تأمینکننده واحد بازخورد انرژی به شما یادآوری میکند که وظیفه اصلی مبدل فرکانس، کنترل تجهیزات کنترلی موتور AC با تغییر فرکانس منبع تغذیه کار موتور است. آیا انواع مبدلهای فرکانس را میشناسید؟ چه تفاوتهایی بین مبدلهای فرکانس خاص برداری و مبدلهای فرکانس همه منظوره وجود دارد؟
دو تفاوت اصلی بین مبدلهای فرکانس خاص برداری و مبدلهای فرکانس معمولی وجود دارد. اولی دقت کنترل بالا و دومی گشتاور خروجی بالا در سرعتهای پایین است.
مبدل فرکانس خاص برداری:
اصل کار یک مبدل فرکانس بردار خاص این است که ابتدا آن را یکسو کرده و سپس آن را معکوس کنید تا فرکانس و ولتاژ مورد نظر را بدست آورید.
فناوری کنترل برداری از تبدیل مختصات برای تبدیل معادل یک سیستم سه فاز به یک سیستم دو فاز MT استفاده میکند و بردار جریان استاتور یک موتور AC را به دو مؤلفه DC (یعنی مؤلفه شار مغناطیسی و مؤلفه گشتاور) تجزیه میکند و بدین ترتیب به هدف کنترل جداگانه شار مغناطیسی و گشتاور موتور AC دست مییابد و بنابراین به همان اثر کنترل خوب سیستم کنترل سرعت DC دست مییابد.
کنترل برداری که با نام «کنترل سرعت» نیز شناخته میشود، با معنای تحتاللفظی خود تفاوتهایی دارد.
حالت کنترل V/F: درست مانند رانندگی، میزان باز شدن دریچه گاز روی پای شما ثابت میماند، در حالی که سرعت خودرو قطعاً در حال تغییر است! از آنجا که جادهای که خودرو در آن حرکت میکند ناهموار است، مقاومت جاده نیز در حال تغییر است. هنگام بالا رفتن از سربالایی، سرعت کاهش مییابد و هنگام پایین آمدن از سراشیبی، سرعت افزایش مییابد، درست است؟ برای یک مبدل فرکانس، مقدار تنظیم فرکانس شما معادل میزان باز شدن دریچه گاز روی پای شما هنگام رانندگی است و میزان باز شدن دریچه گاز در طول کنترل V/F ثابت است.
روش کنترل برداری: این روش میتواند وسیله نقلیه را طوری کنترل کند که تا حد امکان سرعت ثابتی را تحت تغییرات شرایط جاده، مقاومت، سربالایی، سرازیری و سایر شرایط حفظ کند و دقت کنترل سرعت را بهبود بخشد.
مبدل فرکانس جهانی:
مبدل فرکانس جهانی، مبدلی است که میتواند برای همه بارها استفاده شود. اما اگر یک مبدل فرکانس اختصاصی وجود دارد، همچنان توصیه میشود از یک مبدل فرکانس اختصاصی استفاده شود. مبدلهای فرکانس اختصاصی با توجه به ویژگیهای بار، با ویژگیهای تنظیمات پارامتر ساده، تنظیم سرعت بهتر و اثرات صرفهجویی در انرژی، بهینه میشوند.
انتخاب صحیح مبدل فرکانس برای عملکرد طبیعی سیستم کنترل بسیار مهم است. هنگام انتخاب مبدل فرکانس، لازم است مشخصات بار محرک مبدل فرکانس را به طور کامل درک کنید. افراد اغلب ماشین آلات تولیدی را در عمل به سه نوع تقسیم می کنند: بار گشتاور ثابت، بار توان ثابت و بار فن/پمپ.
بار گشتاور ثابت:
گشتاور بار TL مستقل از سرعت n است و TL همیشه در هر سرعتی ثابت یا تقریباً ثابت میماند. به عنوان مثال، بارهای اصطکاکی مانند تسمه نقاله، میکسر، اکسترودر و همچنین بارهای بالقوه مانند جرثقیل و بالابر، همگی متعلق به بارهای گشتاور ثابت هستند.
وقتی یک مبدل فرکانس باری با خواص گشتاور ثابت را به حرکت در میآورد، گشتاور در سرعتهای پایین باید به اندازه کافی بزرگ باشد و ظرفیت اضافه بار کافی داشته باشد. اگر عملکرد پایدار در سرعتهای پایین مورد نیاز است، باید ظرفیت اتلاف حرارت موتورهای آسنکرون استاندارد در نظر گرفته شود تا از افزایش بیش از حد دمای موتور جلوگیری شود.
بار با توان ثابت:
گشتاور مورد نیاز برای اسپیندلهای ماشین ابزار، کارخانههای نورد، ماشینهای کاغذ و خطوط تولید فیلم پلاستیکی مانند کویلرها و کویلشکنها عموماً با سرعت چرخش نسبت معکوس دارد که به عنوان بار با توان ثابت شناخته میشود. خاصیت توان ثابت بار باید به محدوده خاصی از تغییرات سرعت محدود شود. هنگامی که سرعت بسیار پایین است، به دلیل محدودیت استحکام مکانیکی، TL نمیتواند بینهایت افزایش یابد و در سرعتهای پایین به خاصیت گشتاور ثابت تبدیل میشود. نواحی توان ثابت و گشتاور ثابت بار تأثیر قابل توجهی در انتخاب طرحهای انتقال دارند. هنگامی که موتور در تنظیم سرعت شار ثابت است، حداکثر گشتاور خروجی مجاز بدون تغییر باقی میماند که متعلق به تنظیم سرعت گشتاور ثابت است. در تنظیم سرعت مغناطیسی ضعیف، حداکثر گشتاور خروجی مجاز با سرعت نسبت معکوس دارد که متعلق به تنظیم سرعت توان ثابت است. اگر محدوده گشتاور ثابت و تنظیم سرعت توان ثابت موتور الکتریکی با محدوده گشتاور ثابت و توان ثابت بار سازگار باشد، یعنی در صورت "تطبیق"، ظرفیت موتور الکتریکی و ظرفیت مبدل فرکانس هر دو به حداقل میرسند.
بارهای فن و پمپ:
در فنهای مختلف، پمپهای آب و پمپهای روغن، مقاومت ایجاد شده توسط هوا یا مایع در یک محدوده سرعت مشخص با چرخش پروانه تقریباً متناسب با توان دوم سرعت n است. با کاهش سرعت چرخش، سرعت چرخش به توان ۲ کاهش مییابد. توان مورد نیاز برای این بار متناسب با توان سوم سرعت است. هنگامی که حجم و سرعت جریان مورد نیاز کاهش مییابد، استفاده از مبدل فرکانس برای تنظیم حجم و سرعت جریان هوا از طریق تنظیم سرعت میتواند به طور قابل توجهی در مصرف برق صرفهجویی کند. با توجه به افزایش سریع توان مورد نیاز با سرعت در سرعتهای بالا، که متناسب با توان سوم سرعت است، به طور کلی توصیه نمیشود بارهایی مانند فنها و پمپها فراتر از فرکانس برق کار کنند.