Berita

Sejak munculnya motor induksi otomatis, operasi inverter telah ada dalam bentuk alternator.Sebelum munculnya transistor berkecepatan tinggi, ini adalah salah satu cara utama untuk mengubah kecepatan motor, tetapi karena kecepatan generator mengurangi frekuensi output daripada tegangan, perubahan frekuensi terbatas.

Jadi mari kita lihat komponen inverter dan lihat bagaimana mereka benar-benar bekerja sama untuk mengubah frekuensi dan kecepatan motor.

01 Komponen Inverter - Pengoreksi

Karena sulit untuk mengubah frekuensi gelombang sinus AC dalam mode AC, tugas pertama inverter adalah mengubah bentuk gelombang menjadi DC. Untuk membuatnya terlihat seperti AC, mengoperasikan DC relatif mudah.Komponen pertama dari semua konverter frekuensi adalah perangkat yang disebut rectifier atau konverter, seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Sirkuit pengoreksi mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah dan bekerja dengan cara yang hampir sama seperti pengisi baterai atau pengelasan busur.Ini menggunakan jembatan dioda untuk membatasi gelombang sinus AC untuk bergerak hanya dalam satu arahHasilnya adalah bahwa bentuk gelombang AC yang sepenuhnya diperbaiki ditafsirkan oleh sirkuit DC sebagai bentuk gelombang DC lokal.Inverter tiga fase mengambil tiga fase input AC terpisah dan mengubahnya menjadi output DC tunggal.

Sebagian besar inverter tiga fase juga dapat menerima catu daya satu fase (230V atau 460V), tetapi karena hanya ada dua cabang masukan,output inverter (HP) harus dikurangi karena arus DC yang dihasilkan berkurang secara proporsionalDi sisi lain, inverter fase tunggal sejati (inverter fase tunggal yang mengontrol motor fase tunggal) menggunakan input fase tunggal dan menghasilkan output DC proporsional dengan input.

Dalam hal operasi kecepatan variabel, motor tiga fase lebih umum digunakan daripada komponen penghitung satu fase karena dua alasan.Di sisi lain, biasanya membutuhkan beberapa intervensi eksternal untuk mulai berputar.

02 Komponen Inverter - DC bus

Komponen kedua dari bus DC (ditampilkan oleh bus DC dalam gambar) tidak terlihat di semua konverter karena tidak secara langsung mempengaruhi operasi konversi frekuensi.itu selalu hadir dalam kualitas tinggi drive tujuan umumBus DC menggunakan kapasitor dan induktor untuk menyaring tegangan "gelombang" AC di DC yang dikonversi dan kemudian ke bagian inverter.Ini juga termasuk filter yang memblokir distorsi harmonik dan dapat diberi makan kembali ke catu daya inverterInverter yang lebih tua dan filter jalur terpisah diperlukan untuk menyelesaikan proses ini.

03 Komponen Inverter - Inverter

Di sebelah kanan ilustrasi adalah "gut" dari inverter (ditampilkan dalam inverter).Inverter menggunakan tiga set transistor switching berkecepatan tinggi (ditampilkan dalam IGBT) untuk menciptakan DC "pulsa" yang mensimulasikan semua tiga fase gelombang sinus AC. Pulsa ini menentukan tidak hanya tegangan gelombang, tetapi juga frekuensi. Istilah inverter atau inverter berarti "inversi" dan hanya gerakan naik dan turun dari bentuk gelombang yang dihasilkan.Inverter modern menggunakan teknik yang disebut "modulasi lebar denyut nadi" (PWM) untuk mengatur tegangan dan frekuensi.

Kemudian kita berbicara tentang IGBT, yang merupakan singkatan dari "insulated-gate bipolar transistor", yang merupakan komponen switching (atau pulsa) dari inverter.Transistor (bukan tabung vakum) melayani dua fungsi di dunia elektronik kitaIni bisa bertindak sebagai amplifier seperti amplifier dan meningkatkan sinyal, atau bisa bertindak sebagai saklar dengan hanya menyalakan dan mematikan sinyal.IGBT adalah versi modern yang menawarkan kecepatan switching yang lebih tinggi (3000-16000 Hz) dan produksi panas yang berkurangKecepatan switching yang lebih tinggi dapat meningkatkan akurasi simulasi gelombang AC dan mengurangi kebisingan motor.Jadi konverter frekuensi memiliki jejak yang lebih kecil.

04 Inverter PWM bentuk gelombang

Gambar di bawah ini menunjukkan bentuk gelombang yang dihasilkan oleh inverter dengan konverter PWM dibandingkan dengan gelombang sinus AC yang sebenarnya.Inverter output terdiri dari serangkaian pulsa persegi panjang dengan tinggi tetap dan lebar diaturDalam kasus khusus ini, ada tiga set denyut nadi - satu set lebar di tengah dan satu set sempit di awal dan akhir bagian positif dan negatif dari siklus AC.

Jumlah area denyut adalah sama dengan tegangan efektif gelombang AC riil.Jika Anda memotong denyut nadi di atas (atau di bawah) bentuk gelombang AC nyata dan mengisi ruang kosong di bawah kurva dengan merekaDengan cara ini inverter dapat mengontrol tegangan motor.

Jumlah lebar pulsa dan lebar kosong di antara mereka menentukan frekuensi bentuk gelombang yang dilihat oleh motor (oleh karena itu PWM atau modulasi lebar pulsa).tidak ada celah), frekuensi masih akan benar, tapi tegangan akan jauh lebih besar dari gelombang sinus AC yang sebenarnya.konverter frekuensi akan mengubah tinggi dan lebar denyut dan lebar ruang kosong di antara mereka.

Beberapa orang mungkin bertanya-tanya bagaimana AC "palsu" ini (sebenarnya DC) menjalankan AC motor induksi.Apakah Anda membutuhkan arus bolak-balik untuk "rasa" arus di rotor motor dan medan magnet yang sesuaiKemudian, AC secara alami akan menyebabkan induksi, karena terus-menerus mengubah arah, di sisi lain, DC tidak akan bertindak secara normal setelah sirkuit diaktifkan.

Namun, jika DC dihidupkan dan dimatikan, DC dapat menginduksi arus.Tujuan dari titik-titik ini adalah untuk "pulsa" dari baterai ke kumparan (transformer)Hal ini menginduksi muatan listrik di kumparan, yang kemudian meningkatkan tegangan ke tingkat yang memungkinkan busi untuk menyala.Pulsa DC lebar yang terlihat pada gambar di atas sebenarnya terdiri dari ratusan pulsa individu, dan gerakan on dan off output inverter ini memungkinkan hal ini terjadi melalui induksi DC.

05 Tegangan efektif

Salah satu faktor yang membuat AC rumit adalah bahwa ia terus-menerus mengubah tegangan, dari nol ke beberapa tegangan positif maksimum, kemudian kembali ke nol, kemudian ke beberapa tegangan negatif maksimum,dan kemudian kembali ke nol lagi. Bagaimana cara menentukan tegangan aktual yang diterapkan pada sirkuit? Ilustrasi di bawah ini adalah gelombang sinus 60Hz, 120V. Perhatikan, bagaimanapun, bahwa tegangan puncaknya adalah 170V. Jika tegangan aktualnya adalah 170V,Bagaimana kita bisa menyebutnya gelombang 120V?

Dalam satu siklus, mulai dari 0V, naik ke 170V, dan kemudian turun ke 0 lagi.Luas persegi panjang hijau asli dengan batas atas pada 120V sama dengan jumlah luas bagian positif dan negatif dari kurvaJadi 120V adalah rata-rata?

Nah, jika Anda rata-rata semua nilai tegangan pada setiap titik sepanjang siklus, hasilnya akan sekitar 108V, jadi itu tidak bisa menjadi jawabannya. jadi mengapa nilai ini 120V seperti yang diukur oleh VOM?Ini ada hubungannya dengan apa yang kita sebut "tekanan efektif. "

Jika Anda mengukur panas yang dihasilkan oleh arus DC yang mengalir melalui resistor, Anda akan menemukan bahwa itu lebih besar dari panas yang dihasilkan oleh arus AC setara.Hal ini karena fakta bahwa AC tidak mempertahankan nilai konstan sepanjang siklusJika dilakukan di laboratorium, dalam kondisi terkontrol, ditemukan bahwa arus DC tertentu menghasilkan peningkatan panas 100 derajat, setara AC akan menghasilkan 70.7 derajat atau 70Jadi nilai efektif AC adalah 70,7% dari DC.Hal ini juga dapat dilihat bahwa nilai efektif dari tegangan AC sama dengan akar kuadrat dari jumlah tegangan kuadrat dari setengah pertama kurva.

Jika tegangan puncak adalah 1 dan tegangan individu dari 0 derajat sampai 180 derajat harus diukur, tegangan efektif akan menjadi tegangan puncak 0-707. 0.707 kali tegangan puncak 170 dalam gambar sama dengan 120VTegangan efektif ini juga dikenal sebagai tegangan akar rata-rata persegi atau tegangan RMS. Oleh karena itu, tegangan puncak selalu 1,414 dari tegangan efektif.230V AC saat ini memiliki tegangan puncak 325V sementara 460 memiliki tegangan puncak 650V.

Selain perubahan frekuensi, bahkan jika tegangan tidak bergantung pada kecepatan operasi motor AC, inverter juga harus mengubah tegangan.

Diagram menunjukkan dua gelombang sinus 460V AC. Merah adalah kurva 60hz, biru adalah 50hz. Keduanya memiliki tegangan puncak 650V, namun, 50hz jauh lebih luas.Anda dapat dengan mudah melihat bahwa daerah dalam setengah pertama kurva 50Hz (0-10ms) lebih besar dari setengah pertama kurva 60hz (0-8Selain itu, karena area di bawah kurva sebanding dengan tegangan efektif, tegangan efektif lebih tinggi.peningkatan tegangan efektif menjadi lebih dramatis.

Jika motor 460V diizinkan beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi, umur mereka dapat sangat berkurang.Inverter harus terus mengubah tegangan "puncak" relatif terhadap frekuensi untuk mempertahankan tegangan efektif yang konstan. Semakin rendah frekuensi operasi, semakin rendah tegangan puncak, dan sebaliknya.

Anda sekarang harus memiliki pemahaman yang baik tentang bagaimana inverter bekerja dan bagaimana untuk mengontrol kecepatan motor.Sebagian besar drive memungkinkan pengguna untuk mengatur kecepatan motor secara manual dengan saklar multi-posisi atau keyboard, atau mengotomatiskan proses menggunakan sensor (tekanan, aliran, suhu, tingkat, dll.).