Содержание
Бестопливный генератор Джона Серла — энергия третьего тысячелетия
Энергия
Изобретение Джона Серла называют энергией третьего тысячелетия. Созданный им бестопливный генератор работает на основе уравновешенной магнитной системы, его можно использовать в качестве источника для выработки электроэнергии в домашних условиях.
В основу эффекта Джона Серла легло применение магнитного поля, это принципиально новый метод получения энергии. Его суть заключается в следующем: электрическая энергия производится за счет вращения магнитных роликов вокруг намагниченных колец. Устройство не только выделяет электричество, но и создает вокруг себя гравитационное поле.
Генератор состоит из трех концентрических колец, скрепленных между собой. Вокруг них расположены намагниченные цилиндры. Все цилиндры могут свободно вращаться по кругу.
Как работает устройство
Принцип работы генератора Серла основан на свойстве магнитов притягиваться и отталкиваться друг от друга. Разнонаправленные полюса притягивают магниты, а одинаковые полюса отталкивают их.
Если расположить цилиндры одинаковой намагниченности вокруг основы – они начнут отталкиваться на эквидистантные расстояния. При попытке сдвинуть с места один намагниченный цилиндр сразу сдвинутся с места и все остальные, при этом расстояние между ними будет сохраняться.
Вращение основы приведет к движению роликов. Постепенно увеличивая обороты, мы сможем добиться вращения системы как единого целого на протяжении определенного времени. Как правило, движение системы обеспечивают подшипники.
При вращении цилиндры проходят через зазоры ярма, изготовленного из магнитного материала. В результате этого в намотанных на ярме катушках индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), ее можно снимать с присоединенных к концам катушек клемм.
Какие детали понадобятся
Для того чтобы сделать магнитный генератор Серла своими руками в домашних условиях, понадобятся такие детали:
- магниты разных размеров для изготовления роликов и статора;
- токосъемные катушки;
- корпус генератора;
- разгонные электромагниты;
- металл для изготовления обоймы;
- электрические схемы;
- эпоксидный клей.
Размеры статора будут зависеть от диаметра роликов. Для того чтобы собрать генератор Серла, потребуется не менее 12 намагниченных роликов, а расстояние между ними должно равняться диаметру одного ролика.
Как собрать генератор Серла
Изготавливаем магнитные ролики
Каждый ролик будет состоять из 8 сегментов. Внутри него будет расположен неодимовый магнит, затем кольцо пластика и обойма из металла. Для изготовления 12 роликов понадобится 96 таких сегментов.
Сделать обойму можно из алюминиевой трубы, для пластикового слоя подойдет капролон. Сначала надо нарезать на токарном станке кольца из металла и пластика. Затем запрессовать металлические кольца на пластиковые, а внутри них расположить магниты. Из полученных сегментов надо склеить магнитные ролики, по 8 сегментов каждый. Все детали должны быть одинаковых размеров.
Собираем статор
Понадобятся три больших магнитных кольца, сложенных вместе разнополярно. Их надо склеить в один магнит. Для изготовления металлической обоймы для магнита можно использовать алюминиевую кастрюлю подходящего диаметра или готовый круг из металла. Из кастрюли необходимо вырезать обойму, высота которой будет соответствовать высоте магнита.
Следующий этап – заливка термоклеем внутреннего объема магнита и пространства между магнитом и обоймой. Это необходимо для того, чтобы удерживать магнит в одном положении и сглаживать толчки при взаимодействии с роликами.
Изготавливаем разгонные магниты
Задача разгонных магнитов заключается в том, чтобы отталкивать ролики, когда они будут приближаться к сердечнику электромагнита. Катушку электромагнита можно изготовить своими руками, но для этого придется самостоятельно наматывать провод на сердечники. Также можно приобрести уже готовые детали. Электромагнит надо установить таким образом, чтобы концы сердечника располагались к полюсам ролика симметрично. Всего понадобится 12 электромагнитов.
Схемы управления электромагнитами
Эти элементы будут подавать ток на катушку электромагнита в тот момент, когда мимо него проходит ролик. Для этих целей можно использовать схемы с магнитным датчиком. Как только ролик приблизится к электромагниту на 1 см, датчик будет загораться, а при его уходе он погаснет. Для изготовления схемы понадобится 12 монтажных плат (их количество должно соответствовать количеству электромагнитов).
Собираем генератор
Последний этап – сборка бестопливного генератора Джона Серла. Магнит-статор располагают в центре. Затем по кругу устанавливают ролики и электромагниты. Для повышения эффективности аппарата можно установить их на оси с подшипниками, между этими элементами и статором должен быть минимальный зазор. В результате получится маховик, который будет приводиться в действие электромагнитами и импульсным током.
Таким образом, генератор Серла – это один из источников энергии, работающий на основе магнитных потоков.
Сподобалася стаття! Підтримай проект BuildingTech!
Дякуємо всім за допомогу!
PrivatBank:
UAH — 4149 4993 7451 0947
USD — 4149 4993 7451 0988
EUR — 4149 4993 7451 1002
Источник: altenergiya
Теги: электроэнергияэлектрогенераторгенераторбестопливный генераторгенератор Джона Серла
Читать BuildingTech в Telegram
История магнитного генератора Джона Серла
История магнитного генератора Джона Серла
Спасение нашей планеты — это грандиозная задача. Если мы захотим восстановить экологию, нужно будет сделать много полезной работы. Как только вы на это решитесь, вам понадобится очень много энергии. Она должна быть дешевой и полностью экологически чистой. Более 60 лет Джон Серл пытался дать миру новый тип энергетической системы, которая освободила бы человечество от нефтяного бремени и ажиотажа вокруг топливных ресурсов. Не имея классического образования уже в конце 40х — начале 50х годов Джон Сёрл создал то, что называют «вечный двигатель» или источник экологически чистой и бесконечной энергии, который функционировал на основе уравновешенной магнитной системы. Это устройство было названо позже SEG (Searl Effect Generator), генератор эффекта Сёрла.
Данный генератор — магнитное устройство, которое является полностью магнитным. У него свой собственный двигатель, который сам включается и продолжает работать и, насколько мы можем судить, никогда не останавливается. Эффект Серла — это эффект магнетизма, основанный на магнитных полях, которые заставляют магнитные ролики непрерывно вращаться вокруг магнитных колец, генерируя электроэнергию. Никакого шума, нагрева, вибрации, никакого загрязнения — все это Генератор Серла. Он способен оторваться от земли и образовать собственное гравитационное поле. Когда вы видите такие вещи, вы понимаете, что это идеальный механизм, важнейшее изобретение, которое человек когда-либо мог создать.
Генератор Серла произведен из редкоземельных элементов (неодим) и имеет сложную структуру. Умножение энергии происходит благодаря структуре магнитного поля, производимого движущимися элементами. Цилиндры с магнитным полем (намагниченные) вращаются вокруг магнитного диска. Особая структура магнитного поля цилиндров и диска заставляет двигаться эти цилиндры (ролики).
Магнитное поле особой формы — это тот инструмент, который является связующим элементом в работе двигателя. Это один из главных компонентов. В отличие от физически осязаемых блоков любого другого двигателя, магнитное поле является лёгким и более тонким способом организации двигателя. Это и заставляет устройство работать намного эффективнее и производить необычные эффекты.
Резонирующая сила генератора Серла
Природа магнитного поля требует более детального изучения и понимания. Ведь связующая теория — закон квадратов — создаёт структуру магнитного поля, благодаря которой происходит умножение энергии.
Волна магнитного поля, которая возникает при наложении магнитных полей роликов и диска, является движущей силой. Эта волна расположена на внешнем крае диска и заставляет ролики подняться и парить над диском, не прикасаясь к нему. Неодимовые магниты, из которых сделаны ролики на внешнем крае диска — притягиваются магнитной волной, что заставляет их оттолкнуться от края диска и двигаться без трения.
Это и есть эффект Серла.
.
Фото и выдержки: http://leforio. ru/letayushchaya-tarelka-serla
Следите за новостями!
Руководство по системе управления промышленными двигателями | Максим Интегрированный
Скачать PDF
Abstract
В этом обзоре систем управления промышленными двигателями освещаются различия и подсистемы для двигателей постоянного тока, бесщеточных двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей переменного тока. Углубленный анализ критических подсистем сосредоточен на мониторинге и измерении тока; температура восприятия; определение скорости двигателя, положения и движения; контроль и управление многоканальными токами и напряжениями; и высокоточное управление двигателем с интерфейсами данных энкодера.
Электродвигатели потребляют почти 50% электроэнергии в мире. Поскольку стоимость энергии неуклонно растет, промышленность сосредоточена на замене неэффективных двигателей и приводов с постоянной скоростью на микропроцессорные приводы с регулируемой скоростью. Эта новая технология управления двигателем снизит потребление энергии более чем на 30% по сравнению со старыми приводами. Хотя эти контроллеры с регулируемой скоростью увеличивают стоимость двигателя, прогнозируемая экономия энергии и повышенная функциональность двигателя должны легко компенсировать эти первоначальные затраты в течение нескольких лет.
Популярные конструкции двигателей
Двигатель постоянного тока, бесщеточный двигатель постоянного тока и асинхронный двигатель переменного тока являются популярными конструкциями двигателей, используемых сегодня в промышленности. Каждый из этих типов двигателей имеет свои уникальные характеристики, но все они работают по одному и тому же основному электромагнитному принципу: когда проводник с током, например проволочная обмотка, находится во внешнем магнитном поле перпендикулярно проводнику, тогда проводник будет испытывает силу, перпендикулярную себе и внешнему магнитному полю.
Двигатели постоянного тока: низкая стоимость и высокая производительность привода
Двигатель постоянного тока был одним из первых типов двигателей, примененных на практике, и он по-прежнему популярен там, где требуется низкая начальная стоимость и отличные характеристики привода. В простейшей форме статор (т. е. неподвижная часть двигателя) представляет собой постоянный магнит, а ротор (т. е. вращающаяся часть двигателя) несет якорную обмотку, соединенную с механическим коммутатором, который включает и выключает ток. к обмотке. Магнит создает поток поля, который взаимодействует с током якоря, создавая электромагнитный крутящий момент, тем самым позволяя двигателю выполнять работу. Скорость двигателя регулируется путем регулировки постоянного напряжения, подаваемого на обмотку якоря.
В зависимости от применения для управления обмоткой якоря используется полный мост, полумост или просто понижающий преобразователь. Переключатели в этих преобразователях имеют широтно-импульсную модуляцию (PWMed) для достижения желаемого напряжения. Микросхемы верхнего плеча или драйвера моста Maxim, такие как MAX15024/MAX15025, могут использоваться для управления полевыми транзисторами в полной или полумостовой схеме.
Двигатели постоянного тока также широко используются в сервоприводах, где важны скорость и точность. Для удовлетворения требований к скорости и точности необходимы микропроцессорное управление с обратной связью и информация о положении ротора. Максим MAX9Датчик Холла 641 предоставляет информацию о положении ротора. Вот пример сверхмаломощного и сверхмалого щеточного двигателя постоянного тока: MAX14870. Для получения дополнительной информации перейдите по следующим ссылкам:
- Обзор системы управления двигателем
- ИС драйвера коллекторного двигателя
Блок-схема типичного промышленного управления двигателем. Список рекомендуемых компанией Maxim решений для моторных приводов можно найти на сайте: www.maximintegrated.com/motordrive.
Асинхронные двигатели переменного тока: простота и надежность
Асинхронный двигатель переменного тока популярен в промышленности из-за его простоты и надежности. В своей простейшей форме этот двигатель представляет собой трансформатор с напряжением на первичной стороне, подключенным к источнику переменного напряжения, а вторичная сторона закорочена для проведения индуцированного вторичного тока. Название «асинхронный» двигатель происходит от этого индуцированного вторичного тока. Статор имеет трехфазную обмотку, а ротор имеет простую конструкцию, обычно называемую «беличьей клеткой», в которой медные или алюминиевые стержни замыкаются накоротко на обоих концах литыми алюминиевыми концевыми кольцами. Отсутствие обмоток ротора и щеток делает эту конструкцию двигателя особенно надежной.
Ротор и статор асинхронного двигателя.
При работе от напряжения 60 Гц асинхронный двигатель работает с постоянной скоростью. Однако при использовании силовой электроники и микропроцессорной системы скорость двигателя можно изменять. Привод с регулируемой скоростью состоит из инвертора, преобразователя сигналов и микропроцессорного управления. Инвертор использует три полумоста, в которых верхний и нижний ключи управляются взаимодополняющим образом. Maxim предлагает несколько полумостовых драйверов, таких как MAX15024/MAX15025, которые независимо управляют верхним и нижним полевыми транзисторами.
Точное измерение тока трехфазного двигателя, положения ротора и скорости вращения ротора необходимо для эффективного управления асинхронным двигателем с обратной связью. Компания Maxim предлагает множество усилителей тока верхнего и нижнего плеча, датчиков Холла и аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с одновременной выборкой для точного измерения этих параметров в самых неблагоприятных условиях.
Микропроцессор использует данные о токе и положении для генерации логических сигналов для трехфазного моста. Популярный метод управления с обратной связью, называемый векторным управлением, отделяет векторы тока возбуждения от потока статора, чтобы им можно было управлять независимо, чтобы обеспечить быструю переходную реакцию.
Бесщеточные двигатели постоянного тока: высокая надежность и высокая выходная мощность
Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) не имеет ни коммутатора, ни щеток, поэтому он требует меньше обслуживания, чем двигатель постоянного тока. Он также обеспечивает большую выходную мощность на размер корпуса по сравнению с асинхронными двигателями и двигателями постоянного тока.
Статор двигателя BLDC очень похож на статор асинхронного двигателя. Однако ротор двигателя BLDC может иметь различную форму, но все они представляют собой постоянные магниты. Поток в воздушном зазоре фиксируется магнитом и не зависит от тока статора. Двигатель BLDC также требует некоторой формы определения положения ротора. Устройство на эффекте Холла, встроенное в статор, обычно используется для определения положения ротора. Когда магнитный полюс ротора проходит рядом с датчиками на эффекте Холла, сигнал указывает, прошел ли северный или южный полюс. Maxim предлагает несколько датчиков Холла, таких как MAX9.641, который упрощает конструкцию и снижает стоимость системы за счет интеграции двух датчиков на эффекте Холла и цифровой логики для обеспечения как позиционных, так и направленных выходных сигналов магнита.
Важность датчиков, преобразования сигналов и интерфейсов данных
Датчики нескольких типов обеспечивают обратную связь в контуре управления двигателем. Эти датчики также повышают надежность, обнаруживая неисправности, которые могут привести к повреждению двигателя. В следующих разделах более подробно рассматривается роль датчиков в управлении двигателем. Особое внимание будет уделено токоизмерительным усилителям, датчикам на эффекте Холла и датчикам с переменным сопротивлением (VR). Другие важные темы включают мониторинг и управление многоканальными токами и напряжениями с помощью высокоскоростного аналого-цифрового преобразования сигналов (АЦП) и интерфейсы данных энкодера, необходимые для высокоточного управления двигателем.
Контроль тока
Ток — это общий сигнал, который необходимо воспринимать, контролировать и возвращать в контур управления двигателем. Усилители с датчиком тока упрощают контроль тока в системе и на выходе с высокой точностью. Если используются токоизмерительные усилители, преобразователь не требуется, поскольку измеряется сам электрический сигнал. Токоизмерительные усилители обнаруживают короткие замыкания и переходные процессы, а также контролируют питание и состояние аккумуляторной батареи.
Измерение тока
Существует множество методов измерения тока, но, безусловно, наиболее популярным является использование токоизмерительного резистора. В этом методе падение напряжения на токоизмерительном резисторе сначала усиливается операционным усилителем, включенным в каскад дифференциального усиления, а затем измеряется. Традиционно этот подход реализуется с помощью дискретных компонентов. Однако дискретные решения также имеют некоторые недостатки, такие как необходимость использования согласованных резисторов, плохой дрейф и большая площадь решения. К счастью, эти многочисленные и разнообразные недостатки можно преодолеть, интегрировав в конструкцию токоизмерительные усилители. Усилители не только измеряют ток, но также определяют его направление, поддерживают широкий диапазон синфазных сигналов и обеспечивают более точное измерение.
При измерении тока используется либо принцип нижнего плеча, при котором измерительный резистор подключается последовательно к цепи заземления, либо принцип верхнего плеча, при котором измерительный резистор подключается последовательно с проводом под напряжением. При измерении на стороне низкого напряжения схема имеет низкое входное синфазное напряжение, а выходное напряжение относительно земли. Резистор нижнего плеча добавляет нежелательное постороннее сопротивление на пути заземления. При измерении на стороне высокого напряжения нагрузка заземлена, но резистор на стороне высокого напряжения должен справляться с относительно большими синфазными сигналами. Измерение на стороне высокого напряжения также позволяет обнаруживать неисправности, такие как короткое замыкание корпуса двигателя или обмотки на землю.
В токочувствительных усилителях верхнего плеча, таких как MAX4080/MAX4081, используется токочувствительный резистор, расположенный между положительным выводом источника питания и входом питания контролируемой цепи. Такая компоновка позволяет избежать посторонних сопротивлений в заземляющем слое, значительно упрощает компоновку и в целом улучшает общие характеристики схемы. Однонаправленные и двунаправленные ИС Maxim для измерения тока, такие как MAX9918/MAX9919/MAX9920, доступны с внутренними чувствительными резисторами или без них. Такое разнообразие деталей обеспечивает значительную гибкость конструкции и упрощает выбор деталей для широкого спектра АЦП и приложений.
Датчики Холла используются для определения скорости, положения и направления двигателей. Благодаря встроенной логике устройства датчики затем передают эти данные в систему для получения обратной связи в режиме реального времени. Датчик также обнаруживает и сообщает о любом прерывании работы двигателя, чтобы можно было предпринять корректирующие действия. Обычно для определения направления движения используются два датчика Холла.
Коммутация может быть синхронизирована с фронтами Холла, если в системе имеется такое же количество устройств на эффекте Холла, как и фаз двигателя, и если механическая геометрия устройств на эффекте Холла коррелирует с электрической геометрией фаз двигателя. Максим MAX9641 сочетает в себе два датчика на эффекте Холла и преобразование сигнала датчика для обеспечения как позиционных, так и направленных выходных сигналов.
Датчики Холла также можно использовать со специальными продуктами интерфейса датчика Холла, такими как MAX9621. Устройства интерфейса выполняют несколько функций: защищают от переходных процессов питания, измеряют и фильтруют ток, потребляемый датчиками Холла, а также диагностируют и защищают от неисправностей.
Датчики на эффекте Холла повышают надежность и воспроизводимость по сравнению с системами на основе механических фотопрерывателей, которые не работают в среде с пылью и влажностью. Поскольку датчики на эффекте Холла обнаруживают магнитное поле, создаваемое магнитом или током, они могут работать непрерывно в таких суровых условиях окружающей среды.
В некоторых приложениях вибрация, пыль и высокая температура вызывают неправильную работу активных датчиков. В этих ситуациях можно использовать пассивные элементы для определения работы двигателя и передачи этих данных в систему с интерфейсной ИС. В качестве альтернативы в этих экстремальных условиях эксплуатации можно использовать датчики с переменным магнитным сопротивлением (VR).
Датчики VR, такие как MAX9924—MAX9927, имеют катушку для измерения скорости и вращения двигателей. Когда зубчатое колесо вала, прикрепленного к двигателю, проходит мимо поверхности магнита, величина магнитного потока, проходящего через магнит и, следовательно, через катушку, изменяется. Когда зуб находится близко к датчику, поток максимален. Когда зуб находится дальше, флюс падает. Вращающееся зубчатое колесо создает изменяющийся во времени поток, который индуцирует пропорциональное напряжение в катушке. Последующая электроника затем обрабатывает этот сигнал, чтобы получить цифровую форму волны, которая может быть более легко подсчитана и синхронизирована. Решения с интегрированным интерфейсом VR-сенсора обладают многими преимуществами по сравнению с другими решениями, включая повышенную помехозащищенность и точную информацию о фазе.
Для контроля и управления двигателем необходимо измерять несколько токов и напряжений и сохранять целостность фаз между каналами. Разработчики сталкиваются с двумя вариантами архитектуры АЦП: использовать несколько одноканальных АЦП параллельно, что очень затрудняет синхронизацию времени преобразования; или используйте АЦП одновременной выборки. Архитектура одновременной выборки использует либо несколько АЦП в одном корпусе, все с одним триггером преобразования, либо несколько усилителей выборки и хранения (также называемых усилителями отслеживания и хранения) на аналоговых входах. В случае нескольких усилителей выборки и хранения между несколькими аналоговыми входами и одним АЦП по-прежнему используется мультиплексор. Одновременная выборка устраняет необходимость в сложных алгоритмах цифровой обработки сигналов.
Частота дискретизации 100 кбит/с и более является обычной для приложений управления двигателем. На этих скоростях АЦП постоянно отслеживает двигатель на наличие любых признаков ошибок или потенциального повреждения. При первых признаках неисправности система может исправить себя или отключиться, когда это необходимо. Если АЦП производит выборку недостаточно быстро, возможно, неисправность не будет обнаружена достаточно рано, чтобы ее можно было устранить.
Величина динамического диапазона измерения зависит от каждого приложения управления двигателем. В некоторых случаях достаточно 12-битного разрешения. Однако для более точных приложений управления двигателем более распространенным стандартом является разрешение 16 бит. Высокопроизводительный 16-разрядный АЦП, такой как MAX11044 или MAX11049.позволяет системе достичь динамического диапазона более 90 дБ.
Maxim предлагает широкий ассортимент АЦП с одновременной выборкой, предназначенных для управления двигателями. Устройства имеют как последовательные, так и параллельные интерфейсы, а также 12-, 14- или 16-разрядную работу.
Точность, с которой необходимо управлять двигателем, зависит от системных требований. В некоторых приложениях требования к точности очень высоки, например, в промышленной робототехнике или розливе. Например, ожидается, что сварочный робот будет работать с высокой скоростью и точностью. Точно так же двигатели на заводе по розливу должны точно контролироваться, чтобы бутылки останавливались в нужном положении для наполнения, укупорки и маркировки. Для точного управления двигателем необходимо определить скорость, направление и положение ротора. Их можно контролировать с помощью аналоговых датчиков, таких как резольверы, синхронизаторы, RVDT или поворотные потенциометры. Высокая точность достигается за счет использования энкодеров, таких как оптические энкодеры и датчики Холла. Энкодеры предоставляют контроллеру инкрементальную и/или абсолютную информацию об угле вала.
Контроллер двигателя, обычно реализованный алгоритмически с помощью процессора цифровых сигналов (DSP), вычисляет текущую скорость и угол ротора. Он регулирует ступени мощности привода для эффективного и оптимального достижения желаемого отклика. Этот контур управления с обратной связью требует надежной и надежной информации от датчика, которая обычно передается по длинным кабелям от энкодера к контроллеру.
Инкрементальная информация обычно передается в контроллер квадратурными сигналами, т. е. двумя сигналами, сдвинутыми по фазе на 90°. Эти сигналы могут быть в аналоговой форме (синус + косинус) или в двоичной форме. Информация об абсолютном местоположении, напротив, передается только потоком сериализованных двоичных данных через RS-482 или RS-422.
Поскольку рабочие условия суровы, пути передачи данных должны быть надежными и надежными. Уровни электромагнитных помех высоки, что объясняет использование дифференциальной сигнализации. Из-за близости к двигателю обычно встречаются высокие температуры.
Широкий ассортимент интерфейсных устройств RS-485/RS-422 и PROFIBUS компании Maxim предназначен для этих приложений управления двигателями. Устройства интерфейса, такие как высокоскоростной приемопередатчик RS-485 MAX14840E, демонстрируют высокую целостность сигнала и надежность, необходимые для строгого контроля безопасности и поддержания времени безотказной работы крупных капиталовложений.
Как работает частотно-регулируемый привод
Использование частотно-регулируемого привода (VFD) может сократить расходы на электроэнергию и ее потребление. Кроме того, частотно-регулируемые приводы могут ужесточить технологические процессы, сократить объем технического обслуживания, повысить производительность и продлить срок службы вашего оборудования.
Что такое ЧРП?
ЧРП или частотно-регулируемый привод — это электронное устройство, используемое для управления асинхронным или синхронным двигателем переменного тока. ЧРП управляет крутящим моментом, скоростью и направлением двигателя, плавно запуская и разгоняя двигатель до желаемой скорости с контролируемой скоростью ускорения. Замедление также контролируется, а торможение доступно в качестве опции.
ЧРП позволяют использовать один двигатель для различных процессов и условий, для которых могут потребоваться разные скорости. Другие названия частотно-регулируемого привода включают:
- Привод с регулируемой скоростью
- Преобразователь частоты
- Преобразователь частоты/напряжения
- Привод переменного тока
- Микродрайв
- Инвертор
- Преобразователь частоты
В отличие от электросети с фиксированной частотой, при которой двигатель постоянно работает на полной скорости, частотно-регулируемый привод обеспечивает гибкость и экономию средств в производстве и других отраслях. Доступны частотно-регулируемые приводы различных типов и мощностей от менее 1 до тысяч лошадиных сил. Кроме того, вы можете выбрать скалярное управление PWM V/HZ, векторное управление PWM с обратной связью, векторное управление без обратной связи, прямое управление крутящим моментом (DTC) и другие методы управления двигателем.
Как работает частотно-регулируемый привод
Преобразователь частоты подает фиксированное переменное напряжение и частоту на выпрямительный мост для преобразования напряжения в постоянное, использует батарею конденсаторов и катушки индуктивности для фильтрации постоянного тока, затем инвертирует постоянное напряжение обратно в переменного тока и отправляет его на двигатель с желаемой частотой.
- Микропроцессор или цифровой сигнальный процессор (DSP) обменивается данными с ПЛК и пользователем (через ЧМИ или клавиатуру), наблюдает за работой двигателя и проверяет наличие неисправностей.
- Схема управления координирует переключение силовых устройств для активации силовых компонентов в правильной последовательности. Скорость двигателя изменяется за счет изменения напряжения и частоты, подаваемых выходными устройствами.
- Базовые частотно-регулируемые приводы поддерживают крутящий момент двигателя, поддерживая постоянное отношение напряжения к частоте. Усовершенствованные устройства используют более интеллектуальные и адаптивные алгоритмы для повышения производительности двигателя.
Короче говоря, частотно-регулируемый привод преобразует одно напряжение и частоту в другое, чтобы изменить скорость двигателя без потери крутящего момента.
Систему привода ЧРП можно разделить на три подсистемы:
- Двигатель переменного тока , чаще всего трехфазный асинхронный двигатель, но иногда однофазный или синхронный двигатель.
- Контроллер главного привода , использующий полупроводниковую систему преобразования силовой электроники, содержащую выпрямительный мостовой преобразователь, звено или фильтр постоянного тока и секцию переключения или инвертора.
- Интерфейс мониторинга и управления , предоставляющий оператору или ПЛК способ запуска и остановки двигателя, регулировки скорости, изменения направления и т. д. Этот интерфейс также предоставляет информацию о работе двигателя, состоянии привода и т. д. Связь с ПЛК может осуществляться с помощью нескольких протоколов последовательной связи или через релейные входы и выходы «старой школы» в сочетании с аналоговыми сигналами 4–20 мА или 0–10 В.
За прошедшие десятилетия частотно-регулируемые приводы стали меньше, в частности, благодаря микропроцессорам, заменившим полупроводниковые компоненты. Во многих приложениях окупаемость вложений в диски часто превышает цену диска.
Когда использовать частотно-регулируемый привод
ЧРП используются в системах, приводимых в действие электродвигателями переменного тока, от производства до кондиционирования воздуха. Существует множество причин для выбора системы с частотно-регулируемым приводом.
- Для точного контроля скорости производственного процесса.
- Для обеспечения плавного пуска и плавного разгона до рабочей скорости.
- Для экономии энергии, особенно в приложениях, где крутящий момент и мощность нагрузки изменяются нелинейно. Вентиляторы и насосы с переменным крутящим моментом являются хорошими кандидатами на экономию.
- Для улучшения процесса и качества ускорения, расхода, мониторинга, скорости, температуры, напряжения, крутящего момента и давления в вашем приложении.
- Для запуска двигателя по специальным схемам для минимизации механических и электрических нагрузок.
ЧРП значительно уменьшают или устраняют скачки тока, необходимые для запуска двигателя «через линию». Помимо скачков тока, в восемь раз превышающих ток полной нагрузки двигателя, такой тип пуска также может повредить механические компоненты приводимой нагрузки.
Поддержание вашего частотно-регулируемого привода и оборудования в рабочем состоянии
Небольшое техническое обслуживание — это все, что ЧРП требует от своих операторов. Следите за тем, чтобы на диске не было пыли, обеспечьте надлежащую вентиляцию, держите все в сухом и защищенном от влаги месте. Время от времени проверяйте надежность всех электрических соединений.
ЧРП — невероятно надежные устройства. Когда частотно-регулируемый привод указывает на неисправность, бортовая диагностика может помочь определить причину, а иногда и способ устранения. Многие неисправности не являются неисправностью самого частотно-регулируемого привода, но могут означать проблемы с входной мощностью, двигателем или ведомой нагрузкой.
Преобразователь частоты, независимо от того, регулируется ли он вручную или с помощью ПЛК, может помочь вам усилить контроль над технологическим процессом при одновременном увеличении производительности. Затраты на техническое обслуживание и ремонт ваших линий снижаются, как и ваши счета за электроэнергию.
С меньшим количеством ошибок и меньшим временем простоя ваша прибыль будет расти с меньшими усилиями с вашей стороны и вашего оборудования.