Dodavatelé energeticky úsporných zařízení pro výtahy vám připomínají, že frekvenční měniče se nyní široce používají v různých odvětvích, jako je klimatizace, výtahy a těžký průmysl. Níže vysvětlíme základní znalosti o používání frekvenčních měničů ve výtazích:
1. Co je to frekvenční měnič?
Frekvenční měnič je zařízení pro řízení elektrické energie, které využívá funkci zapnutí/vypnutí výkonových polovodičových součástek k převodu zdrojů síťové frekvence na jinou frekvenci.
2. Jaké jsou rozdíly mezi PWM a PAM?
PWM je zkratka pro Pulse Width Modulation (Pulse Width Modulation), což je způsob úpravy výstupu a tvaru vlny změnou šířky pulzu sledu pulzů podle určitého vzoru. PAM je zkratka pro Pulse Amplitude Modulation (Pulse Amplitude Modulation), což je modulační metoda, která upravuje výstupní hodnotu a tvar vlny změnou amplitudy pulzu sledu pulzů podle určitého pravidla.
3. Jaký je rozdíl mezi napěťovým a proudovým typem?
Hlavní obvod frekvenčního měniče lze zhruba rozdělit do dvou kategorií: napěťový typ je frekvenční měnič, který převádí stejnosměrný proud zdroje napětí na střídavý proud a filtruje stejnosměrný obvod pomocí kondenzátoru; proudový typ je frekvenční měnič, který převádí stejnosměrný proud zdroje proudu na střídavý proud s filtrem stejnosměrného obvodu a induktorem.
4. Proč se napětí a proud frekvenčního měniče mění proporcionálně?
Točivý moment asynchronního motoru je generován interakcí mezi magnetickým tokem motoru a proudem protékajícím rotorem. Pokud je při jmenovité frekvenci konstantní napětí a snižuje se pouze frekvence, bude magnetický tok příliš velký, magnetický obvod se nasytí a v závažných případech dojde k vyhoření motoru. Proto by se frekvence a napětí měly měnit proporcionálně, tj. při změně frekvence by se mělo řídit výstupní napětí frekvenčního měniče tak, aby se udržel určitý magnetický tok motoru a zabránilo se vzniku slabého magnetismu a magnetické saturace. Tato metoda řízení se běžně používá pro energeticky úsporné frekvenční měniče ve ventilátorech a čerpadlech.
5. Pokud je elektromotor poháněn zdrojem síťové frekvence, proud se zvyšuje při poklesu napětí. U pohonu s frekvenčním měničem, pokud se napětí také snižuje při poklesu frekvence, zvyšuje se proud?
Když se frekvence sníží (při nízkých otáčkách), pokud je na výstupu stejný výkon, proud se zvýší, ale za podmínky konstantního momentu zůstává proud téměř nezměněn.
6. Jaký je rozběhový proud a rozběhový moment motoru při provozu s frekvenčním měničem?
Při použití frekvenčního měniče pro provoz se frekvence a napětí zvyšují odpovídajícím způsobem se zrychlením motoru a rozběhový proud je omezen na méně než 150 % jmenovitého proudu (125 % až 200 % v závislosti na modelu). Při rozběhu přímo ze sítě je rozběhový proud 6–7krát vyšší, což má za následek mechanické a elektrické úrazy. Použití měniče s frekvenčním měničem umožňuje plynulý rozběh (s delší dobou rozběhu). Rozběhový proud je 1,2–1,5krát vyšší než jmenovitý proud a rozběhový moment je 70 % až 120 % jmenovitého momentu; u frekvenčních měničů s funkcí automatického zvýšení momentu je rozběhový moment nad 100 % a motor je možné rozběhnout s plným zatížením.
7. Co znamená režim V/f?
Když se frekvence snižuje, napětí V se úměrně snižuje, jak je vysvětleno v odpovědi 4. Proporcionální vztah mezi V a f je předem určen s ohledem na charakteristiky motoru a obvykle je v paměťovém zařízení (ROM) regulátoru uloženo několik charakteristik, které lze volit pomocí přepínačů nebo otočných ovladačů.
8. Jak se změní točivý moment motoru, když se proporcionálně mění V a f?
Když se frekvence snižuje a napětí úměrně klesá, pokles střídavé impedance, zatímco stejnosměrný odpor zůstává nezměněn, povede k tendenci snižovat zemní moment generovaný při nízkých rychlostech. Proto je při daném poměru V/f při nízkých frekvencích nutné mírně zvýšit výstupní napětí, aby se dosáhlo určitého rozběhového momentu. Tato kompenzace se nazývá vylepšený rozběh. K dosažení tohoto cíle lze použít různé metody, včetně automatického provozu, výběru režimu V/f nebo nastavení potenciometru.
9. Není výstupní výkon pod 6 Hz, protože manuál uvádí rozsah otáček 60~6 Hz, což je 10:1?
Výkon lze stále dodávat i pod 6 Hz, ale na základě nárůstu teploty a rozběhového momentu motoru je minimální provozní frekvence okolo 6 Hz. V tomto okamžiku může motor dodávat jmenovitý moment, aniž by způsoboval vážné problémy s přehříváním. Skutečná výstupní frekvence (rozběhová frekvence) frekvenčního měniče se pohybuje od 0,5 do 3 Hz v závislosti na modelu.
10. Je možné požadovat konstantní točivý moment pro obecné kombinace motorů nad 60 Hz?
Obvykle to není možné. Pokud napětí zůstává konstantní nad 60 Hz (a existují i režimy nad 50 Hz), jedná se obecně o charakteristiku konstantního výkonu. Pokud je při vysokých otáčkách požadován stejný točivý moment, je třeba věnovat pozornost výběru výkonu motoru a měniče.
11. Co znamená „otevřená smyčka“?
Na motoru je instalován detektor otáček (PG), který slouží k zpětné vazbě skutečné rychlosti do řídicího zařízení pro řízení, což se nazývá „uzavřená smyčka“. Pokud nepracuje s PG, nazývá se to „otevřená smyčka“. Univerzální frekvenční měniče jsou většinou s otevřenou smyčkou a některé modely mohou také využívat možnosti zpětné vazby PG.
12. Co je třeba udělat, když se skutečná rychlost liší od dané rychlosti?
V otevřené smyčce, i když měnič kmitočtu vydává danou frekvenci, se otáčky motoru při provozu se zátěží mění v rozsahu jmenovité skluzové rychlosti (1 % ~ 5 %). V situacích, kdy je vyžadována vysoká přesnost regulace otáček a i změny zátěže vyžadují provoz v blízkosti daných otáček, lze použít měnič kmitočtu s funkcí zpětné vazby PG (volitelné).
13. Pokud se pro zpětnou vazbu použije motor s PG, lze zlepšit přesnost otáček?
Měnič kmitočtu s funkcí zpětné vazby PG má vylepšenou přesnost. Přesnost rychlosti však závisí na přesnosti samotného PG a rozlišení výstupní frekvence měniče kmitočtu.
14. Co znamená funkce prevence zastavení?
Pokud je daná doba zrychlení příliš krátká a výstupní frekvence frekvenčního měniče se mění mnohem více než rychlost (elektrická úhlová frekvence), frekvenční měnič se vypne a zastaví se v důsledku nadproudu, což se nazývá zablokování. Aby se zabránilo dalšímu chodu motoru v důsledku zablokování, je nutné detekovat velikost proudu pro frekvenční regulaci. Pokud je zrychlovací proud příliš vysoký, je třeba přiměřeně zpomalit rychlost zrychlení. Totéž platí pro zpomalování. Kombinace obou funkcí představuje funkci zablokování.
15. Jaký je význam modelů s odděleně zadanou dobou zrychlení a dobou zpomalení a modelů se společně zadanou dobou zrychlení a zpomalení?
Zrychlení a zpomalení lze uvádět samostatně pro různé typy strojů, což je vhodné pro krátkodobé zrychlení, situace s pomalým zpomalením nebo situace, kdy je u malých obráběcích strojů vyžadován striktní čas výrobního cyklu. V situacích, jako je převodovka ventilátoru, jsou však doby zrychlení a zpomalení relativně dlouhé a lze je uvádět společně.
16. Co je rekuperační brzdění?
Pokud se během provozu elektromotoru sníží jeho řídicí frekvence, stane se asynchronním generátorem a bude pracovat jako brzda, což se nazývá rekuperační (elektrické) brzdění.
17. Co je to energetická zpětná vazba výtahu?
Invertování stávajícího a nepotřebného stejnosměrného proudu z výtahu na použitelný a efektivní střídavý proud. Proces současného zpětného napájení invertovaného střídavého proudu do lokální sítě kolem výtahu pro opětovné použití.