Panneau de commande VFD

Normes applicables

UL 508A

IEC61000-4 《Amendement 1 compatibilité électromagnétique (EMC)》

Fonctionnalité

• Excellente performance
• Salon de l'énergie
• Grande efficacité
  
  
  

Normes de performance du produit

GB / T 12668.3-2012: Drives électriques à vitesse variable - Partie 3: Conditions de compatibilité électromagnétique et méthodes de test spécifiques

IEC 61800-2: 2021: Systèmes de variateur électrique à vitesse réglable - Partie 2: Exigences générales - Spécifications de notation pour les systèmes de lecteur d'alimentation AC à vitesse réglable

IEC 60204-1: 2021: Sécurité des machines - Équipement électrique des machines - Partie 1: Exigences générales

IEC 61000-6-2: 2016: Compatibilité électromagnétique (EMC) - Partie 6-2: Normes génériques - Norme d'immunité pour les environnements industriels

Application

Le panneau de commande VFD est largement utilisé avec les lignes de production, les pompes, les ventilateurs, les climatiseurs, les ascenseurs, les entrepôts logistiques, la métallurgie et divers autres scénarios industriels.

L'importance de la technologie VFD

La technologie variable du lecteur de fréquences (VFD) est la pierre angulaire de l'automatisation industrielle moderne, offrant des progrès essentiels en matière d'efficacité, de contrôle et de longévité de l'équipement. En gérant précisément la vitesse et le couple des moteurs électriques, les VFD offrent des avantages importants par rapport aux systèmes moteurs à vitesse fixe traditionnels.

Les principaux avantages de la technologie VFD comprennent:

• Économies d'énergie: L'un des avantages les plus convaincants est la réduction substantielle de la consommation d'énergie. Dans des applications telles que les pompes et les ventilateurs, la consommation électrique d'un moteur est directement liée au cube de sa vitesse; Même une petite réduction de la vitesse peut entraîner des économies d'énergie importantes, réduisant souvent la consommation d'énergie de près de 50% avec une réduction de 20% de 20%. Cette capacité permet aux machines de faire correspondre la consommation d'énergie avec la demande de charge réelle, la minimisation des déchets et la réduction des coûts opérationnels.
• Contrôle de processus amélioré: Les VFD permettent un contrôle précis et réglable sur la vitesse, l'accélération et le couple d'un moteur. Cela conduit à un fonctionnement plus fluide, comme des démarrages doux qui accélèrent progressivement la vitesse du moteur, réduisant la contrainte mécanique sur les ceintures, les engrenages et les accouplements. Ce niveau de contrôle est crucial dans les applications nécessitant une précision élevée, des systèmes de transporteurs de fabrication aux applications CVC, garantissant une meilleure qualité de produit et des performances cohérentes.
• Durée de vie de l'équipement prolongé: En réduisant la contrainte mécanique pendant le démarrage et le fonctionnement, les VFD minimisent l'usure sur les moteurs et l'équipement connecté. Cette opération plus fluide entraîne une durée de vie plus longue pour les composants mécaniques et réduit la fréquence de maintenance et de temps d'arrêt. En outre, les VFD offrent une protection améliorée pour les moteurs contre des problèmes tels que la surcharge thermique, la surtension et la sous-tension.

Composants centraux d'un panneau VFD

Un panneau de configuration du lecteur de fréquences variables (VFD) est un assemblage de divers composants qui fonctionnent ensemble pour contrôler en toute sécurité un moteur. Bien que le VFD lui-même soit le composant central, le panneau intègre d'autres appareils critiques pour assurer la protection, la stabilité opérationnelle et le contrôle des utilisateurs.

Le lecteur de fréquence variable (VFD)

Au cœur du panneau se trouve le VFD, également connu sous le nom de lecteur AC ou l'onduleur. Ce dispositif électronique sophistiqué est responsable de la conversion de la fréquence et de la tension fixes de l'alimentation entrante en une fréquence variable et une sortie de tension. Ce processus permet un contrôle précis sur la vitesse et le couple du moteur. Un VFD est composé de trois sections primaires: le redresseur, un lien CC et l'onduleur.

Pièces électriques clés

Pour prendre en charge le VFD et protéger l'ensemble du système, un panneau de configuration comprend plusieurs composants électriques clés:

• Circuit Breakers and Fuse: Ce sont des dispositifs de protection essentiels situés à l'alimentation d'entrée. Ils protégent le VFD et d'autres composants des dommages en interrompant le circuit en cas de court-circuit ou de surcharge. Ils servent également de moyen de déconnecter l'alimentation en toute sécurité pour la maintenance.
• Réacteurs de ligne et filtres harmoniques: Un réacteur en ligne est une inductance installée avant le VFD pour atténuer les harmoniques et les pointes de tension de la ligne électrique, l'amélioration de la qualité de l'énergie et la protection du lecteur. Pour une réduction plus efficace de la distorsion harmonique, qui peut avoir un impact négatif sur d'autres équipements sur la même réseau électrique, un filtre harmonique peut être utilisé.
• Contacteurs et dispositifs de contournement: Un contacteur peut être utilisé pour engager ou désengager le VFD du moteur. Un contacteur de contournement permet au moteur d'être exécuté directement à partir de l'alimentation principale, contournant le VFD. Il s'agit d'une caractéristique cruciale pour les applications critiques où le système doit continuer à fonctionner même si le VFD échoue ou nécessite la maintenance.
• Circuit de refroidissement: Les VFD génèrent une quantité importante de chaleur pendant le fonctionnement. Pour éviter la surchauffe et assurer la fiabilité, les panneaux de commande sont équipés de systèmes de refroidissement, qui peuvent inclure des ventilateurs de refroidissement ou des unités de climatisation, en particulier dans les environnements chauds.

Unité de contrôle et d'interface

Cette partie du panneau permet l'interaction humaine et la surveillance du système:

• Interface de l'opérateur (HMI): L'avant du panneau dispose généralement d'une interface d'opérateur, comme un clavier, un écran tactile ou des boutons et des voyants. Cela permet aux opérateurs de démarrer et d'arrêter le moteur, d'ajuster sa vitesse, de surveiller l'état opérationnel (par exemple, de vitesse, de courant) et de visualiser tous les défauts ou alarmes. Ces interfaces peuvent aller de simples boutons push aux écrans tactiles avancés qui s'intègrent à des systèmes de contrôle plus grands.

Comment fonctionne un panneau de configuration VFD

Une armoire VFD manipule la puissance électrique à travers un processus en trois étapes pour contrôler précisément la vitesse d'un moteur. Ce processus se produit dans le lecteur de fréquence variable lui-même, qui est le composant central hébergé et protégé par le panneau.

Conversion AC à DC (rectification)

Le processus commence lorsque la puissance AC à fréquence fixe standard à partir de la ligne utilitaire entre dans le VFD. La première étape à l'intérieur du lecteur est un convertisseur, ou redresseur, qui est généralement composé d'une série de diodes. La seule fonction de cette section est de transformer la tension CA entrante en tension à courant continu. La sortie de cette étape est une tension à courant continu pulsé.

Le bus DC et le filtrage

La tension CC pulsante du redresseur est ensuite envoyée au bus CC, également connu sous le nom de liaison CC. Cette étape intermédiaire se compose de grands condensateurs qui filtrent et lissent les pulsations, créant une tension CC propre et stable. Les condensateurs agissent comme un réservoir, stockant l'énergie électrique à utiliser par la dernière étape.

Conversion DC en AC (inversion)

C'est l'étape critique où le contrôle se produit. La dernière section du VFD est l'onduleur. Il prend la tension CC lisse du bus CC et, en utilisant des transistors à grande vitesse (comme des transistors bipolaires ou IGBTS isolés), crée synthétiquement une nouvelle sortie de tension CA. En activant ces transistors sur et en éteinte à un rythme très élevé, une technique connue sous le nom de modulation de largeur d'impulsion (PWM) est utilisée pour construire une onde de sinus au courant climatisée. Surtout, la tension et la fréquence de cette nouvelle sortie CA sont entièrement réglables.

Obtenir un contrôle moteur précis

La vitesse de rotation d'un moteur AC est directement proportionnelle à la fréquence de l'alimentation qui lui est fournie. En contrôlant précisément la fréquence de la sortie CA synthétisée de l'onduleur, le VFD peut dicter la vitesse exacte à laquelle le moteur tourne. Par exemple, pour exécuter un moteur de 60 Hz à demi-vitesse, le VFD sortira une fréquence de 30 Hz. Le VFD ajuste également la tension de sortie proportionnelle à la fréquence (en maintenant un rapport volts-per-hertz ou v / hz constant) pour fournir le couple nécessaire et empêcher le moteur de dessiner un courant excessif et une surchauffe. Tout ce processus permet un contrôle sans étape et sans étape sur la vitesse du moteur de près de zéro à sa vitesse pleine et même au-delà.

Applications communes des panneaux VFD

Les panneaux de conduite VFD sont polyvalents et largement utilisés dans de nombreuses industries pour améliorer le contrôle des moteurs, améliorer l'efficacité énergétique et optimiser les processus. Leur capacité à gérer avec précision la vitesse du moteur les rend inestimables dans une gamme d'applications, des services de construction aux opérations industrielles lourdes.

Systèmes CVC

Dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC), les VFD sont cruciaux pour contrôler les ventilateurs, les pompes et les compresseurs. En ajustant la vitesse du moteur pour correspondre à la demande de chauffage ou de refroidissement en temps réel d'un bâtiment, les VFD peuvent réduire considérablement la consommation d'énergie. Par exemple, le ralentissement d'un moteur de ventilateur de 20% peut entraîner des économies d'énergie de près de 50%. Ce contrôle précis conduit également à des niveaux de température et de pression plus stables, améliorant le confort des occupants et prolongeant la durée de vie de l'équipement en réduisant le stress mécanique des départs soudains et des arrêts.

Puffes de puits et traitement de l'eau

Les panneaux VFD sont fréquemment utilisés dans la gestion de l'eau et des eaux usées. Dans les applications de pompe de puits, un VFD peut maintenir une pression d'eau constante malgré la fluctuation de la demande en ajustant la vitesse de la pompe. Cela élimine le cyclisme fréquent ON / OFF du moteur de pompe, ce qui permet d'économiser de l'énergie et prolonge la durée de vie du moteur. Dans les usines de traitement de l'eau, les VFD sont utilisés pour contrôler les pompes et les soufflantes, permettant une régulation précise des débits et des processus d'aération, ce qui est essentiel pour un traitement efficace. Ils peuvent également aider à atténuer les problèmes comme le marteau à eau en fournissant un démarrage doux et en s'arrêtant pour les pompes.

Industriel et fabrication

Dans le secteur industriel, les panneaux VFD sont essentiels pour une grande variété de machines. Les applications comprennent:

• Systèmes de convoyeur: Les VFD permettent à l'ajustement de la vitesse des convoyeurs en fonction des besoins de production, garantissant un fonctionnement et une synchronisation en douceur avec d'autres processus.
• Pompes, compresseurs et ventilateurs: Semblable aux systèmes HVAC, les VFD sont utilisés pour contrôler les pompes industrielles, les compresseurs et les ventilateurs pour faire correspondre la production avec la demande de processus, économisant de l'énergie.
• Machine-outils: Dans des équipements comme les mélangeurs, les broyeurs et les tours, les VFD fournissent la vitesse précise et le contrôle du couple nécessaire à la qualité et à la cohérence du produit.