VFD Schaltplan-Jeder Elektronik-Enthusiast ist auf den Begriff VFD gestoßen. VFD ist die Abkürzung für Variable Frequency Drive, auch Variable Speed Drives und Inverters genannt. Seine Hauptanwendung besteht darin, die Geschwindigkeit eines Wechselstrommotors zu verwalten. Einfach ausgedrückt handelt es sich um Motorsteuerungen, die die Frequenz und Spannung des Elektromotors basierend auf seinen spezifischen Anforderungen regulieren. Im Allgemeinen sind die drei Hauptkomponenten eines VFD-Schaltplans der Gleichrichter, der Zwischenkreis und ein Wechselrichter.
Hier untersuchen wir das Konzept der VFD-Brückenschaltungen, die verschiedenen Abschnitte, VFD-Typen und ihre Vor- und Nachteile.
Ein kleiner Frequenzumrichter
Quelle:- Wiki Commons.
1. VFD Schaltplan:Was ist die VFD-Schaltung und wie funktioniert sie?
Wie oben erwähnt, sorgt der Frequenzumrichter dafür, dass eine AC-Motorspezifikation bei variablen Drehzahlen funktioniert. Sie sollten beachten, dass der Ac-Motor seine Geschwindigkeit abwechselt, indem er die Spannungsfrequenz ändert, die verwendet wird, um ihn zu betreiben. Dies bedeutet, dass, wenn Sie eine Spannung von 50 Hz an einen Wechselstrommotor anlegen, der Motor mit einer Nenndrehzahl arbeitet. Wenn die von Ihnen verwendete Eingangsspannung jedoch 50 Hz überschreitet, läuft der Motor schneller als die Nenndrehzahl. Wenn die von Ihnen angegebene Spannungsfrequenz jedoch niedriger als 50 Hz ist, arbeitet der Motor langsam.
Gemäß dem VFD-Funktionsprinzip ändert der elektronische Regler die spannungsfrequente Frequenz, die an den Induktionsmotor gesendet wird. Mit der Erfindung eines fortschrittlichen Mikroprozessors arbeitet der VFD als veränderbares Gerät, das die Geschwindigkeit des Motors steuert und ihn vor Überstrom während der Aufarbeitungs- und Abarbeitungsbedingungen schützt.
Die Frequenzumrichterschaltung garantiert den überschüssigen Strom des Motors während des Betriebs, was dazu beiträgt, die Betriebskosten niedrig zu halten. Derzeit werden Sie feststellen, dass der VFD-Schaltplan eine beliebte Art von Ausgangstransistor ist, der für ein Steuerungssystem verwendet wird. Dieses elektrische Gerät, das die Frequenz der Wechselstromversorgung transformiert, die VFD-Schaltung, besteht aus drei Teilen. Diese Teile sind ein Vollwellen-Brückengleichrichter, ein Zwischenkreis und ein Wechselrichter.
(Das Funktionsprinzip einer Schaltung mit variabler Frequenz)
Quelle:- Wiki Commons
VFD Schaltplan:Grundschaltplan eines Drehstrom-Frequenzumrichters
Drei signifikante Abschnitte bilden das Blockdiagramm eines VFD. Zu diesen Abschnitten gehören
Der Energieumwandlungsbereich.
Die Kontrollabteilung des Mikroprozessors ist für die Steuerung der VFD-Operationen verantwortlich.
Der Stromverbrauchsabschnitt ändert die Wechselspannung in Gleichstrom. Ändert auch den Gleichstrom wieder auf eine 3-Phasen-Spannung.
(Ein dreiphasiger Frequenzumrichter)
Quelle: Wiki Commons
VFD Schaltplan:Die VFD-Schaltung besteht aus drei Teilen
Gleichrichter
Es regelt die eingehende dreiphasige Wechselstromversorgung und wandelt sie in Gleichstrom um. Einphasige Low-Power-VFDs verfügen über einphasige Gleichrichterschaltungen mit Dioden. Dennoch haben dreiphasige VFDs dreiphasige Gleichrichterschaltungen mit SCRs, da SCR für hohe positive Spannungen und Hochleistungsanwendungen günstig ist.
VFD Schaltplan:DC-Zwischenkreis/ DC-Filter
Der Gleichstromkreis liefert eine gleichmäßige, verbesserte Gleichspannung. Außerdem ist es als DC-Link- oder DC-Bus gekennzeichnet, der einige Kondensatoren und Induktivitäten umfasst. In diesem Abschnitt der astablen VFD-Schaltung werden Wellensegmente von den Ausgangspins in der DC-Versorgung eliminiert.
Wechselrichter
Ein Wechselrichter hilft beim Ein- und Ausschalten des Gleichstroms, wodurch der Motor eine pulsierende Spannung ähnlich dem Wechselstrom erhält. Die Wechselrate wird gesteuert, um die Frequenz des simulierten Wechselstroms zu ändern, der auf den Motor angewendet wird. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da die primäre Funktion einer VFD-Schaltung von diesem Abschnitt abhängt und VFD eine vollständig gesteuerte Wechselrichterschaltung verwendet. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei der gesteuerten Inverterschaltung die Wellenform der Ausgangs-AC-Versorgung den Betrieb des Motors ermöglicht.
2. Verschiedene Typen des Frequenzumrichters
Drei Haupttypen von VFD sind VSI, CSI und PWM.
VFD Schaltplan:Der VSI
Unter diesen dreien ist der VSI (Spannungsquellen-Wechselrichter) der gebräuchlichste dieser Typen. Der Betrieb eines VSI erfordert die Umwandlung von AC-Signal in DC durch eine einfache Diodenbrücke und einen Kondensator zur Energiereserve. Der Wechselrichter nutzt dann die reservierte Leistung, um die Steuerung zu schalten, um die gewünschte Leistung zu erzielen. Zweifellos bringt die Verwendung des VSI Vor- und Nachteile mit sich.
(Eine dreiphasige Spannungsquellen-Wechselrichterschaltung (VSI))
Quelle: Wiki Commons
Vorteile
Die Produktion und Installation des VSI sind kostengünstig.
Darüber hinaus verwendet es mehrere Motorsteuerungsfunktionen, die mit dem einzelnen VSI-Typ VFD verbunden werden können.
Es besitzt einen guten Geschwindigkeitsbereich.
Das Design ist einfach und nicht komplex.
Benachteiligungen
Die Ausgangsfrequenz erzeugt Geräusche unterschiedlicher Art.
Durch den Rasteffekt ist der Lastkraftmotor bei Start- und Stoppsituationen mit Rucklern konfrontiert.
Aufgrund einer kontrollierten oder verminderten Motordrehzahl, was zu einem schlechten Leistungsfaktor führt.
VFD Schaltplan:Stromquellen-Wechselrichter (CSI)
Der CSI (Stromquellen-Wechselrichter) bietet im Gegensatz zum VSI eine gleichmäßige Spannungsausgabe über Pin3. Die CSI-Typbildung ist abhängig vom Strom statt von der Spannung. Vorher können Sie im CSI die SCR-Brücke anstelle des Diodenbrückengleichrichters verwenden. Als Alternative zu Kondensatoren verwenden wir Induktivitäten, um die Ausgangsenergie für eine gleichmäßige Stromabgabe zu analysieren. Außerdem ist der CSI in der Lage, Rechteckwellen von Strom bereitzustellen.
(Stromquellen-Wechselrichter)
Quelle:- Wiki Commons
Vorteile
Zunächst unterstützt es einen Induktionsmotor mit höherer Leistung, bei dem VSI nicht ausreicht.
Es hat eine höhere Zuverlässigkeit im Vergleich zu VSI.
Es besitzt vor allem eine hervorragende Regenerationsfähigkeit.
Benachteiligungen
Meistens erzeugt es einen schlechten Leistungsfaktor.
Außerdem erfährt es einen Rasteffekt, der die Motorwelle beim Laufen erschüttern könnte.
Schließlich ist es nicht für den Betrieb mit mehreren Motoren geeignet.
VFD Schaltplan:Pulsweitenmodulation (PWM)
Der PWM-Typ ( Pulsweitenmodulation ) ist ebenfalls eine verbesserte Version. Mit der spannungsgesteuerten PWM-Schaltung können die VfDs eine stabile Spannungsausgabe liefern, die mit einem Frequenzverhältnis aufrechterhalten wird. Die PWM-Spannungsreglerschaltung verwendet einen zusätzlichen Regler, um die konstante und ordnungsgemäße Basisversorgungsspannung und den Strom der Last bereitzustellen.
Quelle:- https://www.researchgate.net/figure/Analog-and-digital-pulse-width-modulation-circuit-diagram_fig1_346659560
Vorteile
Kein Verstopfungs- oder Ruckeffekt und bietet einen großen Geschwindigkeits- und Steuerknopfbereich.
Außerdem gibt es konstante Leistung mit sehr hoher Energieeffizienz.
Es umfasst verschiedene Arten von Schaltungsschutz.
VFD Schaltplan:Benachteiligungen
Es gibt eine gewisse Komplexität in Bezug auf Design und Implementierung.
Es erzeugt störende Geräusche in der Phasentreiberschaltung.
Schließlich erfordert es zusätzliche Hardware und ist eine kostspielige Lösung.
So erstellen Sie eine dreiphasige VFD-Schaltung
(Ein Elektromotor)
Ein typisches Systemdiagramm mit variabler Frequenz.
Quelle:- Wiki Commons.
Wir benötigen Folgendes, um eine dreiphasige VFD-Schaltung herzustellen:
Die PWM-Generatorstufe erzeugt einen sich ändernden PWM-Ausgang über Pin 3 von IC2 als Reaktion auf die Spannung, die an Pin 5 desselben IC angelegt wird.
Eine 3-Phasen-Signalerzeugungsstufe wendet ein gut berechnetes 3-Phasen-Signal über die HIN1/2/3- und LIN1/2/3-Eingänge des ICs an.
Die Eingangsfrequenz der dreiphasigen Signale bestimmt die in das System gesendeten Takte. Was normalerweise das Sechsfache des beabsichtigten dreiphasigen Signals sein sollte. Anders ausgedrückt: Beträgt die gewünschte Drehstromfrequenz 100 Hz, sollte der Eingangstakt 100 x 6 = 600 Hz betragen.
Spannungs-Frequenzumrichter-Schaltung zur Erzeugung von V/Hz-Parametern.
https://youtu.be/TAFDX301Qrk (Erstellen eines Frequenzumrichters)
Schlussfolgerung
Insgesamt benötigen wir für die zusätzliche Steuerung der AC-Frequenzumrichterschaltung und die Arbeit des AC-Motors bei variabler Drehzahl den Variable Frequency Drive (VFD). Die Effizienz des Frequenzumrichters hängt ausschließlich von seinem Typ, seiner Reichweite und seiner Qualität ab. Daher sollten Ingenieure das Beste für großartige Ergebnisse suchen und nutzen. Haben Sie weitere Fragen zur Konfiguration der VFD-Schaltung? Kommentieren Sie unten oder kontaktieren Sie uns.
