交流和直流驱动器维修
交流(AC)和直流(DC)驱动器是许多工业机器的关键部件。如果一台故障了,你可能会在生产力和收入损失方面面临重大影响,因为它为你的基本设备提供动力。为了确保你的交流和直流驱动器保持有效工作,你需要确保你有很适合这份工作所以你要好好照顾它。
交流和直流驱动各有优点和缺点,在特定的环境中也很适合。我们将快速了解一下交流和直流驱动器如何工作,以及在交流和直流驱动器维修服务中寻找什么。
交流和直流驱动基础知识
交流和直流驱动是控制电机速度的两种不同技术。交流驱动器更常见,但直流驱动器在一些特定的应用中也有一席之地。它们都将电能转化为机械能,以不同的速度驱动电机。你会发现它们为工业环境中的传送带、泵、起重机和通风设备等机器提供动力。
电力驱动有一个电动马达还有一个速度控制装置。交流和直流驱动器的其他一些术语包括变速驱动器、变频驱动器、调速驱动器和变频驱动器,尽管“频率”只适用于交流电流。
虽然它们都从电能中产生机械输出,但它们是通过两种不同的方式实现的。
交流电是如何工作的?
交流驱动器改变了它接收并发送给电机的电力供应的频率。它的电压以正弦波的形式上升和下降。当这个波是正的,电流向一个方向移动,当这个波是负的,电流向另一个方向移动。交流驱动器允许您将固定的频率和电压转换为可调的,因此您可以控制或增强功能的各个方面,例如:
-起动电流-停止速度-保护温度-压力
虽然这听起来有点多余,但交流驱动器将电流从交流转换为直流,然后再返回到交流。在此过程中,大大提高了输出,使驱动器能够跟上或超过现代机械的需要。它也使它可控,所以你有更多的发言权,它的影响电机。
交流驱动器有三个主要组成部分:整流器、直流母线和逆变器。
- 整流器:整流器进行从输入交流电源到直流电源的初始切换。当电压为正时,它允许电力通过。如果电压是负的,第二个整流器可以让它在该相位通过。一种常见的选择是三相电源与六个整流器,每相两个。有些配置为每个阶段添加更多内容。有许多不同类型的整流器可以使用二极管,晶体管或可控硅整流器(SCRs)来控制这一机制。
- 直流总线:直流母线储存经过整流器后的电力。母线内的电容器接受电力存储,然后将其发送到下一步,即逆变器。它们可能包含其他几个增加电感的组件,如直流链接或扼流圈。这些电感器产生与电流方向相反的磁场,以更好地保护电路免受快速上升和下降电流的影响。
- 逆变器单元:在电流通过整流器和直流母线后,它移动到逆变器上。在这里,逆变器通常使用绝缘栅双极晶体管向电机输送电力。逆变器可以在一秒钟内开关电源数千次,以控制电力的输送方式。它使用脉宽调制(PWM)来模拟电流的正弦波在正确的频率。这个频率决定了电机的速度和功率。
虽然这些组件组成了一般的交流驱动器,但有有几种不同的类型,但它们都将固定的输入电压和频率改变为可变的电压和频率输出。许多这些不同类型的交流驱动器将有一个额外的控制器组件,以接受来自用户的输入和方向,以及一个过滤器,以消除直流电流的波纹。控制方案可能有很大的不同,可能有模拟和数字输入和输出的混合。
直流驱动器如何工作?
直流驱动器和交流驱动器有着相似的基本原理,但是它们将交流电流转换为直流电动机。它没有回到原来的交流电流,所以它的电路可能看起来类似于交流驱动器,但整流器和输出在一个级。大多数直流驱动器使用一种称为可控硅桥的方法,通常具有与交流驱动器中的可控硅类似的可控硅。
可控硅从单相交流输入产生半周期的直流输出。有些使用全桥电源与六个可控硅和三相交流输入。整流器使用二极管和晶闸管来控制速度。
直流电动机的速度与施加在驱动器电枢上的电压成正比。这种设计使直流电机具有“空载”特性。如果它们接受一个固定的电压和一个逐渐增加的转矩负载,速度将下降。直流驱动器的控制补偿了这种变化。电机转矩是独立的,通常由到达电枢的电流控制。
直流驱动没有单独的整流级,而是有一个调节器来控制各个方面。它接受传入的交流电源,并将其转换为直流电源,就像整流器将在交流模式。然后对输出的直流电源进行安培和电压的调节,以调节性能。它可以根据从电机得到的反馈信号做出相应的改变,并对转矩和速度做出适当的改变。
许多直流驱动器使用转速表提供来自电机的反馈。这些装置类似于附在主电机轴上的永磁体。高速电机在转速表中产生更多的电压,驱动器根据这个电压来确保它以正确的速度运行。在较新的型号中,电流、速度和电压等方面都可以配置。它们还可以防止过流、高温和相场损失。
交流和直流驱动的差异
交流和直流驱动器为各种应用提供了强大的性能和最小的维护。交流驱动器更常见,只是因为它们对大多数机械具有广泛的优势,但直流驱动器在启动时提供高扭矩,在某些用途下工作良好。
交流驱动器提供:
- 节约能源和较低的运行成本。
- 安装简单,更小,更现成的设计。
- 减少启动过程中对部件的机械和热应力。
- 可靠性。
- 更好地处理速度的变化。
- 大量可编程参数和故障保护。
- 更高级的功能,如网络控制和监控。
交流驱动器的主要好处之一是它所带来的能源节约。PWM交流驱动在可变转矩的应用中工作良好,即使是设备使用的微小下降也能大幅减少能源使用。美国能源部说降低旋转设备的速度降低20%可降低约50%的功率需求。
交流驱动通过在非高峰使用期间调整设备功耗来提供帮助。大多数设备都是为峰值负荷设计的,但在以较低容量运行的几个小时内,它只需要非常少量的流量,因此节省了能源。交流驱动使用几种机制,如节流阀和阻尼器,以控制容量和流量的最大效率。有了这些组件,您的公司可以看到一个可调速度驱动器显著的能源节约,特别是如果您的机器通常运行在部分负载。
虽然交流驱动器比直流驱动器更复杂,但它比过去简单得多。华体会体育网页版制造商强调要增加使用的便利性和简便性。这种简单的安装帮助它匹配直流驱动器的主要优点之一,这是他们简单,直接的设计。尽管交流驱动器的设计更加复杂,但它仍然有较低的维护要求,使其适合于难以进入的位置。
使用直流驱动器,您可以:
- 更好地处理电压变化带来的速度变化。
- 低成本的中等和高马力的应用。
- 速度范围广。
- 容易操作。
直流驱动器在一些小众环境中表现出色,在这些环境中,您可能会遇到一系列变化的负载。高速和大扭矩应用也非常适合直流驱动器,因为其强大的启动能力和高马力应用的低成本。再生电源是直流驱动器擅长的另一个领域。
直流驱动器在恶劣的环境中可能会遇到困难,因此应该只在清洁干燥的地方使用。可能更容易找到专门的外壳交流驱动器,因为它们更常见。在潮湿或腐蚀性环境中,这种类型的外壳对于保持驱动器安全至关重要,无论其设计风格如何。
交流和直流驱动器的常用用途
由于它们的不同设计,这些驱动器通常更适合于特定的任务。
如前所述,直流驱动器非常适合某些特定类型的机器使用,如高扭矩要求,而交流驱动器通常用于电机以恒定速度运行。
交流驱动最受欢迎的用途之一是加热、通风和空调(HVAC)应用,其中的项目如风扇、压缩机和泵是常见的。如果交流驱动控制风扇或泵,而不是像阀门和阻尼器这样的机械装置,它可以通过只供应必要的能量来节约能源,而不是在供应之后减少能量。除了节约能源和减少组件的压力,它还可以降低噪音水平。
虽然交流驱动器开始与直流驱动器的优势相匹配,但直流驱动器仍然是坚固机械的选择,如起重机、提升机、破碎机和电梯等。它是可靠的,具有成本效益,有必要的输出来运行那些强大的设备。
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