Hissien energiansäästölaitteiden toimittajat muistuttavat, että taajuusmuuttajia käytetään nykyään laajalti eri teollisuudenaloilla, kuten ilmastoinnissa, hisseissä ja raskaassa teollisuudessa. Seuraavaksi selitämme perustiedot taajuusmuuttajien käytöstä hisseissä:
1. Mikä on taajuusmuuttaja?
Taajuusmuuttaja on sähköenergian säätölaite, joka hyödyntää tehopuolijohdekomponenttien on-off-toimintoa muuntaakseen tehotaajuuslähteet toiselle taajuudelle.
2. Mitä eroja on PWM:llä ja PAM:lla?
PWM on lyhenne englanninkielisestä sanasta Pulse Width Modulation, joka tarkoittaa lähtösignaalin ja aaltomuodon säätämistä muuttamalla pulssijonon pulssinleveyttä tietyn kuvion mukaisesti. PAM on lyhenne sanoista Pulse Amplitude Modulation, joka on modulointimenetelmä, joka säätää lähtösignaalin arvoa ja aaltomuotoa muuttamalla pulssijonon pulssiamplitudia tietyn säännön mukaisesti.
3. Mitä eroa on jännite- ja virtatyypeillä?
Taajuusmuuttajan pääpiiri voidaan karkeasti jakaa kahteen luokkaan: jännitetyyppi on taajuusmuuttaja, joka muuntaa jännitelähteen tasavirran vaihtovirraksi, ja tasavirtapiirin suodatus on kondensaattori; virtatyyppi on taajuusmuuttaja, joka muuntaa virtalähteen tasavirran vaihtovirraksi tasavirtapiirin suodattimen ja induktorin avulla.
4. Miksi taajuusmuuttajan jännite ja virta muuttuvat verrannollisesti?
Asynkronisen moottorin vääntömomentti syntyy moottorin magneettivuon ja roottorin läpi kulkevan virran välisestä vuorovaikutuksesta. Jos nimellistaajuudella jännite on vakio ja vain taajuus pienenee, magneettivuo on liian suuri, magneettipiiri kyllästyy ja vakavissa tapauksissa moottori palaa loppuun. Siksi taajuutta ja jännitettä tulisi muuttaa suhteessa toisiinsa, eli taajuutta muutettaessa taajuusmuuttajan lähtöjännitettä tulisi säätää moottorin tietyn magneettivuon ylläpitämiseksi ja heikon magneettisuuden ja magneettisen kyllästymisen ilmiöiden välttämiseksi. Tätä säätömenetelmää käytetään yleisesti energiansäästötaajuusmuuttajissa tuulettimissa ja pumpuissa.
5. Kun sähkömoottoria käytetään taajuuslähteellä, virta kasvaa jännitteen laskiessa; Taajuusmuuttajakäytössä, jos myös jännite laskee taajuuden laskiessa, kasvaako virta?
Kun taajuus pienenee (alhaisella nopeudella), jos sama teho annetaan, virta kasvaa, mutta vakiovääntömomentin olosuhteissa virta pysyy lähes muuttumattomana.
6. Mitkä ovat moottorin käynnistysvirta ja käynnistysmomentti, kun sitä käytetään taajuusmuuttajalla?
Taajuusmuuttajan avulla moottorin taajuus ja jännite kasvavat vastaavasti kiihtyvyyden mukana, ja käynnistysvirta rajoittuu alle 150 prosenttiin nimellisvirrasta (125–200 % mallista riippuen). Suoraan verkkovirralla käynnistettäessä käynnistysvirta on 6–7 kertaa suurempi, mikä aiheuttaa mekaanisia ja sähköisiä iskuja. Taajuusmuuttajakäytöllä käynnistys on sujuvaa (pidemmällä käynnistysajalla). Käynnistysvirta on 1,2–1,5 kertaa nimellisvirta ja käynnistysmomentti on 70–120 % nimellismomentista. Automaattisella vääntömomentin parannustoiminnolla varustetuissa taajuusmuuttajissa käynnistysmomentti on yli 100 % ja moottori voi käynnistyä täydellä kuormalla.
7. Mitä V/f-tila tarkoittaa?
Kun taajuus pienenee, myös jännite V pienenee verrannollisesti, kuten vastauksessa 4 selitetään. V:n ja f:n välinen verrannollinen suhde määräytyy ennalta ottaen huomioon moottorin ominaisuudet, ja yleensä ohjaimen tallennuslaitteeseen (ROM) on tallennettu useita ominaisuuksia, jotka voidaan valita kytkimillä tai valitsimilla.
8. Miten moottorin vääntömomentti muuttuu, kun V:tä ja f:ää muutetaan verrannollisesti?
Kun taajuus pienenee ja jännite pienenee suhteessa, AC-impedanssin pieneneminen tasavirtaresistanssin pysyessä muuttumattomana johtaa taipumukseen pienentää alhaisilla nopeuksilla syntyvää maadoitusmomenttia. Siksi, kun V/f-arvo on pienillä taajuuksilla, on tarpeen nostaa lähtöjännitettä hieman tietyn käynnistysmomentin saavuttamiseksi. Tätä kompensointia kutsutaan parannetuksi käynnistykseksi. Tämän saavuttamiseksi voidaan käyttää useita menetelmiä, kuten automaattista toimintaa, V/f-tilan valitsemista tai potentiometrin säätämistä.
9. Eikö lähtötehoa ole alle 6 Hz:n taajuudella, vaikka käyttöohjeessa mainitaan nopeusalue 60–6 Hz, eli suhde 10:1?
Tehoa voidaan edelleen tuottaa alle 6 Hz:n taajuudella, mutta moottorin lämpötilan nousun ja käynnistysmomentin perusteella pienin toimintataajuus on noin 6 Hz. Tällöin moottori voi tuottaa nimellismomentin aiheuttamatta vakavia lämpenemisongelmia. Taajuusmuuttajan todellinen lähtötaajuus (käynnistystaajuus) vaihtelee 0,5:stä 3 Hz:iin mallista riippuen.
10. Onko mahdollista vaatia vakiomomenttia yleisille moottoriyhdistelmille yli 60 Hz:n taajuudella?
Yleensä se ei ole mahdollista. Kun jännite pysyy vakiona yli 60 Hz:n taajuudella (ja on myös yli 50 Hz:n tiloja), kyseessä on yleensä vakioteho-ominaiskäyrä. Kun samaa vääntömomenttia tarvitaan suurilla nopeuksilla, on kiinnitettävä huomiota moottorin ja taajuusmuuttajan kapasiteetin valintaan.
11. Mitä 'avoin silmukka' tarkoittaa?
Moottorilaitteeseen asennetaan nopeusanturi (PG), jota käytetään todellisen nopeuden syöttämiseen ohjauslaitteelle ohjausta varten. Tätä kutsutaan "suljetuksi silmukaksi". Jos se ei toimi PG:n kanssa, sitä kutsutaan "avoimeksi silmukaksi". Yleiskäyttöiset taajuusmuuttajat ovat enimmäkseen avoimen silmukan mukaisia, ja joissakin malleissa voidaan käyttää myös PG-takaisinkytkentävaihtoehtoja.
12. Mitä pitäisi tehdä, kun todellinen nopeus poikkeaa annetusta nopeudesta?
Avoimessa silmukassa moottorin nopeus vaihtelee nimellisluistonopeuden (1 %–5 %) sisällä kuormitettuna, vaikka taajuusmuuttaja antaisi tietyn taajuuden. Tilanteissa, joissa vaaditaan suurta nopeuden säätötarkkuutta ja jopa kuormituksen muutokset edellyttävät toimintaa lähellä tiettyä nopeutta, voidaan käyttää PG-takaisinkytkentätoiminnolla (valinnainen) varustettua taajuusmuuttajaa.
13. Jos takaisinkytkentään käytetään PG-moottoria, voidaanko nopeuden tarkkuutta parantaa?
PG-takaisinkytkentätoiminnolla varustetulla taajuusmuuttajalla on parannettu tarkkuus. Nopeuden tarkkuus riippuu kuitenkin itse PG:n tarkkuudesta ja taajuusmuuttajan lähtötaajuuden resoluutiosta.
14. Mitä sakkaamisenestotoiminto tarkoittaa?
Jos annettu kiihtyvyysaika on liian lyhyt ja taajuusmuuttajan lähtötaajuus muuttuu paljon enemmän kuin nopeus (sähköinen kulmataajuus), taajuusmuuttaja laukeaa ja pysähtyy ylivirran vuoksi, jota kutsutaan jumiutumiseksi. Jotta moottori ei jatka toimintaansa jumiutumisen vuoksi, on tarpeen havaita virran suuruus taajuuden säätöä varten. Kun kiihtyvyysvirta on liian suuri, kiihtyvyysnopeutta on hidastettava asianmukaisesti. Sama pätee hidastuksessa. Näiden kahden yhdistelmä on jumitoiminto.
15. Mikä on erikseen annetuilla kiihtyvyys- ja hidastuvuusajoilla varustettujen mallien ja yhteisesti annettujen kiihtyvyys- ja hidastuvuusaikojen merkitys?
Kiihtyvyys ja hidastuvuus voidaan antaa erikseen erityyppisille koneille, mikä sopii lyhytaikaisiin kiihdytykseen, hitaaseen hidastuvuuteen tai tilanteisiin, joissa pieniltä työstökoneilta vaaditaan tiukkaa tuotantosyklin aikaa. Tilanteissa, kuten tuulettimen voimansiirrossa, kiihtyvyys- ja hidastuvuusajat ovat kuitenkin suhteellisen pitkiä, ja sekä kiihtyvyys- että hidastuvuusajat voidaan antaa yhdessä.
16. Mitä on regeneratiivinen jarrutus?
Jos komentotaajuutta pienennetään sähkömoottorin käytön aikana, siitä tulee asynkroninen generaattori ja se toimii jarruna, mitä kutsutaan regeneratiiviseksi (sähköiseksi) jarrutukseksi.
17. Mitä on hissin energiapalaute?
Muunna hissin olemassa oleva ja turha tasavirta käyttökelpoiseksi ja tehokkaaksi vaihtovirraksi. Prosessi, jossa käänteinen vaihtovirta syötetään samanaikaisesti takaisin hissin ympärillä olevaan lähiverkkoon uudelleenkäyttöä varten.