คุณสมบัติและข้อดีของมอเตอร์ปรับความถี่ได้

การควบคุมความเร็วด้วยการแปลงความถี่โดยทั่วไปหมายถึงระบบไฟฟ้าเชิงกลประเภทต่างๆ เช่น มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบควบคุมความเร็วด้วยการแปลงความถี่ ตัวแปลงความถี่ ตัวควบคุมแบบโปรแกรมได้ และอุปกรณ์อัจฉริยะอื่นๆ รวมถึงแอคชูเอเตอร์ปลายทางและซอฟต์แวร์ควบคุม เป็นต้น ซึ่งประกอบกันเป็นระบบควบคุมความเร็วกระแสสลับแบบวงเปิดหรือวงปิด ระบบควบคุมความเร็วประเภทนี้กำลังเข้ามาแทนที่ระบบควบคุมความเร็วเชิงกลแบบดั้งเดิมและระบบควบคุมความเร็วแบบกระแสตรงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งช่วยเพิ่มระดับการทำงานอัตโนมัติของเครื่องจักรและประสิทธิภาพการผลิตอย่างมาก และทำให้เครื่องจักรมีขนาดเล็กลงและมีความอัจฉริยะมากขึ้น

เมื่อพิจารณาถึงการใช้พลังงานของมอเตอร์ทั้งหมดในงานอุตสาหกรรม พบว่าประมาณ 70% ของมอเตอร์ถูกใช้ในพัดลมและปั๊มน้ำ ประโยชน์ของการประหยัดพลังงานและการลดการปล่อยมลพิษสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้เห็นได้ชัดเจน คือ ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจมหาศาลและผลกระทบทางสังคมที่ยั่งยืน ด้วยเหตุผลดังกล่าว การควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสสลับด้วยการแปลงความถี่จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ตัวอย่างเช่น ในเครื่องปรับอากาศแบบอินเวอร์เตอร์ เมื่ออุณหภูมิที่ตั้งไว้ลดลง ก็เพียงแค่ควบคุมความเร็วของมอเตอร์ให้ลดลงเพื่อลดกำลังขับเท่านั้น

นอกจากจะประหยัดพลังงานและง่ายต่อการใช้งานและเผยแพร่แล้ว มอเตอร์อะซิงโครนัสแบบปรับความเร็วตามความถี่ยังมีข้อดีคือการสตาร์ทอย่างนุ่มนวล และไม่จำเป็นต้องตรวจสอบประสิทธิภาพการสตาร์ท ปัญหาสำคัญเพียงอย่างเดียวที่ต้องแก้ไขคือ ความสามารถในการปรับตัวของมอเตอร์ต่อกระแสไฟฟ้าที่ไม่เป็นคลื่นไซน์ต้องได้รับการปรับปรุง

หลักการทำงานของตัวแปลงความถี่

ตัวแปลงความถี่ที่เราใช้ส่วนใหญ่ใช้โหมด AC-DC-AC (การแปลงความถี่แบบ VVVF หรือการแปลงความถี่แบบควบคุมเวกเตอร์) โดยเริ่มจากการแปลงไฟกระแสสลับ (AC) ที่มีความถี่สูงให้เป็นไฟกระแสตรง (DC) ผ่านวงจรเรียงกระแส จากนั้นจึงแปลงไฟกระแสตรงให้เป็นไฟกระแสสลับ (AC) ที่มีความถี่และแรงดันที่ควบคุมได้ เพื่อจ่ายให้กับมอเตอร์ วงจรของตัวแปลงความถี่โดยทั่วไปประกอบด้วยสี่ส่วน ได้แก่ ส่วนเรียงกระแส ส่วนเชื่อมต่อ DC ระหว่างกลาง ส่วนอินเวอร์เตอร์ และส่วนควบคุม ส่วนเรียงกระแสเป็นวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์สามเฟสที่ไม่มีการควบคุม ส่วนอินเวอร์เตอร์เป็นอินเวอร์เตอร์แบบบริดจ์สามเฟส IGBT โดยมีเอาต์พุตเป็นรูปคลื่น PWM และส่วนเชื่อมต่อ DC ระหว่างกลางทำหน้าที่กรอง เก็บพลังงานกระแสตรง และบัฟเฟอร์กำลังไฟฟ้าปฏิกิริยา

การควบคุมความถี่ได้กลายเป็นรูปแบบการควบคุมความเร็วหลัก ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในการส่งกำลังแบบไร้ขั้นในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการใช้งานตัวแปลงความถี่ที่แพร่หลายมากขึ้นในด้านการควบคุมอุตสาหกรรม การใช้มอเตอร์แปลงความถี่จึงแพร่หลายมากขึ้นเช่นกัน อาจกล่าวได้ว่าเนื่องจากมอเตอร์แปลงความถี่มีประสิทธิภาพเหนือกว่ามอเตอร์ทั่วไปในการควบคุมด้วยการแปลงความถี่ ดังนั้นไม่ว่าที่ใดที่มีการใช้ตัวแปลงความถี่ เราก็มักจะเห็นมอเตอร์แปลงความถี่ปรากฏอยู่เสมอ

โดยทั่วไป การทดสอบมอเตอร์ปรับความถี่ได้จำเป็นต้องใช้พลังงานจากตัวแปลงความถี่ เนื่องจากความถี่เอาต์พุตของตัวแปลงความถี่มีช่วงการเปลี่ยนแปลงกว้าง และคลื่น PWM เอาต์พุตมีฮาร์โมนิกจำนวนมาก หม้อแปลงและเครื่องวัดกำลังแบบดั้งเดิมจึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการวัดของการทดสอบได้อีกต่อไป จึงจำเป็นต้องใช้เครื่องวิเคราะห์กำลังไฟฟ้าแบบแปลงความถี่และเครื่องส่งสัญญาณกำลังไฟฟ้าแบบแปลงความถี่ เป็นต้น

แท่นทดสอบมอเตอร์แบบมาตรฐานเป็นระบบทดสอบรูปแบบใหม่ที่เปิดตัวสำหรับแผนการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ เพื่อตอบสนองต่อการประหยัดพลังงานและการลดการปล่อยมลพิษ แท่นทดสอบมอเตอร์แบบมาตรฐานช่วยลดความซับซ้อนและติดตั้งอุปกรณ์ในระบบที่ซับซ้อน ปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบ ลดความยุ่งยากในการติดตั้งและแก้ไขปัญหา และลดต้นทุนของระบบ

คุณสมบัติพิเศษของมอเตอร์แปลงความถี่

การออกแบบทนอุณหภูมิระดับ B การผลิตฉนวนระดับ F การใช้วัสดุฉนวนโพลีเมอร์และกระบวนการผลิตเคลือบเงาแบบอัดแรงดันสุญญากาศ รวมถึงการใช้โครงสร้างฉนวนพิเศษ ทำให้ฉนวนขดลวดไฟฟ้าทนต่อแรงดันไฟฟ้าและมีความแข็งแรงเชิงกลดีขึ้นอย่างมาก ซึ่งเพียงพอสำหรับการทำงานที่ความเร็วสูงของมอเตอร์ และทนต่อแรงกระแทกจากกระแสความถี่สูงและแรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ ป้องกันความเสียหายต่อฉนวน

มอเตอร์แบบแปลงความถี่มีคุณภาพการทรงตัวสูง และระดับการสั่นสะเทือนอยู่ในระดับ R ความแม่นยำในการผลิตชิ้นส่วนกลสูง และใช้ตลับลูกปืนความแม่นยำสูงพิเศษ ซึ่งสามารถทำงานที่ความเร็วสูงได้