Dodavatel energeticky zpětnovazebních jednotek vám připomíná, že správný výběr frekvenčních měničů je velmi důležitý pro normální provoz systému řízení přenosu mechanických zařízení, aby se předešlo zbytečným ztrátám způsobeným údržbou frekvenčního měniče v důsledku nesprávného výběru. Zaprvé by měl být jasně definován účel výběru frekvenčního měniče. Zadruhé, vhodný frekvenční měnič by měl být vybrán na základě typu zařízení, charakteristik zatížení, rozsahu otáček, režimu řízení, prostředí použití, ochranné konstrukce a dalších požadavků. Tímto způsobem je cílem dosáhnout jak výrobní technologie, tak ekonomických výhod.
1. Charakteristiky momentu zatížení mechanických zařízení
V praxi se výrobní stroje často dělí na tři typy na základě různých charakteristik momentu zatížení: zatížení s konstantním momentem, zatížení s konstantním výkonem a zatížení s redukovanou charakteristikou momentu. Při výběru frekvenčního měniče by charakteristiky zatížení měly být přirozeně základním základem.
Snižte charakteristické zatížení momentu
U různých ventilátorů, vodních čerpadel a hydraulických čerpadel je při otáčení oběžného kola odpor generovaný vzduchem nebo kapalinou v určitém rozsahu otáček zhruba úměrný druhé mocnině otáček, točivý moment se mění podle druhé mocniny otáček a výkon zátěže se mění úměrně třetí mocnině otáček. Tento typ zatížení se nazývá zatížení se sníženým momentem.
Konstantní výkonové zatížení
Charakteristickým znakem tohoto typu zatížení je, že požadovaný točivý moment TL je zhruba nepřímo úměrný otáčkám n. S klesajícími otáčkami motoru se výstupní točivý moment zátěže ve skutečnosti zvyšuje. To znamená, že v rozsahu otáček je točivý moment větší při nízkých otáčkách a menší při vysokých otáčkách, zatímco výstupní výkon motoru zůstává nezměněn. Vřetena obráběcích strojů na kov, válcovacích stolic, papírenských strojů, navíjecích strojů, odvíjecích strojů atd. v linkách na výrobu fólií patří k zátěžím s konstantním výkonem.
Vlastnost konstantního výkonu zátěže je omezena určitým rozsahem změn otáček. Při velmi nízkých otáčkách se kvůli omezení mechanické pevnosti nemůže TL nekonečně zvyšovat a při nízkých otáčkách se transformuje do oblasti konstantního momentu. Oblasti konstantního výkonu a konstantního momentu zátěže mají významný vliv na výběr schémat přenosu. Pokud je motor v režimu regulace otáček s konstantním magnetickým tokem, maximální povolený výstupní moment zůstává nezměněn, což patří k regulaci otáček s konstantním momentem. Při regulaci otáček se slabým magnetem je maximální povolený výstupní moment nepřímo úměrný rychlosti, což patří k regulaci otáček s konstantním výkonem. Pokud je rozsah regulace otáček elektromotoru s konstantním momentem a konstantním výkonem v souladu s rozsahem konstantního momentu a konstantního výkonu zátěže, tj. v případě "přizpůsobení", minimalizuje se výkon elektromotoru i výkon měniče kmitočtu.
Mechanické vlastnosti zátěží s konstantním výkonem jsou složité. Při návrhu systému je třeba dbát na to, aby asynchronní motory nebyly provozovány nad rámec jejich synchronních otáček, jinak by to mohlo způsobit destruktivní mechanické poruchy. Kapacita frekvenčního měniče se obvykle bere jako přibližně násobek kapacity asynchronního motoru.
Konstantní točivý moment
Při konstantním momentu zatížení je moment zatížení TL nezávislý na rychlosti n. Při jakékoli rychlosti zůstává moment zatížení TL konstantní nebo téměř konstantní a výkon zatížení se lineárně zvyšuje se zvyšující se rychlostí zatížení. Například třecí zatížení, jako jsou jeřáby, dopravníky, vstřikovací lisy, míchačky a kladkostroje, patří k zatížením s konstantním momentem. Účelem použití frekvenčních měničů k řízení takových zatížení je dosáhnout automatizace zařízení, zvýšit produktivitu práce a zvýšit kvalitu výrobků.
Pokud měnič kmitočtu pohání zatížení s konstantním momentem, výstupní moment při nízkých otáčkách by měl být dostatečně velký a měl by mít dostatečnou přetížitelnost, obvykle 150 % jmenovitého proudu. Pokud je nutné dlouhodobě stabilně pracovat při nízkých otáčkách, je třeba zvážit kapacitu odvodu tepla asynchronních motorů, aby se zabránilo nadměrnému nárůstu teploty motorů.
Při návrhu systému je třeba dbát na vhodné zvýšení výkonu asynchronních motorů nebo zvýšení výkonu frekvenčních měničů. Výkon frekvenčního měniče se obecně bere jako ~krát výkon asynchronního motoru.
2. Vyberte vhodnou metodu řízení frekvenčního měniče na základě charakteristik zátěže
Kromě výrobního procesu frekvenčního měniče je velmi důležitá i metoda řízení, kterou frekvenční měnič používá. Metody řízení frekvenčních měničů se dělí hlavně na řízení s otevřenou smyčkou a řízení s uzavřenou smyčkou. Metoda řízení s otevřenou smyčkou má jednoduchou strukturu a spolehlivý výkon, ale její přesnost regulace otáček a dynamická odezva jsou relativně nízké. Metoda řízení s uzavřenou smyčkou umožňuje řízení v reálném čase na základě změn parametrů, jako je průtok, teplota, poloha, rychlost, tlak atd. Má rychlou dynamickou odezvu, ale někdy je její implementace obtížná a nákladná. Uživatelé by si měli zvolit odpovídající režim řízení podle svých vlastních potřeb, aby dosáhli požadovaných charakteristik regulace otáček.
3. Vyberte ochrannou konstrukci frekvenčního měniče na základě instalačního prostředí
Při výběru frekvenčního měniče je třeba zvážit instalační prostředí, včetně faktorů, jako je okolní teplota, vlhkost, obsah prachu a korozivní plyny, které úzce souvisejí s dlouhodobým a spolehlivým provozem frekvenčního měniče. Pokud nelze splnit jeho provozní podmínky, je nutné přijmout odpovídající ochranná opatření.
Většina výrobců frekvenčních měničů nabízí uživatelům následující běžné ochranné struktury, ze kterých si mohou vybrat.
(1) Otevřený typ s krytím IP00, který chrání lidské tělo před dotykem živých částí uvnitř frekvenčního měniče zepředu, je vhodný pro instalaci na obrazovkách, panelech a stojanech v elektrických rozvaděčích nebo rozvodnách, zejména pro centralizované použití více frekvenčních měničů, ale má vysoké požadavky na instalační prostředí.
(2) Uzavřené frekvenční měniče s krytím IP20 a IP21 mají kryty po celém obvodu a lze je namontovat na zeď v budovách. Jsou vhodné pro většinu vnitřních instalačních prostředí s minimální prašností nebo teplotou a vlhkostí.
(3) Krytí IP40 a IP42 je vhodné pro průmyslová prostředí se špatnými podmínkami prostředí.
(4) Utěsněné krytí IP54 a IP55 s prachotěsnou a vodotěsnou ochrannou konstrukcí, vhodné pro průmyslová místa se špatnými podmínkami prostředí, stříkající vodou, prachem a určitými korozivními plyny.
Výběr systému regulace otáček s proměnnou frekvencí na staveništi by měl být založen na skutečných požadavcích procesu a scénářích aplikace. Výhody a nevýhody by měly být zváženy a výběr by měl být rozumný a komplexně zvážen. Pouze správným a flexibilním používáním frekvenčního měniče může systém regulace otáček s proměnnou frekvencí střídavého proudu fungovat bezpečně a spolehlivě.