Taajuusmuuntimella toimivan jarrutusyksikön toimittaja muistuttaa, että taajuusmuuntimella toimivaa nopeussäätöä voidaan soveltaa useimmissa moottorikäyttötilanteissa. Tarkan nopeudensäädön ansiosta sillä voidaan helposti ohjata mekaanisen voimansiirron ylös-, alas- ja muuttuvaa nopeutta. Taajuusmuunnoksen soveltaminen voi parantaa prosessin tehokkuutta (muuttuva nopeus ei ole riippuvainen mekaanisista osista), ja samalla se voi olla energiatehokkaampaa kuin alkuperäinen vakionopeudella toimiva moottori. Tässä on kymmenen syytä käyttää muuttuvaa taajuussäätöä havainnollistamaan perusymmärrystä siitä, että muuttuvataajuuskäyttöjen käyttö on yhä suositumpaa:
1. Säädä moottorin käynnistysvirtaa
Kun moottori käynnistetään suoraan verkkotaajuuden kautta, se tuottaa 7–8 kertaa moottorin nimellisvirran, mikä lisää huomattavasti moottorin käämityksen sähköistä rasitusta ja tuottaa lämpöä, mikä lyhentää moottorin käyttöikää. Muuttuvataajuinen nopeudensäätö voi käynnistyä nollanopeudella ja nollajännitteellä (tai lisätä vääntömomenttia vastaavasti). Kun taajuuden ja jännitteen välinen suhde on määritetty, taajuusmuuttaja voi ohjata kuorman toimimaan V/F- tai vektoriohjaustilassa. Muuttuvan taajuuden nopeudensäädön käyttö voi merkittävästi vähentää käynnistysvirtaa ja parantaa käämityskapasiteettia. Suorin hyöty käyttäjille on moottorin ylläpitokustannusten aleneminen entisestään ja moottorin käyttöiän pidentyminen vastaavasti.
2. Vähennä sähkölinjojen jännitevaihteluita
Moottorin käynnistyksen tehotaajuusmuutoksella, kun virta kasvaa dramaattisesti, myös jännite vaihtelee merkittävästi, ja jännitehäviön suuruus riippuu käynnistysmoottorin tehosta ja jakeluverkon kapasiteetista. Jännitehäviö aiheuttaa samassa virransyöttöverkossa olevien jänniteherkkien laitteiden, kuten tietokoneiden, antureiden, lähestymiskytkimien ja kontaktorien, toimintahäiriöitä, laukaisun tai toimintahäiriöitä, jotka kaikki toimivat väärin. Muuttuvan taajuusnopeuden säädön käyttöönoton jälkeen, koska se voi käynnistyä vähitellen nollataajuudella ja nollajännitteellä, se voi poistaa jännitehäviön mahdollisimman hyvin.
3. Käynnistyksen aikana tarvittava teho on pienempi
Moottorin teho on suoraan verrannollinen virran ja jännitteen tuloon, joten suoraan verkkotaajuuden kautta käynnistyvän moottorin kuluttama teho on paljon suurempi kuin muuttuvataajuuskäynnistyksen vaatima teho. Joissakin käyttöolosuhteissa sähkönjakelujärjestelmä on saavuttanut maksimirajansa, ja suoralla verkkotaajuudella käynnistyvän moottorin synnyttämä ylijännite vaikuttaa vakavasti muihin saman verkon käyttäjiin. Jos moottorin käynnistykseen ja pysäytykseen käytetään taajuusmuuttajaa, vastaavia ongelmia ei esiinny.
4. Alhainen ohjattava kiihtyvyystoiminto
Muuttuvataajuinen nopeudensäätö voi alkaa nollanopeudesta ja kiihdyttää tasaisesti käyttäjän tarpeiden mukaan, ja sen kiihtyvyyskäyrä voidaan myös valita (lineaarinen kiihtyvyys, S-muotoinen kiihtyvyys tai automaattinen kiihtyvyys). Käynnistys tehotaajuudella aiheuttaa voimakasta tärinää moottoriin tai siihen liitettyihin mekaanisiin osiin, kuten akseleihin tai hammaspyöriin. Tämä tärinä pahentaa entisestään mekaanista kulumista ja lyhentää mekaanisten komponenttien ja moottoreiden käyttöikää. Lisäksi muuttuvataajuista käynnistystä voidaan soveltaa myös vastaaviin täyttölinjoihin pullojen kaatumisen tai vaurioitumisen estämiseksi.
5. Säädettävä käyttönopeus
Muuttuvan taajuuden nopeuden säätö voi optimoida prosessin ja muuttaa nopeutta nopeasti prosessin mukaan. Nopeuden muutoksia voidaan saavuttaa myös PLC:n tai muiden ohjainten kauko-ohjauksella.
6. Säädettävä vääntömomentin raja
Muuttuvan taajuusnopeuden säädön jälkeen voidaan asettaa vastaavat vääntömomenttirajat koneiden suojaamiseksi vaurioilta, mikä varmistaa prosessin jatkuvuuden ja tuotteen luotettavuuden. Nykyinen taajuusmuunnostekniikka mahdollistaa paitsi säädettävät vääntömomenttirajat, myös vääntömomentin säädön tarkkuuden, joka voi olla noin 3–5 %. Tehotaajuustilassa moottoria voidaan ohjata vain virran arvon havaitsemisen tai lämpösuojan avulla, eikä tarkkoja vääntömomenttiarvoja voida asettaa toimimaan kuten muuttuvataajuussäädössä.
7. Hallittu pysäytysmenetelmä
Aivan kuten säädettävässä kiihdytyksessä, myös muuttuvan taajuuden nopeuden säädössä pysäytystapaa voidaan ohjata, ja valittavana on erilaisia pysäytystiloja (hidastuspysäköinti, vapaapysäköinti, hidastuspysäköinti + tasavirtajarrutus). Samoin se voi vähentää mekaanisiin komponentteihin ja moottoreihin kohdistuvaa vaikutusta, mikä tekee koko järjestelmästä luotettavamman ja pidentää sen käyttöikää vastaavasti.
8. Energiansäästö
Taajuusmuuntimien käyttö keskipakopuhaltimissa tai vesipumpuissa voi vähentää merkittävästi energiankulutusta, mikä on osoitettu yli vuosikymmenen suunnittelukokemuksella. Koska lopullinen energiankulutus on verrannollinen moottorin nopeuteen, taajuusmuunnoksen käyttöönotto nopeuttaa investoinnin tuottoa.
9. Käännettävä toiminnan ohjaus
Taajuusmuuttajaohjauksessa ei tarvita erillisiä käännettäviä ohjauslaitteita käännettävän toiminnan saavuttamiseksi. Vain lähtöjännitteen vaihejärjestystä tarvitsee muuttaa, mikä voi vähentää ylläpitokustannuksia ja säästää asennustilaa.
10. Vähennä mekaanisten voimansiirtokomponenttien määrää
Virtavektoriohjatun taajuusmuuttajan ja synkronimoottorin yhdistelmän ansiosta voidaan saavuttaa tehokas vääntömomentin tuotto, mikä säästää mekaanisia voimansiirtokomponentteja, kuten vaihteistoja, ja muodostaa lopulta suoran muuttuvan taajuuden siirtojärjestelmän. Tämä voi vähentää kustannuksia ja tilaa sekä parantaa vakautta.