Energian takaisinkytkentäyksikön toimittaja muistuttaa, että taajuusmuuttajan päätehtävänä on ohjata vaihtovirtamoottorin ohjauslaitteita muuttamalla moottorin käyttöjännitteen taajuutta. Tunnetko taajuusmuuttajien tyypit? Mitä eroja on vektorikohtaisilla taajuusmuuttajilla ja yleiskäyttöisillä taajuusmuuttajilla?
Vektorikohtaisten taajuusmuuttajien ja tavallisten taajuusmuuttajien välillä on kaksi pääeroa. Ensimmäinen on korkea säätötarkkuus ja toinen on suuri lähtömomentti alhaisilla nopeuksilla.
Vektorikohtainen taajuusmuunnin:
Vektorispesifisen taajuusmuuttajan toimintaperiaate on ensin tasasuuntata se ja sitten invertoida se halutun taajuuden ja jännitteen saavuttamiseksi.
Vektoriohjaustekniikka käyttää koordinaattimuunnosta muuntaakseen kolmivaiheisen järjestelmän vastaavasti kaksivaiheiseksi MT-järjestelmäksi, hajottamalla vaihtovirtamoottorin staattorivirtavektorin kahdeksi tasavirtakomponentiksi (eli magneettivuon komponentiksi ja vääntömomenttikomponentiksi), jolloin saavutetaan tavoite säätää vaihtovirtamoottorin magneettivuota ja vääntömomenttia erikseen ja saavuttaa siten sama hyvä ohjausteho kuin tasavirtanopeuden säätöjärjestelmällä.
Vektorisäädöllä, joka tunnetaan myös nimellä 'nopeuden säätö', on joitakin eroja kirjaimelliseen merkitykseensä verrattuna.
V/F-ohjaustila: Aivan kuten ajon aikana, jalkojen kaasuläpän aukko pysyy vakiona, kun taas auton nopeus ehdottomasti muuttuu! Koska tie, jolla auto kulkee, on epätasainen, myös tien vastus muuttuu. Ylämäkeen mentäessä nopeus hidastuu ja alamäkeen mentäessä nopeus kasvaa, eikö niin? Taajuusmuuttajassa taajuusasetusarvo vastaa jalkojen kaasuläpän aukkoa ajon aikana, ja kaasuläpän aukko on kiinteä V/F-ohjauksen aikana.
Vektoriohjausmenetelmä: Se voi ohjata ajoneuvoa pitämään nopeuden mahdollisimman tasaisena tieolosuhteiden, vastuksen, ylämäen, alamäen ja muiden olosuhteiden muutoksissa, mikä parantaa nopeudensäädön tarkkuutta.
Yleiskäyttöinen taajuusmuuttaja:
Yleiskäyttöinen taajuusmuuttaja on sellainen, jota voidaan soveltaa kaikkiin kuormiin. Mutta jos käytössä on erillinen taajuusmuuttaja, on silti suositeltavaa käyttää erillistä taajuusmuuttajaa. Erilliset taajuusmuuttajat optimoidaan kuorman ominaisuuksien mukaan, ja niissä on yksinkertaiset parametriasetukset, parempi nopeuden säätö ja energiansäästövaikutukset.
Taajuusmuuttajan oikea valinta on ratkaisevan tärkeää ohjausjärjestelmän normaalille toiminnalle. Taajuusmuuttajaa valittaessa on välttämätöntä ymmärtää täysin taajuusmuuttajan ohjaamat kuormitusominaisuudet. Käytännössä tuotantokoneet jaetaan usein kolmeen tyyppiin: vakiomomenttikuorma, vakiotehokuorma ja puhallin-/pumppukuorma.
Vakiomomenttikuorma:
Kuormamomentti TL on riippumaton nopeudesta n, ja TL pysyy aina vakiona tai lähes vakiona millä tahansa nopeudella. Esimerkiksi kitkakuormat, kuten kuljetinhihnat, sekoittimet, ekstruuderit, sekä potentiaaliset kuormat, kuten nosturit ja nostolaitteet, kuuluvat kaikki vakiomomenttikuormiin.
Kun taajuusmuuttaja käyttää kuormaa, jolla on vakiomomentti, momentin tulee olla pienillä nopeuksilla riittävän suuri ja ylikuormituskyvyn riittävä. Jos tarvitaan vakaata toimintaa pienillä nopeuksilla, standardien asynkronimoottoreiden lämmönhukkakapasiteetti on otettava huomioon moottorin liiallisen lämpötilan nousun välttämiseksi.
Jatkuva tehokuormitus:
Työstökoneiden karan, valssaamon, paperikoneen ja muovikalvon tuotantolinjojen, kuten kelaajien ja purkajien, vaatima vääntömomentti on yleensä kääntäen verrannollinen pyörimisnopeuteen, jota kutsutaan vakiotehokuormaksi. Kuorman vakioteho-ominaisuus tulisi rajoittaa tiettyyn nopeusmuutosten alueeseen. Kun nopeus on hyvin alhainen, mekaanisen lujuuden rajoitusten vuoksi TL ei voi kasvaa loputtomasti ja muuttuu vakiovääntömomenttiominaisuudeksi pienillä nopeuksilla. Kuorman vakioteho- ja vakiovääntömomenttialueilla on merkittävä vaikutus voimansiirtojärjestelmän valintaan. Kun moottori on vakiovuosnopeuden säädössä, suurin sallittu lähtövääntömomentti pysyy muuttumattomana, mikä kuuluu vakiovääntömomentin nopeussäätöön; heikossa magneettisessa nopeussäädössä suurin sallittu lähtövääntömomentti on kääntäen verrannollinen nopeuteen, mikä kuuluu vakiotehon nopeussäätöön. Jos sähkömoottorin vakiovääntömomentin ja vakiotehon nopeussäätöalue on yhdenmukainen kuorman vakiovääntömomentin ja vakiotehon alueen kanssa, eli "sovittamisen" tapauksessa, sekä sähkömoottorin että taajuusmuuttajan kapasiteetti minimoituvat.
Puhaltimen ja pumpun kuormat:
Erilaisissa tuulettimissa, vesipumpuissa ja öljypumpuissa ilman tai nesteen tuottama vastus tietyllä nopeusalueella juoksupyörän pyöriessä on suunnilleen verrannollinen nopeuden n toiseen potenssiin. Pyörimisnopeuden pienentyessä pyörimisnopeus laskee potenssiin 2. Tämän kuormituksen vaatima teho on verrannollinen nopeuden kolmanteen potenssiin. Kun tarvittava ilmamäärä ja virtausnopeus pienenevät, taajuusmuuttajan käyttö ilmamäärän ja virtausnopeuden säätämiseen nopeuden säädön avulla voi säästää merkittävästi sähköä. Koska tarvittava teho kasvaa nopeasti nopeuden kasvaessa suurilla nopeuksilla ja on verrannollinen nopeuden kolmanteen potenssiin, ei yleensä ole suositeltavaa käyttää kuormia, kuten tuulettimia ja pumppuja, tehotaajuuden ulkopuolella.