에너지 피드백 장치 공급업체는 기계 장비의 변속 제어 시스템이 정상적으로 작동하려면 주파수 변환기의 올바른 선택이 매우 중요하다는 점을 강조합니다. 잘못된 선택으로 인한 주파수 변환기 유지보수로 인한 불필요한 손실을 방지하기 위해서입니다. 첫째, 주파수 변환기 선택 목적을 명확히 정의해야 합니다. 둘째, 장비 유형, 부하 특성, 속도 범위, 제어 모드, 사용 환경, 보호 구조 및 기타 요구 사항을 기반으로 적절한 주파수 변환기를 선택해야 합니다. 이를 통해 생산 기술과 경제적 이익을 모두 달성하는 것이 목표입니다.
1. 기계장비의 부하토크 특성
실제로 생산 기계는 부하 토크 특성에 따라 정토크 부하, 정출력 부하, 저감 토크 특성 부하의 세 가지 유형으로 구분되는 경우가 많습니다. 주파수 변환기를 선택할 때는 부하 특성을 기본적으로 고려해야 합니다.
토크 특성 부하 감소
각종 팬, 워터 펌프, 유압 펌프 등에서 임펠러가 회전할 때, 일정 속도 범위 내에서 공기나 액체에 의해 발생하는 저항은 속도의 2제곱에 거의 비례하고, 토크는 속도의 2제곱에 따라 변하며, 부하 동력은 속도의 3제곱에 비례하여 변합니다. 이러한 부하를 저토크 부하라고 합니다.
정전력 부하
이러한 부하의 특징은 필요 토크 TL이 속도 n에 거의 반비례한다는 것입니다. 모터 속도가 감소함에 따라 부하의 출력 토크는 실제로 증가합니다. 즉, 해당 속도 범위 내에서 모터의 출력 전력은 변하지 않고 저속에서는 토크가 더 크고 고속에서는 더 작아집니다. 금속 절삭 기계, 압연기, 제지기, 권취기, 권출기 등의 스핀들은 필름 생산 라인에서 모두 정전력 부하에 속합니다.
부하의 정전력 특성은 특정 속도 변화 범위로 제한됩니다. 속도가 매우 낮을 때는 기계적 강도의 한계로 인해 TL이 무한대로 증가할 수 없고 저속에서는 정토크 특성으로 변환됩니다. 부하의 정전력 및 정토크 영역은 변속 방식 선택에 상당한 영향을 미칩니다. 전동기가 정자속 속도 조절 상태에 있을 때, 최대 허용 출력 토크는 변하지 않으며, 이는 정토크 속도 조절에 속합니다. 약자기 속도 조절 상태에서는 최대 허용 출력 토크가 속도에 반비례하며, 이는 정전력 속도 조절에 속합니다. 전동기의 정토크 및 정전력 속도 조절 범위가 부하의 정토크 및 정전력 범위와 일치하면, 즉 "일치"하는 경우 전동기의 용량과 주파수 변환기의 용량이 모두 최소화됩니다.
정전력 부하의 기계적 특성은 복잡합니다. 시스템 설계 시 비동기 모터를 동기 속도 이상으로 운전하지 않도록 주의해야 합니다. 그렇지 않으면 파괴적인 기계적 고장이 발생할 수 있습니다. 주파수 변환기의 용량은 일반적으로 비동기 모터 용량의 약 배로 계산됩니다.
일정 토크 부하
일정 토크 부하에서 부하 토크 TL은 속도 n에 무관합니다. 어떤 속도에서든 부하 토크 TL은 일정하거나 거의 일정하게 유지되며, 부하 전력은 부하 속도 증가에 따라 선형적으로 증가합니다. 예를 들어, 크레인, 컨베이어, 사출 성형기, 믹서, 호이스트와 같은 마찰 부하가 모두 일정 토크 부하에 속합니다. 주파수 변환기를 사용하여 이러한 부하를 제어하는 목적은 장비 자동화, 노동 생산성 향상, 그리고 제품 품질 향상입니다.
주파수 변환기가 정토크 부하를 구동하는 경우, 저속에서의 출력 토크는 충분히 커야 하며, 일반적으로 정격 전류의 150%에 해당하는 충분한 과부하 용량을 가져야 합니다. 장시간 저속에서 안정적으로 운전해야 하는 경우, 비동기 전동기의 과도한 온도 상승을 방지하기 위해 방열 용량을 고려해야 합니다.
시스템 설계 시 비동기 모터의 용량을 적절히 증가시키거나 주파수 변환기의 용량을 증가시키는 데 주의를 기울여야 합니다. 주파수 변환기의 용량은 일반적으로 비동기 모터의 용량을 곱한 값으로 계산됩니다.
2. 부하 특성에 따라 주파수 변환기에 적합한 제어 방법을 선택하십시오.
주파수 변환기의 제조 공정 외에도 주파수 변환기가 채택하는 제어 방식 또한 매우 중요합니다. 주파수 변환기의 제어 방식은 크게 개루프 제어와 폐루프 제어로 나뉩니다. 개루프 제어 방식은 구조가 간단하고 성능이 우수하지만, 속도 조절 정확도와 동적 응답 성능이 상대적으로 낮습니다. 폐루프 제어 방식은 유량, 온도, 위치, 속도, 압력 등의 매개변수 변화에 따라 실시간 제어가 가능합니다. 동적 응답 속도가 빠르지만 구현이 어렵고 비용이 많이 드는 경우가 있습니다. 사용자는 필요한 속도 조절 특성을 얻기 위해 필요에 따라 해당 제어 모드를 선택해야 합니다.
3. 설치 환경에 따라 주파수 변환기의 보호 구조를 선택하십시오.
주파수 변환기를 선택할 때는 주변 온도, 습도, 먼지 함량, 부식성 가스 등 설치 환경을 고려해야 하며, 이러한 요소들은 주파수 변환기의 장기적이고 안정적인 작동과 밀접한 관련이 있습니다. 만약 작동 조건을 충족하지 못할 경우, 그에 상응하는 보호 조치를 취해야 합니다.
대부분의 주파수 변환기 제조업체는 사용자가 선택할 수 있도록 다음과 같은 일반적인 보호 구조를 제공합니다.
(1) 개방형 IP00은 주파수 변환기 내부의 충전부에 인체가 정면에서 접촉하는 것을 방지하는 구조로 전기 제어반이나 전기실 내의 스크린, 패널, 랙 등에 설치하기에 적합하며, 특히 여러 대의 주파수 변환기를 집중적으로 사용하는 경우에 적합하지만 설치 환경에 대한 요구 사항이 높습니다.
(2) IP20 및 IP21 등급의 주파수 변환기는 외함이 있어 건물 내 벽면에 설치할 수 있습니다. 먼지나 온도, 습도가 최소화된 대부분의 실내 설치 환경에 적합합니다.
(3) IP40, IP42의 밀폐형 구조로 환경조건이 열악한 산업현장에 적합합니다.
(4) IP54 및 IP55의 밀폐형 구조로 방진 및 방수 보호구조를 갖추고 있어 환경조건이 열악하고 물분무, 먼지, 특정 부식성 가스가 있는 산업현장에 적합합니다.
건설 현장에서 가변 주파수 속도 조절 시스템을 선택할 때는 실제 공정 요구 사항과 적용 시나리오를 기반으로 해야 합니다. 장단점을 꼼꼼히 검토하고, 합리적이고 종합적으로 고려하여 선택해야 합니다. 주파수 변환기를 올바르고 유연하게 사용해야만 AC 가변 주파수 속도 제어 시스템이 안전하고 안정적으로 작동할 수 있습니다.