Taajuusmuuttajajarrutusyksikön toimittaja muistuttaa, että Kiinan rakennusteollisuuden kysynnän jatkuvan kasvun myötä nostureiden käyttö on yleistynyt erittäin paljon. Taajuusmuuttajanopeuden säätöteknologiaa on käytetty Kiinassa torninostureiden erilaisissa voimansiirtomekanismeissa lähes 10 vuotta. Vaikka joitakin onnistuneita sovelluskokemuksia on saatu ja monet taajuusmuuttajanostomekanismit toimivat nyt normaalisti rakennustyömailla, taajuusmuuttajanopeuden säätöteknologian käyttö torninostureissa ei ole vielä saavuttanut kypsää tasoa verrattuna muihin teollisuudenaloihin. Nykyään taajuusmuuttajista on kuitenkin tullut välttämätön osa nostureita. Tässä on 10 syytä käyttää muuttuvaa taajuusmuuttajanopeuden säätöä havainnollistamaan muuttuvan taajuusmuuttajan käytön perustietoja nostureissa:
(1) Säädä moottorin käynnistysvirtaa
Kun moottori käynnistetään suoraan verkkotaajuuden kautta, se tuottaa 7–8 kertaa moottorin nimellisvirran. Tämä virran arvo lisää huomattavasti moottorin käämityksen sähköistä rasitusta ja tuottaa lämpöä. Näin moottorin käyttöikä lyhenee, ja muuttuvataajuinen nopeussäätö voi alkaa nollanopeudella ja nollajännitteellä (vääntömomenttia voidaan tietenkin lisätä vastaavasti). Kun taajuuden ja jännitteen välinen suhde on määritetty, taajuusmuuttaja voi ohjata kuorman toimimaan V/F- tai vektoriohjaustilassa. Muuttuvan taajuuden nopeussäädön käyttö voi vähentää käynnistysvirtaa merkittävästi ja parantaa käämityksen kestävyyttä. Suorin hyöty käyttäjille on moottorin ylläpitokustannusten pieneneminen entisestään ja moottorin käyttöiän pidentyminen vastaavasti.
(2) Vähentää sähkölinjojen jännitevaihteluita
Kun moottori käynnistetään päätaajuudella, jännite vaihtelee merkittävästi, kun taas virta kasvaa dramaattisesti. Jännitehäviön suuruus riippuu käynnistysmoottorin tehosta ja jakeluverkon kapasiteetista. Jännitehäviö aiheuttaa samassa virransyöttöverkossa olevien jänniteherkkien laitteiden toimintahäiriön, laukaisun tai toimintahäiriön. Kontaktorien lähestyminen tai käyttö voi johtaa toimintavirheisiin. Muuttuvan taajuusnopeuden säädön käyttöönoton jälkeen asteittainen käynnistys nollataajuudella ja nollajännitteellä voi poistaa jännitehäviön mahdollisimman hyvin.
(3) Käynnistykseen tarvittava pienempi teho
Moottorin teho on suoraan verrannollinen virran ja jännitteen tuloon, joten suoraan verkkotaajuuden kautta käynnistyvän moottorin kuluttama teho on paljon suurempi kuin muuttuvataajuuskäynnistyksen vaatima teho. Joissakin käyttöolosuhteissa sähkönjakelujärjestelmä on saavuttanut maksimirajansa, ja suoralla verkkotaajuudella käynnistyvän moottorin synnyttämä ylijännite vaikuttaa vakavasti muihin saman verkon laitteisiin, mikä johtaa varoituksiin ja jopa sakkoihin sähköverkonhaltijalta. Jos moottorin käynnistykseen ja pysäytykseen käytetään taajuusmuuttajaa, vastaavia ongelmia ei esiinny.
(4) Ohjattava kiihtyvyystoiminto
Muuttuvataajuinen nopeudensäätö voi alkaa nollanopeudesta ja kiihdyttää sitä tasaisesti käyttäjän tarpeiden mukaan, ja sen kiihtyvyyskäyrä voidaan myös valita (lineaarinen kiihtyvyys, S-muotoinen kiihtyvyys tai automaattinen kiihtyvyys). Tehotaajuuden kautta käynnistettäessä moottori tai siihen kytketyt mekaaniset osat, kuten akseleita tai hammaspyöriä, voivat täristä voimakkaasti. Tämä tärinä pahentaa entisestään mekaanista kulumista ja lyhentää mekaanisten komponenttien ja moottoreiden käyttöikää. Lisäksi muuttuvaataajuista käynnistystä voidaan soveltaa myös vastaaviin täyttölinjoihin pullojen kaatumisen tai vaurioitumisen estämiseksi.
(5) Säädettävä käyttönopeus
Muuttuvan taajuuden monivaiheisen nopeudensäädön käyttö voi optimoida prosessin ja muuttaa nopeutta nopeasti prosessin mukaan. Nopeuden muutoksia voidaan tehdä myös PLC:n tai muiden ohjainten avulla.
(6) Säädettävä vääntömomentin rajoitus
Muuttuvan taajuusnopeuden säädön jälkeen voidaan asettaa vastaavat vääntömomenttirajat koneiden suojaamiseksi vaurioilta. Näin varmistetaan prosessin jatkuvuus ja tuotteen luotettavuus. Nykyinen taajuusmuunnostekniikka mahdollistaa paitsi säädettävät vääntömomenttirajat myös suuren tarkkuuden vääntömomentin säädössä. Tehotaajuustilassa moottoria voidaan ohjata vain virran arvon havaitsemisen tai lämpösuojan avulla, eikä tarkkoja vääntömomenttiarvoja voida asettaa toimimaan kuten muuttuvataajuussäädössä.
(7) Hallittu pysäytysmenetelmä
Aivan kuten säädettävässä kiihdytyksessä, myös muuttuvan taajuuden nopeuden säädössä pysäytystapaa voidaan ohjata, ja valittavana on erilaisia pysäytystiloja (hidastuspysäköinti, vapaapysäköinti, hidastuspysäköinti, tasavirtajarrutus). Samoin se voi vähentää mekaanisiin komponentteihin ja moottoreihin kohdistuvaa vaikutusta, mikä tekee koko järjestelmästä luotettavamman ja pidentää sen käyttöikää vastaavasti.
(8) Energiansäästö
Energiansäästö: Muuttuvalla taajuudella toimivan nopeudensäädön aikana moottorin käyttövirta on pieni käynnistyksen, jarrutuksen, kiihdytyksen ja hidastuksen aikana. Samoissa tuotanto-olosuhteissa sähkönkulutus ja ylläpitokustannukset ovat noin 20 % energiatehokkaampia kuin verkkotaajuudella.
(9) Käännettävä toiminnan ohjaus
Taajuusmuuttajan säädössä käännettävän toiminnan saavuttamiseksi ei tarvita lisäkäännettäviä ohjauslaitteita. Vain lähtöjännitteen vaihejärjestystä tarvitsee muuttaa, mikä voi vähentää ylläpitokustannuksia ja säästää asennustilaa.
(10) Vähennä mekaanisten voimansiirtokomponenttien määrää
Nykyisen vektoriohjaustaajuusmuuttajan ja synkronimoottorin yhdistelmän ansiosta voidaan saavuttaa tehokas vääntömomentin tuotto, mikä säästää mekaanisia voimansiirtokomponentteja, kuten vaihteistoa, ja muodostaa lopulta suoran taajuusmuunnossiirtojärjestelmän, joka voi vähentää kustannuksia ja tilaa sekä parantaa vakautta.
Taajuusmuuttajaohjaus ei ainoastaan paranna nostolaitteiden turvallista käyttöaikaa, vaan myös vähentää merkittävästi ylläpitokustannuksia ja työvoimavaltaisuutta. Siksi taajuusmuuttajan nopeudensäätötekniikan soveltaminen nostureissa parantaa työtehokkuutta, vähentää energiankulutusta ja varmistaa työturvallisuuden.