Dodávatelia energeticky úsporných zariadení pre výťahy pripomínajú, že frekvenčné meniče sa v súčasnosti široko používajú v rôznych odvetviach, ako je klimatizácia, výťahy a ťažký priemysel. Nižšie vysvetlíme základné poznatky o používaní frekvenčných meničov vo výťahoch:
1. Čo je to frekvenčný menič?
Frekvenčný menič je zariadenie na riadenie elektrickej energie, ktoré využíva funkciu zapnutia a vypnutia výkonových polovodičových súčiastok na prevod zdrojov výkonovej frekvencie na inú frekvenciu.
2. Aké sú rozdiely medzi PWM a PAM?
PWM je skratka pre Pulse Width Modulation (Pulse Width Modulation) v angličtine, čo je spôsob úpravy výstupu a tvaru vlny zmenou šírky impulzu sledu impulzov podľa určitého vzoru. PAM je skratka pre Pulse Amplitude Modulation (Pulse Amplitude Modulation) v angličtine, čo je modulačná metóda, ktorá upravuje výstupnú hodnotu a tvar vlny zmenou amplitúdy impulzu sledu impulzov podľa určitého pravidla.
3. Aký je rozdiel medzi typom napätia a typom prúdu?
Hlavný obvod frekvenčného meniča možno zhruba rozdeliť do dvoch kategórií: napäťový typ je frekvenčný menič, ktorý premieňa jednosmerný prúd zo zdroja napätia na striedavý prúd a filtrovanie jednosmerného obvodu je pomocou kondenzátora; prúdový typ je frekvenčný menič, ktorý premieňa jednosmerný prúd zo zdroja prúdu na striedavý prúd s filtrom jednosmerného obvodu a induktorom.
4. Prečo sa napätie a prúd frekvenčného meniča menia úmerne?
Krútiaci moment asynchrónneho motora vzniká interakciou medzi magnetickým tokom motora a prúdom pretekajúcim rotorom. Pri menovitej frekvencii, ak je napätie konštantné a znižuje sa iba frekvencia, bude magnetický tok príliš veľký, magnetický obvod sa nasýti a v závažných prípadoch sa motor prepáli. Preto by sa frekvencia a napätie mali meniť proporcionálne, t. j. pri zmene frekvencie by sa malo regulovať výstupné napätie frekvenčného meniča tak, aby sa udržal určitý magnetický tok motora a zabránilo sa vzniku slabého magnetizmu a javu magnetickej saturácie. Táto metóda riadenia sa bežne používa pre energeticky úsporné frekvenčné meniče vo ventilátoroch a čerpadlách.
5. Ak je elektromotor poháňaný zdrojom sieťovej frekvencie, prúd sa zvyšuje pri poklese napätia. Pri pohone s frekvenčným meničom, ak sa napätie zároveň znižuje pri poklese frekvencie, zvyšuje sa prúd?
Keď sa frekvencia znižuje (pri nízkych otáčkach), ak je výstupný výkon rovnaký, prúd sa zvyšuje, ale za podmienok konštantného krútiaceho momentu zostáva prúd takmer nezmenený.
6. Aký je štartovací prúd a štartovací moment motora pri prevádzke s frekvenčným meničom?
Pri použití frekvenčného meniča sa frekvencia a napätie zvyšujú zodpovedajúcim spôsobom so zrýchľovaním motora a štartovací prúd je obmedzený na menej ako 150 % menovitého prúdu (125 % až 200 % v závislosti od modelu). Pri štartovaní priamo zo siete je štartovací prúd 6 – 7-násobok, čo vedie k mechanickým a elektrickým šokom. Použitie frekvenčného meniča umožňuje plynulý štart (s dlhším časom štartu). Štartovací prúd je 1,2 – 1,5-násobok menovitého prúdu a štartovací krútiaci moment je 70 % až 120 % menovitého krútiaceho momentu. Pri frekvenčných meničoch s funkciou automatického zvyšovania krútiaceho momentu je štartovací krútiaci moment nad 100 % a je možné štartovať s plným zaťažením.
7. Čo znamená režim V/f?
Keď sa frekvencia znižuje, napätie V sa tiež úmerne znižuje, ako je vysvetlené v odpovedi 4. Proporcionálny vzťah medzi V a f je vopred určený s ohľadom na charakteristiky motora a zvyčajne je v pamäťovom zariadení (ROM) regulátora uložených niekoľko charakteristík, ktoré je možné vybrať pomocou prepínačov alebo otočných ovládačov.
8. Ako sa mení krútiaci moment motora, keď sa V a f proporcionálne menia?
Keď sa frekvencia znižuje a napätie sa úmerne znižuje, pokles striedavej impedancie, zatiaľ čo jednosmerný odpor zostáva nezmenený, bude mať za následok tendenciu znižovať zemný krútiaci moment generovaný pri nízkych rýchlostiach. Preto pri danom pomere V/f pri nízkych frekvenciách je potrebné mierne zvýšiť výstupné napätie, aby sa dosiahol určitý rozbehový krútiaci moment. Táto kompenzácia sa nazýva vylepšený rozbeh. Na dosiahnutie tohto cieľa je možné použiť rôzne metódy vrátane automatickej prevádzky, výberu režimu V/f alebo nastavenia potenciometra.
9. Nie je výstupný výkon pod 6 Hz, keďže v manuáli je uvedený rozsah rýchlosti 60~6 Hz, čo je 10:1?
Výkon je stále možné podávať pod 6 Hz, ale na základe nárastu teploty a rozbehového krútiaceho momentu motora je minimálna prevádzková frekvencia okolo 6 Hz. V tomto čase môže motor poskytovať menovitý krútiaci moment bez toho, aby spôsoboval vážne problémy s prehrievaním. Skutočná výstupná frekvencia (rozbehová frekvencia) frekvenčného meniča sa pohybuje od 0,5 do 3 Hz v závislosti od modelu.
10. Je možné požadovať konštantný krútiaci moment pre všeobecné kombinácie motorov nad 60 Hz?
Zvyčajne to nie je možné. Keď napätie zostáva konštantné nad 60 Hz (a existujú aj režimy nad 50 Hz), ide vo všeobecnosti o konštantnú výkonovú charakteristiku. Keď je pri vysokých rýchlostiach potrebný rovnaký krútiaci moment, je potrebné venovať pozornosť výberu výkonu motora a meniča.
11. Čo znamená „otvorená slučka“?
Na motorovom zariadení je nainštalovaný detektor rýchlosti (PG), ktorý slúži na spätnú väzbu skutočnej rýchlosti do ovládacieho zariadenia na riadenie, čo sa nazýva „uzavretá slučka“. Ak nepracuje s PG, nazýva sa to „otvorená slučka“. Univerzálne frekvenčné meniče sú väčšinou s otvorenou slučkou a niektoré modely môžu tiež používať možnosti spätnej väzby PG.
12. Čo treba urobiť, keď sa skutočná rýchlosť odchyľuje od danej rýchlosti?
Pri otvorenej slučke, aj keď frekvenčný menič dodáva danú frekvenciu, sa rýchlosť motora pri prevádzke so zaťažením mení v rozsahu menovitej sklzovej rýchlosti (1 % – 5 %). V situáciách, kde je potrebná vysoká presnosť regulácie rýchlosti a aj zmeny zaťaženia vyžadujú prevádzku blízko danej rýchlosti, je možné použiť frekvenčný menič s funkciou spätnej väzby PG (voliteľné).
13. Ak sa pre spätnú väzbu použije motor s PG, dá sa zlepšiť presnosť otáčok?
Frekvenčný menič s funkciou spätnej väzby PG má vylepšenú presnosť. Presnosť rýchlosti však závisí od presnosti samotného PG a rozlíšenia výstupnej frekvencie frekvenčného meniča.
14. Čo znamená funkcia prevencie zastavenia?
Ak je daný čas zrýchlenia príliš krátky a výstupná frekvencia frekvenčného meniča sa zmení oveľa viac ako rýchlosť (elektrická uhlová frekvencia), frekvenčný menič sa vypne a zastaví v dôsledku nadprúdu, čo sa nazýva zastavenie. Aby sa zabránilo pokračovaniu v prevádzke motora v dôsledku zastavenia, je potrebné detekovať veľkosť prúdu pre frekvenčné riadenie. Keď je zrýchľovací prúd príliš vysoký, primerane spomalte rýchlosť zrýchlenia. To isté platí pri spomaľovaní. Kombinácia týchto dvoch funkcií predstavuje funkciu zastavenia.
15. Aký je význam modelov so samostatne daným časom zrýchlenia a časom spomalenia a modelov so spoločne daným časom zrýchlenia a spomalenia?
Zrýchlenie a spomalenie je možné zadať samostatne pre rôzne typy strojov, čo je vhodné pre krátkodobé zrýchlenie, situácie pomalého spomalenia alebo situácie, kde je pre malé obrábacie stroje potrebný prísny čas výrobného cyklu. Avšak v situáciách, ako je prevodovka ventilátora, sú časy zrýchlenia a spomalenia relatívne dlhé a časy zrýchlenia aj spomalenia je možné zadať spoločne.
16. Čo je rekuperačné brzdenie?
Ak sa počas prevádzky elektromotora zníži požadovaná frekvencia, stane sa asynchrónnym generátorom a bude pracovať ako brzda, čo sa nazýva regeneratívne (elektrické) brzdenie.
17. Čo je to spätná väzba energie výťahu?
Invertovanie existujúceho a nepotrebného jednosmerného prúdu z výťahu na použiteľný a efektívny striedavý prúd. Proces súčasného spätného privádzania invertovaného striedavého prúdu do lokálnej siete okolo výťahu na opätovné použitie.