周波数変換器の使用に関するいくつかのヒント

ブレーキユニットサプライヤーの皆様へ、パワーエレクトロニクス技術、コンピュータ技術、自動制御技術の急速な発展に伴い、電力伝送技術は新たな革命を迎えていることを改めて認識しております。電力伝送分野において、可変周波数速度制御システムは、その高い効率性と優れた性能により、現在主流となっています。省エネ、排出削減、グリーン環境保護といった戦略の恩恵を受け、可変周波数速度制御の重要機器として、可変周波数ドライブ業界は今後数年間で巨大な市場ポテンシャルを秘めた産業の一つとなっています。それに伴い、可変周波数ドライブ機能の研究と応用も進んでいます。以下は、可変周波数ドライブの応用に関するヒントです。

1. 信号線と制御線には、干渉を防ぐためシールド線を使用する必要があります。100m以上の長距離伝送など、配線距離が長い場合は、断面積を大きくする必要があります。信号線と制御線は、相互干渉を避けるため、電力線と同じケーブル溝やブリッジに配線しないでください。より適切な配線を行うには、コンジット配線が望ましいです。

2. 伝送信号は主に電流信号を使用します。電流信号は減衰や干渉を受けにくいためです。実際の用途では、センサーから出力される信号は電圧信号であり、コンバータを介して電流信号に変換できます。

3. 周波数変換器の閉ループ制御は一般的に正の作用を持ち、入力信号が大きい場合、出力も大きくなります。しかし、逆の作用、つまり入力信号が大きい場合、出力は減少します。

4. 閉ループ制御において圧力信号を使用する場合は、流量信号を使用しないでください。これは、圧力信号センサーが価格が安く、設置が簡単で、作業負荷が少なく、デバッグが容易なためです。しかし、プロセスにおいて流量比の要件があり、精度が求められる場合は、流量コントローラを選択し、実際の圧力、流量、温度、媒体、速度などに基づいて適切な流量計を選択する必要があります。

5. 周波数変換器に内蔵されたPLCおよびPID機能は、信号変動が小さく安定したシステムに適しています。しかし、内蔵PLCおよびPID機能は動作中に時定数を調整するだけなので、満足のいく遷移プロセス要件を満たすことが難しく、デバッグに時間がかかります。

6. 信号変換器は周波数変換器の周辺回路にも頻繁に使用され、典型的にはホール素子と電子回路で構成されています。信号変換および処理方法に応じて、電圧から電流、電流から電圧、直流から交流、交流から直流、電圧から周波数、電流から周波数、1入力複数出力、複数入力1出力、信号重畳、信号分割など、様々な変換器に分類されます。

7. 周波数変換器を使用する場合、多くの場合、周辺回路を装備する必要があります。これは、次の方法で行うことができます。

(1)自作のリレーやその他の制御部品で構成された論理機能回路

(2)既製のユニット外部回路を購入する。

(3)シンプルなプログラマブルコントローラを選択する。

(4)周波数変換器の異なる機能を使用する場合、機能カードを選択することができる。

(5)中小型プログラマブルコントローラを選定する。

8. 始動トルクを高めるには、ベース周波数を下げることが最も効果的です。原理的な分析は以下の通りです。

始動トルクの大幅な向上により、押出機、洗浄機、脱水機、ミキサー、コーティング機、ミキサー、大型ファン、水ポンプ、ルーツブロワーなど、始動が困難な機器もスムーズに始動できます。これは、通常、始動周波数を上げて始動するよりも効果的です。この方法と、重負荷から軽負荷への切り替え対策を組み合わせることで、電流保護を最大限まで高めることができ、ほぼすべての機器を始動できます。したがって、ベース周波数を下げて始動トルクを高めることは、最も効果的で便利な方法です。

(1)この条件を適用する場合、ベース周波数は必ずしも30Hzまで下げる必要はありません。5Hzずつ徐々に下げていくことも可能ですが、その下げ幅でシステムが起動できる周波数まで下げるようにしてください。

(2)ベース周波数の下限は30Hz未満にしないでください。トルクの観点から見ると、下限値が低いほどトルクは大きくなります。ただし、電圧の上昇が急峻で、動的なdu/dtが大きすぎるとIGBTが損傷する可能性があることも考慮する必要があります。実際の使用結果では、このトルク増強策は、周波数が50Hzから30Hzに低下した場合でも安全かつ確実に使用できます。

(3)例えば、ベース周波数を30Hzに下げると、電圧はすでに380Vに達してしまうのではないかという懸念を抱く方もいらっしゃいます。では、通常動作では50Hzまで上げなければならない場合、出力電圧が380Vまで急上昇し、モータが耐えられなくなるのでしょうか?答えは、そのような現象は発生しません。

(4)ベース周波数が30Hzに低下すると、電圧はすでに380Vに達しているのではないかと懸念する方もいらっしゃいます。そのため、通常運転では定格周波数50Hzに達するには出力周波数を50Hzにする必要があるかもしれません。答えは、出力周波数は確かに50Hzに達することができるということです。