Dobavitelj enot za energijsko povratno zanko vas opominja, da je pravilna izbira frekvenčnih pretvornikov zelo pomembna za normalno delovanje sistema za krmiljenje prenosa mehanske opreme, da se izognemo nepotrebnim izgubam, ki jih povzroča vzdrževanje frekvenčnega pretvornika zaradi napačne izbire. Prvič, namen izbire frekvenčnega pretvornika mora biti jasno opredeljen. Drugič, ustrezen frekvenčni pretvornik je treba izbrati glede na vrsto opreme, obremenitvene značilnosti, območje hitrosti, način krmiljenja, okolje uporabe, zaščitno strukturo in druge zahteve. Na ta način je cilj doseči tako proizvodno tehnologijo kot ekonomske koristi.
1. Karakteristike navora obremenitve mehanske opreme
V praksi se proizvodni stroji pogosto delijo na tri vrste glede na različne karakteristike navora obremenitve: konstantna obremenitev z navorom, konstantna obremenitev z močjo in zmanjšana karakteristika navora. Pri izbiri frekvenčnega pretvornika bi morale biti karakteristike obremenitve seveda osnovna osnova.
Zmanjšajte karakteristično obremenitev navora
Pri različnih ventilatorjih, vodnih črpalkah in hidravličnih črpalkah je med vrtenjem rotorja upor, ki ga ustvarja zrak ali tekočina v določenem območju hitrosti, približno sorazmeren z drugo potenco hitrosti, navor se spreminja glede na drugo potenco hitrosti, moč obremenitve pa se spreminja sorazmerno s tretjo potenco hitrosti. Ta vrsta obremenitve se imenuje zmanjšana navorna obremenitev.
Stalna obremenitev moči
Značilnost te vrste obremenitve je, da je potreben navor TL približno obratno sorazmeren s hitrostjo n. Z zmanjševanjem hitrosti motorja se izhodni navor obremenitve dejansko poveča. To pomeni, da je znotraj območja hitrosti navor večji pri nizkih hitrostih in manjši pri visokih hitrostih, medtem ko izhodna moč motorja ostane nespremenjena. Vretena strojev za rezanje kovin, valjarn, papirnih strojev, strojev za navijanje, strojev za odvijanje itd. v proizvodnih linijah za folije spadajo med obremenitve s konstantno močjo.
Konstantna moč bremena je omejena na določeno območje sprememb hitrosti. Ko je hitrost zelo nizka, se zaradi omejitve mehanske trdnosti TL ne more neskončno povečevati in se pri nizkih hitrostih spremeni v lastnost konstantnega navora. Območja konstantne moči in konstantnega navora bremena pomembno vplivajo na izbiro shem prenosa. Ko je motor v regulaciji hitrosti s konstantnim magnetnim pretokom, največji dovoljeni izhodni navor ostane nespremenjen, kar spada v regulacijo hitrosti s konstantnim navorom; pri šibki magnetni regulaciji hitrosti je največji dovoljeni izhodni navor obratno sorazmeren s hitrostjo, kar spada v regulacijo hitrosti s konstantno močjo. Če je območje regulacije konstantnega navora in konstantne moči elektromotorja skladno z območjem konstantnega navora in konstantne moči bremena, torej v primeru "ujemanja", se zmogljivost elektromotorja in zmogljivost frekvenčnega pretvornika zmanjšata na minimum.
Mehanske značilnosti obremenitev s konstantno močjo so kompleksne. Pri načrtovanju sistema je treba paziti, da asinhroni motorji ne delujejo preko njihove sinhrone hitrosti, sicer lahko pride do uničujočih mehanskih okvar. Zmogljivost frekvenčnega pretvornika se običajno vzame kot približno pomnožena zmogljivost asinhronega motorja.
Konstantna obremenitev z navorom
Pri konstantni obremenitvi s navorom je navor obremenitve TL neodvisen od hitrosti n. Pri kateri koli hitrosti ostane navor obremenitve TL konstanten ali skoraj konstanten, moč obremenitve pa se linearno povečuje z naraščanjem hitrosti obremenitve. Na primer, torne obremenitve, kot so žerjavi, transporterji, stroji za brizganje plastike, mešalniki in dvigala, spadajo med obremenitve s konstantnim navorom. Namen uporabe frekvenčnih pretvornikov za krmiljenje takšnih obremenitev je doseči avtomatizacijo opreme, izboljšati produktivnost dela in izboljšati kakovost izdelkov.
Ko frekvenčni pretvornik poganja obremenitev s konstantnim navorom, mora biti izhodni navor pri nizki hitrosti dovolj velik in imeti zadostno preobremenitveno zmogljivost, običajno 150 % nazivnega toka. Če je potrebno dolgotrajno enakomerno delovanje pri nizkih hitrostih, je treba upoštevati zmogljivost odvajanja toplote asinhronih motorjev, da se prepreči prekomerno segrevanje motorjev.
Pri načrtovanju sistema je treba pozornost nameniti ustreznemu povečanju zmogljivosti asinhronih motorjev oziroma povečanju zmogljivosti frekvenčnih pretvornikov. Zmogljivost frekvenčnega pretvornika se običajno vzame kot ~kratnik zmogljivosti asinhronega motorja.
2. Izberite ustrezno metodo krmiljenja frekvenčnega pretvornika glede na karakteristike obremenitve
Poleg proizvodnega procesa frekvenčnega pretvornika je zelo pomemben tudi način krmiljenja, ki ga frekvenčni pretvornik uporablja. Načini krmiljenja frekvenčnih pretvornikov se v glavnem delijo na krmiljenje z odprto zanko in krmiljenje z zaprto zanko. Način krmiljenja z odprto zanko ima preprosto strukturo in zanesljivo delovanje, vendar sta njegova natančnost regulacije hitrosti in dinamični odziv relativno nizki. Način krmiljenja z zaprto zanko lahko izvaja krmiljenje v realnem času na podlagi sprememb parametrov, kot so pretok, temperatura, položaj, hitrost, tlak itd. Ima hiter dinamični odziv, vendar ga je včasih težko izvesti in je drag. Uporabniki morajo izbrati ustrezen način krmiljenja glede na svoje potrebe, da dosežejo zahtevane karakteristike regulacije hitrosti.
3. Izberite zaščitno strukturo frekvenčnega pretvornika glede na okolje namestitve
Pri izbiri frekvenčnega pretvornika je treba upoštevati okolje namestitve, vključno z dejavniki, kot so temperatura okolice, vlažnost, vsebnost prahu in korozivni plini, ki so tesno povezani z dolgoročnim in zanesljivim delovanjem frekvenčnega pretvornika. Če ni mogoče izpolniti njegovih obratovalnih pogojev, je treba sprejeti ustrezne zaščitne ukrepe.
Večina proizvajalcev frekvenčnih pretvornikov ponuja naslednje običajne zaščitne strukture, med katerimi lahko uporabniki izbirajo.
(1) Odprti tip IP00, ki ščiti človeško telo pred dotikom delov pod napetostjo v frekvenčnem pretvorniku od spredaj, je primeren za namestitev na zaslone, plošče in omare v električnih krmilnih omarah ali električnih prostorih, zlasti za centralizirano uporabo več frekvenčnih pretvornikov, vendar ima visoke zahteve glede namestitvenega okolja.
(2) Zaprti frekvenčni pretvorniki IP20 in IP21 imajo ohišje okoli sebe in jih je mogoče namestiti na steno v stavbah. Primerni so za večino notranjih okolij z minimalno količino prahu ali temperature in vlažnosti.
(3) Zatesnjena IP40 in IP42 sta primerna za industrijska območja s slabimi okoljskimi razmerami.
(4) Zatesnjena IP54 in IP55, s prašno odpornimi in vodoodpornimi zaščitnimi strukturami, primerna za industrijska območja s slabimi okoljskimi pogoji, pršenjem vode, prahom in nekaterimi korozivnimi plini.
Izbira sistema za regulacijo hitrosti s spremenljivo frekvenco na gradbišču mora temeljiti na dejanskih procesnih zahtevah in scenarijih uporabe. Prednosti in slabosti je treba pretehtati ter izbiro premišljeno in celovito pretehtati. Le s pravilno in prilagodljivo uporabo frekvenčnega pretvornika lahko sistem za regulacijo hitrosti s spremenljivo frekvenco AC deluje varno in zanesljivo.