصرف انرژی: یکی از قانع کننده ترین مزایا ، کاهش قابل توجه در مصرف انرژی است. در برنامه های کاربردی مانند پمپ ها و فن ها ، مصرف برق یک موتور مستقیماً با مکعب سرعت آن مرتبط است. حتی کاهش اندک سرعت می تواند منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی قابل توجه شود ، که اغلب با کاهش سرعت 20 ٪ ، تقریباً 50 ٪ مصرف انرژی را کاهش می دهد. این قابلیت به ماشین آلات اجازه می دهد تا مصرف انرژی را با تقاضای بار واقعی ، به حداقل رساندن زباله و کاهش هزینه های عملیاتی مطابقت دهند.
• کنترل فرآیند پیشرفته: VFD ها امکان کنترل دقیق و قابل تنظیم بر سرعت ، شتاب و گشتاور موتور را فراهم می کنند. این منجر به عملکرد نرم و صاف تر می شود ، مانند شروع نرم که به تدریج سرعت موتور را افزایش می دهد و باعث کاهش استرس مکانیکی در کمربندها ، چرخ دنده ها و کوپل ها می شود. این سطح کنترل در برنامه های کاربردی که نیاز به دقت بالایی دارند ، از تولید سیستم های نوار نقاله تا برنامه های HVAC ، اطمینان از کیفیت محصول بهتر و عملکرد مداوم بسیار مهم است.
• طول عمر تجهیزات گسترده: VFD با کاهش استرس مکانیکی در هنگام راه اندازی و کار ، سایش و پارگی را بر روی موتورها و تجهیزات متصل به حداقل می رساند. این عملکرد نرم تر منجر به طول عمر طولانی تر برای اجزای مکانیکی می شود و فرکانس نگهداری و خرابی را کاهش می دهد. علاوه بر این ، VFD ها محافظت بهتر از موتورها در برابر موضوعاتی مانند اضافه بار حرارتی ، ولتاژ و ولتاژ و ولتاژ را ارائه می دهند.

اجزای اصلی یک صفحه VFD

کنترل پنل درایو فرکانس متغیر (VFD) مونتاژ اجزای مختلف است که برای کنترل ایمن یک موتور با هم کار می کنند. در حالی که VFD خود جزء اصلی است ، این پانل سایر دستگاه های مهم را برای اطمینان از محافظت ، ثبات عملیاتی و کنترل کاربر ادغام می کند.

درایو فرکانس متغیر (VFD)

در قلب پانل VFD قرار دارد که به عنوان درایو AC یا اینورتر نیز شناخته می شود. این دستگاه الکترونیکی پیشرفته وظیفه تبدیل فرکانس و ولتاژ ثابت از منبع تغذیه ورودی را به یک فرکانس متغیر و خروجی ولتاژ دارد. این فرآیند امکان کنترل دقیق بر سرعت و گشتاور موتور را فراهم می کند. VFD از سه بخش اصلی تشکیل شده است: یکسو کننده ، پیوند DC و اینورتر.

قطعات الکتریکی کلیدی

برای پشتیبانی از VFD و محافظت از کل سیستم ، یک کنترل پنل شامل چندین مؤلفه الکتریکی کلیدی است:

• قطع کننده های مدار و فیوز: این دستگاه های محافظ ضروری واقع در منبع تغذیه ورودی هستند. آنها VFD و سایر اجزای دیگر را با قطع مدار در صورت داشتن یک مدار کوتاه یا اضافه بار محافظت می کنند. آنها همچنین به عنوان ابزاری برای قطع برق با خیال راحت برای نگهداری استفاده می شوند.
• راکتورهای خط و فیلترهای هارمونیک: راکتور خط یک سلف است که قبل از VFD نصب شده است تا هارمونیک و سنبله ولتاژ را از خط برق کاهش دهد ، کیفیت برق را بهبود بخشد و از درایو محافظت کند. برای کاهش مؤثرتر اعوجاج هارمونیک ، که می تواند بر سایر تجهیزات در همان شبکه برق تأثیر منفی بگذارد ، ممکن است از یک فیلتر هارمونیک استفاده شود.
• کنتاکتورها و دستگاههای بای پس: از کنتاکتور می توان برای درگیر کردن یا جدا کردن VFD از موتور استفاده کرد. یک کنتاکتور بای پس اجازه می دهد تا موتور مستقیماً از منبع تغذیه اصلی اجرا شود و از VFD دور شود. این یک ویژگی مهم برای برنامه های مهم است که در آن سیستم باید همچنان به کار خود ادامه دهد حتی اگر VFD شکست بخورد یا نیاز به نگهداری داشته باشد.
• سیستم خنک کننده: VFD ها در حین کار مقدار قابل توجهی از گرما ایجاد می کنند. برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و اطمینان از قابلیت اطمینان ، پانل های کنترل مجهز به سیستم های خنک کننده هستند که می تواند شامل فن های خنک کننده یا واحدهای تهویه مطبوع بویژه در محیط های گرم باشد.

واحد کنترل و رابط

این بخش از پانل امکان تعامل و نظارت بر سیستم را فراهم می کند:

• رابط اپراتور (HMI): قسمت جلوی پانل به طور معمول دارای یک رابط اپراتور مانند صفحه کلید ، صفحه لمسی یا دکمه ها و چراغ های نشانگر است. این امر به اپراتورها اجازه می دهد تا موتور را شروع و متوقف کنند ، سرعت خود را تنظیم و متوقف کنند ، وضعیت عملیاتی را کنترل کنید (به عنوان مثال ، سرعت ، جریان) و مشاهده هرگونه خطای یا آلارم. این رابط ها می توانند از دکمه های فشار ساده گرفته تا صفحه های لمسی پیشرفته که با سیستم های کنترل بزرگتر ادغام می شوند ، باشد.

چگونه یک کنترل پنل VFD کار می کند

یک کابینت VFD از طریق یک فرآیند سه مرحله ای ، انرژی الکتریکی را دستکاری می کند تا سرعت یک موتور را کنترل کند. این فرآیند در خود درایو فرکانس متغیر رخ می دهد ، که جزء اصلی آن است که توسط پانل قرار گرفته و محافظت می شود.

تبدیل AC به DC (اصلاح)

این فرآیند از زمانی شروع می شود که قدرت AC با فرکانس ثابت استاندارد از خط ابزار وارد VFD شود. مرحله اول در داخل درایو یک مبدل یا یکسو کننده است که به طور معمول از یک سری دیودها تشکیل شده است. تنها عملکرد این بخش تبدیل ولتاژ AC ورودی به ولتاژ DC است. خروجی این مرحله ولتاژ DC پالس است.

اتوبوس DC و فیلتر

ولتاژ DC پالس از یکسو کننده سپس به اتوبوس DC ارسال می شود که به عنوان پیوند DC نیز شناخته می شود. این مرحله میانی شامل خازن های بزرگ است که پالس ها را فیلتر و صاف می کند و یک ولتاژ DC تمیز و پایدار ایجاد می کند. خازن ها به عنوان یک مخزن عمل می کنند و انرژی الکتریکی را که توسط مرحله نهایی استفاده می شود ، ذخیره می کند.

DC به تبدیل AC (وارونگی)

این مرحله بحرانی است که کنترل در آن اتفاق می افتد. بخش پایانی VFD اینورتر است. این ولتاژ DC صاف را از اتوبوس DC می گیرد و با استفاده از ترانزیستورهای با سرعت بالا (مانند ترانزیستورهای دو قطبی دروازه عایق یا IGBT) ، از نظر مصنوعی یک ولتاژ AC جدید ایجاد می کند. با روشن و خاموش کردن این ترانزیستورها با سرعت بسیار بالا ، از تکنیکی که به عنوان مدولاسیون عرض پالس (PWM) شناخته می شود برای ساخت یک موج سینوسی شبیه سازی شده استفاده می شود. از نظر مهم ، ولتاژ و فرکانس این خروجی جدید AC کاملاً قابل تنظیم است.

دستیابی به کنترل دقیق موتور

سرعت چرخش یک موتور AC به طور مستقیم با فرکانس انرژی تأمین شده به آن متناسب است. VFD با کنترل دقیق فرکانس خروجی AC سنتز شده از اینورتر ، می تواند سرعت دقیقی را که موتور در آن چرخانده است ، دیکته کند. به عنوان مثال ، برای اجرای یک موتور 60 هرتز با نیمی از سرعت ، VFD فرکانس 30 هرتز را تولید می کند. VFD همچنین ولتاژ خروجی را متناسب با فرکانس (حفظ نسبت Volts-per-hertz یا V/hz ثابت) تنظیم می کند تا گشتاور لازم را فراهم کند و از موتور بیش از حد جریان و گرمای بیش از حد جلوگیری کند. این کل فرآیند امکان کنترل صاف و محکم بر سرعت موتور را از نزدیک به صفر تا سرعت کامل و حتی فراتر از آن فراهم می کند.

برنامه های مشترک پانل های VFD

پانل های درایو VFD همه کاره هستند و به طور گسترده در صنایع متعددی برای افزایش کنترل حرکتی ، بهبود بهره وری انرژی و بهینه سازی فرایندها مورد استفاده قرار می گیرند. توانایی آنها در مدیریت دقیق سرعت موتور باعث می شود آنها در طیف وسیعی از برنامه ها ، از خدمات ساختمانی گرفته تا عملیات صنعتی سنگین ، ارزشمند باشند.

سیستم های HVAC

در سیستم های گرمایشی ، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) ، VFD ها برای کنترل فن ها ، پمپ ها و کمپرسورها بسیار مهم هستند. VFD با تنظیم سرعت موتور برای مطابقت با تقاضای گرمایش یا خنک کننده در زمان واقعی ، می تواند مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. به عنوان مثال ، کند شدن موتور فن 20 ٪ می تواند منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی نزدیک به 50 ٪ شود. این کنترل دقیق همچنین منجر به درجه حرارت و فشار پایدار ، بهبود راحتی سرنشینان و گسترش طول عمر تجهیزات با کاهش استرس مکانیکی از شروع و توقف ناگهانی می شود.

پمپ های خوب و تصفیه آب

پانل های VFD غالباً در مدیریت آب و فاضلاب استفاده می شوند. در برنامه های پمپ Well ، یک VFD می تواند با وجود نوسان تقاضا با تنظیم سرعت پمپ ، فشار آب ثابت را حفظ کند. این امر دوچرخه سواری مکرر/خاموش موتور پمپ را از بین می برد ، که باعث صرفه جویی در انرژی و افزایش عمر موتور می شود. در کارخانه های تصفیه آب ، از VFD ها برای کنترل پمپ ها و دمنده ها استفاده می شود و امکان تنظیم دقیق سرعت جریان و فرآیندهای هوادهی را فراهم می کند ، که برای درمان مؤثر ضروری است. آنها همچنین می توانند با ارائه یک شروع نرم و متوقف کردن پمپ ها ، به کاهش مسائلی مانند Water Hammer کمک کنند.

صنعتی و تولیدی

در بخش صنعت ، پانل های VFD برای طیف گسترده ای از ماشین آلات ضروری هستند. برنامه ها شامل:

• سیستم های نوار نقاله: VFD ها اجازه می دهند سرعت نوار نقاله ها بر اساس نیازهای تولید تنظیم شود و از عملکرد صاف و هماهنگ سازی با سایر فرآیندها اطمینان حاصل شود.
• پمپ ها ، کمپرسورها و فن ها: مشابه سیستم های HVAC ، VFD ها برای کنترل پمپ های صنعتی ، کمپرسورها و فن ها برای مطابقت با تولید با تقاضای فرآیند ، صرفه جویی در مصرف انرژی استفاده می شوند.
• ابزار ماشین آلات: در تجهیزات مانند میکسرها ، چرخ ها و توری ها ، VFD ها سرعت و کنترل دقیق گشتاور را برای کیفیت و قوام محصول ارائه می دهند. $ $