Поставщики энергосберегающего оборудования для лифтов напоминают, что преобразователи частоты широко используются в различных отраслях, таких как кондиционирование воздуха, лифтовое оборудование и тяжёлая промышленность. Ниже мы расскажем об основных принципах использования преобразователей частоты в лифтах:
1. Что такое преобразователь частоты?
Преобразователь частоты — это устройство управления электрической энергией, которое использует функцию включения-выключения силовых полупроводниковых приборов для преобразования источников промышленной частоты в другую частоту.
2. В чем разница между ШИМ и ПАМ?
ШИМ (PWM) — это аббревиатура от английского слова Pulse Width Modulation, что означает способ регулирования выходного сигнала и формы сигнала путём изменения длительности импульса в последовательности импульсов по определённому шаблону. АИМ (Pulse Amplitude Modulation) — это метод модуляции, при котором выходное значение и форма сигнала регулируются путём изменения амплитуды импульса в последовательности импульсов по определённому правилу.
3. В чем разница между типом напряжения и типом тока?
Основную цепь преобразователя частоты можно условно разделить на две категории: преобразователь напряжения — преобразователь частоты, преобразующий постоянный ток источника напряжения в переменный, причем фильтрацией цепи постоянного тока является конденсатор; преобразователь тока — преобразователь частоты, преобразующий постоянный ток источника тока в переменный, при этом в цепи постоянного тока используется фильтр и индуктор.
4. Почему напряжение и ток преобразователя частоты изменяются пропорционально?
Крутящий момент асинхронного двигателя создаётся взаимодействием магнитного потока двигателя и тока, протекающего через ротор. При номинальной частоте, если напряжение постоянно и снижается только частота, магнитный поток будет слишком большим, магнитная цепь насыщается, а в тяжёлых случаях двигатель перегорает. Поэтому частоту и напряжение следует изменять пропорционально, то есть при изменении частоты выходное напряжение преобразователя частоты следует контролировать для поддержания определённого магнитного потока двигателя и предотвращения возникновения слабого намагничивания и магнитного насыщения. Этот метод управления широко используется в энергосберегающих преобразователях частоты в вентиляторах и насосах.
5. Когда электродвигатель приводится в действие источником промышленной частоты, ток увеличивается при падении напряжения. В случае привода преобразователя частоты, если напряжение также уменьшается при уменьшении частоты, увеличивается ли ток?
При уменьшении частоты (на низкой скорости) при сохранении той же выходной мощности ток увеличивается, но при постоянном крутящем моменте ток остается практически неизменным.
6. Каковы пусковой ток и пусковой момент двигателя при использовании преобразователя частоты?
При использовании преобразователя частоты частота и напряжение соответственно увеличиваются по мере ускорения двигателя, а пусковой ток ограничен значением ниже 150% номинального тока (125–200% в зависимости от модели). При прямом пуске от сети пусковой ток в 6–7 раз превышает номинальный, что может привести к механическим и электрическим ударам. Использование преобразователя частоты обеспечивает плавный пуск (с более длительным временем пуска). Пусковой ток в 1,2–1,5 раза превышает номинальный, а пусковой момент составляет 70–120% номинального. У преобразователей частоты с функцией автоматического увеличения крутящего момента пусковой момент превышает 100% и возможен пуск с полной нагрузкой.
7. Что означает режим V/f?
При уменьшении частоты напряжение V также пропорционально уменьшается, как объяснено в ответе 4. Пропорциональное соотношение между V и f предопределено с учетом характеристик двигателя, и обычно в запоминающем устройстве (ПЗУ) контроллера хранится несколько характеристик, которые можно выбрать с помощью переключателей или циферблатов.
8. Как изменяется крутящий момент двигателя при пропорциональном изменении V и f?
При уменьшении частоты и пропорциональном уменьшении напряжения уменьшение импеданса переменного тока при неизменном сопротивлении постоянного тока приводит к тенденции к снижению крутящего момента относительно земли, создаваемого на низких скоростях. Следовательно, при наличии зависимости V/f на низких частотах необходимо немного увеличить выходное напряжение для получения определённого пускового момента. Такая компенсация называется улучшенным пуском. Для достижения этого можно использовать различные методы, включая автоматическую работу, выбор режима V/f или регулировку потенциометром.
9. Нет ли выходной мощности ниже 6 Гц, поскольку в инструкции указан диапазон скоростей 60~6 Гц, что составляет 10:1?
Выходная частота может быть ниже 6 Гц, но, учитывая нагрев и пусковой момент двигателя, минимальная рабочая частота составляет около 6 Гц. В этом случае двигатель может развивать номинальный крутящий момент, не вызывая серьёзных проблем с нагревом. Фактическая выходная (пусковая) частота преобразователя частоты варьируется от 0,5 до 3 Гц в зависимости от модели.
10. Можно ли требовать постоянный крутящий момент для общих комбинаций двигателей выше 60 Гц?
Обычно это невозможно. При постоянном напряжении выше 60 Гц (а также существуют режимы выше 50 Гц) обычно используется постоянная характеристика мощности. Если требуется тот же крутящий момент на высоких скоростях, следует уделить внимание выбору мощности двигателя и инвертора.
11. Что означает «разомкнутый контур»?
Датчик скорости (ДС) устанавливается на двигатель и используется для передачи данных о фактической скорости на управляющее устройство, что называется «замкнутым контуром». Если датчик не работает с ДС, то он называется «разомкнутым контуром». Универсальные преобразователи частоты, как правило, имеют разомкнутый контур, а некоторые модели также могут использовать опцию обратной связи с ДС.
12. Что следует делать, если фактическая скорость отклоняется от заданной?
В разомкнутом контуре, даже если преобразователь частоты выдает заданную частоту, скорость двигателя при работе под нагрузкой колеблется в пределах номинального значения скольжения (1–5%). В ситуациях, когда требуется высокая точность регулирования скорости и даже при изменении нагрузки требуется работа двигателя на скорости, близкой к заданной, можно использовать преобразователь частоты с функцией обратной связи с датчиком обратной связи (опция).
13. Если для обратной связи используется двигатель с PG, можно ли повысить точность скорости?
Преобразователь частоты с функцией обратной связи от датчика скорости (PG) имеет повышенную точность. Однако точность измерения скорости зависит от точности самого датчика скорости и разрешения выходной частоты преобразователя частоты.
14. Что означает функция предотвращения сваливания?
Если заданное время разгона слишком короткое, а выходная частота преобразователя частоты изменяется значительно сильнее скорости (электрической угловой частоты), преобразователь частоты отключается и останавливается из-за перегрузки по току, что называется опрокидыванием. Чтобы предотвратить продолжение работы двигателя из-за опрокидывания, необходимо контролировать величину тока для управления частотой. Если ток разгона слишком велик, необходимо соответствующим образом снизить скорость разгона. То же самое относится и к замедлению. Сочетание этих двух факторов и есть функция опрокидывания.
15. Каково значение моделей с отдельно заданным временем ускорения и временем замедления и моделей с совместно заданным временем ускорения и замедления?
Ускорение и замедление могут быть заданы отдельно для разных типов станков, что подходит для кратковременного ускорения, медленного замедления или ситуаций, когда требуется строгое соблюдение времени производственного цикла для небольших станков. Однако, например, для приводов вентиляторов, время ускорения и замедления относительно велико, поэтому оба значения можно задать совместно.
16. Что такое рекуперативное торможение?
Если во время работы электродвигателя уменьшить командную частоту, он станет асинхронным генератором и будет работать как тормоз, что называется рекуперативным (электрическим) торможением.
17. Что такое энергетическая обратная связь лифта?
Преобразование существующего и бесполезного постоянного тока лифта в полезный и эффективный переменный ток. Процесс одновременной подачи инвертированного переменного тока обратно в локальную сеть вокруг лифта для повторного использования.