Der Lieferant von Frequenzumrichter-Zubehör weist darauf hin, dass ein Frequenzumrichter ein Gerät zur Steuerung elektrischer Energie ist, das die Ein-/Ausschaltfunktion von Leistungshalbleiterbauelementen nutzt, um die Netzfrequenz in eine andere Frequenz umzuwandeln. Er ermöglicht Sanftanlauf, Drehzahlregelung, verbesserte Betriebsgenauigkeit, Leistungsfaktorkorrektur sowie Schutz vor Überstrom, Überspannung und Überlastung für AC-Asynchronmotoren. Was ist beim Einsatz eines Frequenzumrichters zu beachten?
1. Um Störungen zu vermeiden, sollten für Signal- und Steuerleitungen geschirmte Drähte verwendet werden. Bei langen Leitungen, z. B. bei einer Entfernung von 100 m, sollte der Drahtquerschnitt vergrößert werden. Signal- und Steuerleitungen sollten nicht im selben Kabelgraben oder auf derselben Brücke wie Stromleitungen verlegt werden, um gegenseitige Störungen zu vermeiden. Für eine optimale Funktion empfiehlt sich die Verlegung in Schutzrohren.
2. Das Übertragungssignal basiert hauptsächlich auf Stromsignalen, da diese nicht so leicht gedämpft oder gestört werden. In der Praxis liefern Sensoren ein Spannungssignal, das mittels eines Wandlers in ein Stromsignal umgewandelt werden kann.
3. Die Regelung von Frequenzumrichtern im geschlossenen Regelkreis ist im Allgemeinen positiv, d. h. je größer das Eingangssignal, desto größer auch das Ausgangssignal (z. B. beim Kühlbetrieb einer zentralen Klimaanlage oder bei der allgemeinen Regelung von Druck, Durchfluss, Temperatur usw.). Es gibt aber auch einen umgekehrten Effekt: Bei einem großen Eingangssignal ist das Ausgangssignal relativ klein (z. B. wenn die zentrale Klimaanlage im Heizbetrieb arbeitet oder die Warmwasserpumpe in der Heizungsanlage betrieben wird).
Bei der Verwendung von Drucksignalen in geschlossenen Regelkreisen sollten keine Durchflusssignale eingesetzt werden. Drucksensoren sind kostengünstig, einfach zu installieren, erfordern wenig Aufwand und ermöglichen eine bequeme Fehlersuche. Sind jedoch im Prozess Durchflussverhältnisse erforderlich und Präzision notwendig, muss ein Durchflussregler ausgewählt und geeignete Durchflussmesser (z. B. elektromagnetische, Ziel-, Wirbel- oder Blendenmessgeräte) anhand von Druck, Durchflussrate, Temperatur, Medium, Geschwindigkeit usw. ausgewählt werden.
Die integrierten SPS- und PID-Funktionen des Frequenzumrichters eignen sich für Systeme mit geringen und stabilen Signalschwankungen. Da diese Funktionen jedoch während des Betriebs lediglich die Zeitkonstante anpassen, ist es schwierig, zufriedenstellende Übergangsprozessvorgaben zu erfüllen, und die Fehlersuche ist zeitaufwändig.
Darüber hinaus ist diese Art der Regelung nicht intelligent und wird daher selten eingesetzt. Stattdessen wird ein externer intelligenter PID-Regler gewählt. Beispielsweise sind die japanischen Fuji PXD-Serien und Xiamen Antong sehr benutzerfreundlich. Bei der Verwendung wird lediglich der obere Grenzwert (SV) eingestellt, und während des Betriebs wird der Betriebswert (PV) angezeigt. Diese Regler arbeiten intelligent und gewährleisten optimale Übergangsbedingungen, wodurch sie sich ideal für den Einsatz eignen. Bezüglich der SPS können verschiedene externe SPS-Hersteller wie Siemens S7-400, S7-300 und S7-200 je nach Art, Anzahl, digitalen und analogen Messgrößen, Signalverarbeitung und anderen Anforderungen an die Regelungsgröße ausgewählt werden.
Signalwandler werden häufig in den Peripherieschaltungen von Frequenzumrichtern eingesetzt und bestehen typischerweise aus Hall-Elementen und elektronischen Schaltungen. Je nach Signalumwandlungs- und -verarbeitungsverfahren lassen sie sich in verschiedene Wandler unterteilen, z. B. Spannungs-Strom-Wandler, Strom-Spannungs-Wandler, Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler, Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler, Spannungs-Frequenz-Wandler, Strom-Frequenz-Wandler, 1-in-mehrere-Ausgangs-Wandler, 3-in-1-Ausgangs-Wandler, Signalüberlagerungs-Wandler, Signalaufteilungs-Wandler usw. Beispielsweise sind die elektrischen Isolationssensoren/Transmitter der CE-T-Serie von Saint Seil aus Shenzhen sehr einfach anzuwenden. In China sind viele ähnliche Produkte erhältlich, sodass Anwender je nach Bedarf das passende Produkt auswählen können.
7) Bei der Verwendung eines Frequenzumrichters ist es oft notwendig, diesen mit Peripherieschaltungen auszustatten. Dies kann auf folgende Weise erfolgen:
(1) Eine logische Funktionsschaltung, bestehend aus selbstgebauten Relais und anderen Steuerkomponenten;
(2) Kauf von fertigen externen Schaltkreisen (z. B. von der Mitsubishi Corporation in Japan);
(3) Wählen Sie ein einfaches Logo für einen programmierbaren Controller (dieses Produkt ist sowohl im Inland als auch international erhältlich);
(4) Bei der Nutzung verschiedener Funktionen des Frequenzumrichters kann eine Funktionskarte ausgewählt werden (z. B. der japanische Sanken-Frequenzumrichter).
(5) Wählen Sie kleine und mittelgroße programmierbare Steuerungen.
8. Durch die richtige Auswahl der unterstützenden Geräte für den Frequenzumrichter kann der normale Betrieb des Frequenzumrichter-Antriebssystems sichergestellt, der Frequenzumrichter und der Motor geschützt und die Auswirkungen auf andere Geräte reduziert werden.
Peripheriegeräte bezeichnen üblicherweise Zubehörteile, die in konventionelles Zubehör und Spezialzubehör unterteilt werden. Beispiele für konventionelles Zubehör sind Leistungsschalter und Schütze; Spezialzubehör sind Wechselstromdrosseln, Filter, Bremswiderstände, Bremseinheiten, Energierückkopplungsgeräte, Gleichstromdrosseln und Ausgangswechselstromdrosseln.
Werden mehrere Wasserpumpen zur Versorgung mit konstantem Druck parallel geschaltet, kommt eine Signalreihenschaltung mit nur einem Sensor zum Einsatz, was folgende Vorteile bietet.
(1) Kosten sparen. Nur ein Satz Sensoren und ein PID-Regler, wie in Abbildung 4 dargestellt.
(2) Da es nur ein Steuersignal gibt, ist die Ausgangsfrequenz konstant, d. h. immer die gleiche Frequenz, sodass auch der Druck konstant ist und keine Turbulenzverluste auftreten.
(3) Bei der Wasserversorgung mit konstantem Druck wird die Anzahl der in Betrieb befindlichen Pumpen von der SPS in Abhängigkeit vom Durchfluss gesteuert. Mindestens eine Pumpe ist erforderlich, für mittlere Mengen zwei und für größere Mengen drei Pumpen. Wenn der Frequenzumrichter nicht in Betrieb ist und abgeschaltet wurde, liegt ein Stromsignal im Stromkreis an (es fließt ein Eingangssignal, aber es wird keine Ausgangsspannung oder -frequenz erzeugt).
(4) Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das System nur ein Steuersignal hat. Selbst wenn die drei Pumpen an unterschiedliche Eingänge angeschlossen werden, ist die Betriebsfrequenz gleich (d. h. synchronisiert) und der Druck ebenfalls gleich, sodass die Turbulenzverluste null sind. Das bedeutet, dass die Verluste gering sind und der Energiespareffekt gut ist.