تأمینکننده واحد بازخورد انرژی به شما یادآوری میکند که انتخاب صحیح مبدلهای فرکانس برای عملکرد طبیعی سیستم کنترل انتقال تجهیزات مکانیکی بسیار مهم است تا از تلفات غیرضروری ناشی از نگهداری مبدل فرکانس به دلیل انتخاب نادرست جلوگیری شود. اولاً، هدف از انتخاب مبدل فرکانس باید به وضوح تعریف شود. ثانیاً، مبدل فرکانس مناسب باید بر اساس نوع تجهیزات، ویژگیهای بار، محدوده سرعت، حالت کنترل، محیط استفاده، ساختار محافظ و سایر الزامات انتخاب شود. به این ترتیب، هدف دستیابی به فناوری تولید و مزایای اقتصادی است.
۱. ویژگیهای گشتاور بار تجهیزات مکانیکی
در عمل، ماشینآلات تولیدی اغلب بر اساس ویژگیهای گشتاور بار مختلف به سه نوع تقسیم میشوند: بار با گشتاور ثابت، بار با توان ثابت و بار با مشخصه گشتاور کاهشیافته. هنگام انتخاب مبدل فرکانس، ویژگیهای بار باید به طور طبیعی اساس کار باشند.
کاهش بار مشخصه گشتاور
در فنهای مختلف، پمپهای آب و پمپهای هیدرولیک، با چرخش پروانه، مقاومت ایجاد شده توسط هوا یا مایع در یک محدوده سرعت خاص تقریباً متناسب با توان دوم سرعت است، گشتاور مطابق با توان دوم سرعت تغییر میکند و توان بار متناسب با توان سوم سرعت تغییر میکند. این نوع بار، بار گشتاور کاهش یافته نامیده میشود.
بار توان ثابت
ویژگی این نوع بار این است که گشتاور مورد نیاز TL تقریباً با سرعت n نسبت معکوس دارد. با کاهش سرعت موتور، گشتاور خروجی بار در واقع افزایش مییابد. یعنی در محدوده سرعت، گشتاور در سرعتهای پایین بیشتر و در سرعتهای بالا کمتر است، در حالی که توان خروجی موتور بدون تغییر باقی میماند. اسپیندل ماشینهای برش فلز، نورد، ماشینهای کاغذ، ماشینهای کلافبندی، ماشینهای باز کردن کلاف و غیره در خطوط تولید فیلم، همگی به بارهای با توان ثابت تعلق دارند.
خاصیت توان ثابت یک بار به محدوده خاصی از تغییرات سرعت محدود میشود. وقتی 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. وقتی 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 حالت "تطبیق"، ظرفیت موتور الکتریکی و ظرفیت مبدل فرکانس هر دو به حداقل میرسند.
ویژگیهای مکانیکی بارهای با توان ثابت پیچیده است. هنگام طراحی سیستم، باید به عدم کارکرد موتورهای آسنکرون فراتر از سرعت سنکرون آنها توجه شود، در غیر این صورت ممکن است باعث خرابیهای مکانیکی مخرب شود. ظرفیت یک مبدل فرکانس معمولاً تقریباً برابر ظرفیت یک موتور آسنکرون در نظر گرفته میشود.
بار گشتاور ثابت
در یک بار گشتاور ثابت، گشتاور بار TL مستقل از سرعت n است. در هر سرعتی، گشتاور بار TL ثابت یا تقریباً ثابت میماند و توان بار با افزایش سرعت بار به صورت خطی افزایش مییابد. به عنوان مثال، بارهای اصطکاکی مانند جرثقیلها، نوار نقالهها، ماشینهای قالبگیری تزریقی، میکسرها و بالابرها همگی جزو بارهای گشتاور ثابت هستند. هدف از استفاده از مبدلهای فرکانس برای کنترل چنین بارهایی، دستیابی به اتوماسیون تجهیزات، بهبود بهرهوری نیروی کار و افزایش کیفیت محصول است.
وقتی مبدل فرکانس بار گشتاور ثابتی را هدایت میکند، گشتاور خروجی در سرعت پایین باید به اندازه کافی بزرگ باشد و ظرفیت اضافه بار کافی، معمولاً ۱۵۰٪ جریان نامی، داشته باشد. اگر لازم است که برای مدت طولانی به طور پیوسته در سرعتهای پایین کار کند، ظرفیت اتلاف حرارت موتورهای آسنکرون باید در نظر گرفته شود تا از افزایش بیش از حد دمای موتورها جلوگیری شود.
هنگام طراحی سیستم، باید به افزایش مناسب ظرفیت موتورهای آسنکرون یا افزایش ظرفیت مبدلهای فرکانس توجه شود. ظرفیت یک مبدل فرکانس معمولاً برابر با ظرفیت یک موتور آسنکرون در نظر گرفته میشود.
۲. بر اساس مشخصات بار، یک روش کنترل مناسب برای مبدل فرکانس انتخاب کنید
علاوه بر فرآیند تولید مبدل فرکانس، روش کنترل اتخاذ شده توسط مبدل فرکانس نیز بسیار مهم است. روشهای کنترل مبدلهای فرکانس عمدتاً به کنترل حلقه باز و کنترل حلقه بسته تقسیم میشوند. روش کنترل حلقه باز ساختار ساده و عملکرد قابل اعتمادی دارد، اما دقت تنظیم سرعت و عملکرد پاسخ دینامیکی آن نسبتاً پایین است. روش کنترل حلقه بسته میتواند کنترل بلادرنگ را بر اساس تغییرات پارامترهایی مانند سرعت جریان، دما، موقعیت، سرعت، فشار و غیره انجام دهد. این روش پاسخ دینامیکی سریعی دارد، اما گاهی اوقات پیادهسازی آن دشوار و پرهزینه است. کاربران باید حالت کنترل مربوطه را مطابق با نیازهای خود انتخاب کنند تا ویژگیهای تنظیم سرعت مورد نیاز را به دست آورند.
۳. ساختار محافظ مبدل فرکانس را بر اساس محیط نصب انتخاب کنید
هنگام انتخاب مبدل فرکانس، باید محیط نصب، از جمله عواملی مانند دمای محیط، رطوبت، میزان گرد و غبار و گازهای خورنده که ارتباط نزدیکی با عملکرد طولانی مدت و قابل اعتماد مبدل فرکانس دارند، در نظر گرفته شود. اگر شرایط عملیاتی آن قابل رعایت نباشد، باید اقدامات حفاظتی مربوطه انجام شود.
اکثر تولیدکنندگان مبدل فرکانس، ساختارهای حفاظتی رایج زیر را برای انتخاب کاربران ارائه میدهند.
(1) نوع باز IP00، که بدن انسان را از تماس با قطعات برقدار داخل مبدل فرکانس از جلو محافظت میکند، برای نصب روی صفحه نمایشها، پنلها و قفسهها در کابینتهای کنترل برق یا اتاقهای برق، به ویژه برای استفاده متمرکز از چندین مبدل فرکانس، مناسب است، اما الزامات بالایی برای محیط نصب دارد.
(2) مبدلهای فرکانس IP20 و IP21 دارای محفظههایی در اطراف خود هستند و میتوانند در ساختمانها به صورت دیواری نصب شوند. آنها برای اکثر محیطهای نصب داخلی با حداقل گرد و غبار یا دما و رطوبت مناسب هستند.
(3) IP40 و IP42 مهر و موم شده برای مکانهای صنعتی با شرایط محیطی نامناسب مناسب هستند.
(4) دارای IP54 و IP55 آببندی شده، با ساختارهای محافظ ضد گرد و غبار و ضد آب، مناسب برای مکانهای صنعتی با شرایط محیطی نامناسب، اسپری آب، گرد و غبار و برخی گازهای خورنده.
انتخاب سیستم تنظیم سرعت فرکانس متغیر در محل ساخت و ساز باید بر اساس نیازهای واقعی فرآیند و سناریوهای کاربردی باشد. مزایا و معایب باید سنجیده شوند و انتخاب باید منطقی و جامع باشد. تنها با استفاده صحیح و انعطاف پذیر از مبدل فرکانس، سیستم کنترل سرعت فرکانس متغیر AC میتواند با خیال راحت و قابل اعتماد کار کند.