I fornitori di apparecchiature per il risparmio energetico degli ascensori ricordano che i convertitori di frequenza sono ormai ampiamente utilizzati in vari settori, come la climatizzazione, gli ascensori e l'industria pesante. Di seguito, illustreremo le nozioni di base sull'utilizzo dei convertitori di frequenza negli ascensori:
1. Che cos'è un convertitore di frequenza?
Un convertitore di frequenza è un dispositivo di controllo dell'energia elettrica che sfrutta la funzione on-off dei dispositivi a semiconduttore di potenza per convertire le sorgenti di frequenza di potenza in un'altra frequenza.
2. Quali sono le differenze tra PWM e PAM?
PWM è l'abbreviazione di Pulse Width Modulation in inglese, un metodo di modulazione che regola l'uscita e la forma d'onda modificando la larghezza di un treno di impulsi secondo uno schema specifico. PAM è l'acronimo di Pulse Amplitude Modulation in inglese, un metodo di modulazione che regola il valore di uscita e la forma d'onda modificando l'ampiezza di un treno di impulsi secondo una regola specifica.
3. Qual è la differenza tra tipo di tensione e tipo di corrente?
Il circuito principale di un convertitore di frequenza può essere approssimativamente suddiviso in due categorie: il tipo di tensione è un convertitore di frequenza che converte la corrente continua della sorgente di tensione in corrente alternata, e il filtraggio del circuito CC è un condensatore; il tipo di corrente è un convertitore di frequenza che converte la corrente continua di una sorgente di corrente in corrente alternata, con un filtro del circuito CC e un induttore.
4. Perché la tensione e la corrente di un convertitore di frequenza cambiano proporzionalmente?
La coppia di un motore asincrono è generata dall'interazione tra il flusso magnetico del motore e la corrente che scorre attraverso il rotore. Alla frequenza nominale, se la tensione è costante e solo la frequenza viene ridotta, il flusso magnetico sarà troppo elevato, il circuito magnetico andrà in saturazione e, nei casi più gravi, il motore si brucerà. Pertanto, la frequenza e la tensione devono essere modificate proporzionalmente, ovvero, modificando la frequenza, la tensione di uscita del convertitore di frequenza deve essere controllata per mantenere un determinato flusso magnetico del motore ed evitare il verificarsi di magnetismo debole e fenomeni di saturazione magnetica. Questo metodo di controllo è comunemente utilizzato per i convertitori di frequenza a risparmio energetico in ventilatori e pompe.
5. Quando il motore elettrico è azionato da una sorgente di frequenza di rete, la corrente aumenta quando la tensione diminuisce; per l'azionamento tramite convertitore di frequenza, se anche la tensione diminuisce quando la frequenza diminuisce, la corrente aumenta?
Quando la frequenza diminuisce (a bassa velocità), se viene erogata la stessa potenza, la corrente aumenta, ma in condizioni di coppia costante, la corrente rimane pressoché invariata.
6. Quali sono la corrente di avviamento e la coppia di avviamento del motore quando si utilizza un convertitore di frequenza per il funzionamento?
Utilizzando un convertitore di frequenza, la frequenza e la tensione aumentano proporzionalmente all'accelerazione del motore e la corrente di avviamento è limitata a meno del 150% della corrente nominale (125%~200% a seconda del modello). Quando si avvia direttamente dalla rete elettrica, la corrente di avviamento è 6-7 volte superiore, con conseguenti scosse meccaniche ed elettriche. Utilizzando un convertitore di frequenza, l'avviamento è fluido (con tempi di avviamento più lunghi). La corrente di avviamento è 1,2~1,5 volte superiore alla corrente nominale e la coppia di avviamento è pari al 70%~120% della coppia nominale; per i convertitori di frequenza con funzione di aumento automatico della coppia, la coppia di avviamento è superiore al 100% e può essere avviata a pieno carico.
7. Cosa significa modalità V/f?
Quando la frequenza diminuisce, anche la tensione V diminuisce proporzionalmente, come spiegato nella risposta 4. La relazione proporzionale tra V e f è predeterminata tenendo conto delle caratteristiche del motore e solitamente ci sono diverse caratteristiche memorizzate nel dispositivo di memorizzazione (ROM) del controller, che possono essere selezionate tramite interruttori o quadranti.
8. Come cambia la coppia del motore quando V e f vengono modificati proporzionalmente?
Quando la frequenza diminuisce e la tensione diminuisce proporzionalmente, la diminuzione dell'impedenza CA, mentre la resistenza CC rimane invariata, comporterà una tendenza a ridurre la coppia di terra generata a basse velocità. Pertanto, dato un V/f a basse frequenze, è necessario aumentare leggermente la tensione di uscita per ottenere una certa coppia di spunto. Questa compensazione è chiamata avviamento potenziato. Per ottenere questo risultato, è possibile utilizzare vari metodi, tra cui il funzionamento automatico, la selezione della modalità V/f o la regolazione del potenziometro.
9. Non c'è potenza di uscita inferiore a 6 Hz, dato che il manuale indica un intervallo di velocità di 60~6 Hz, ovvero 10:1?
La potenza può ancora essere erogata a frequenze inferiori a 6 Hz, ma in base all'aumento di temperatura e alla coppia di spunto del motore, la frequenza operativa minima è di circa 6 Hz. A questo punto, il motore può erogare la coppia nominale senza causare gravi problemi di surriscaldamento. La frequenza di uscita effettiva (frequenza di spunto) del convertitore di frequenza varia da 0,5 a 3 Hz a seconda del modello.
10. È possibile richiedere una coppia costante per combinazioni di motori generali superiori a 60 Hz?
Di solito non è possibile. Quando la tensione rimane costante sopra i 60 Hz (e ci sono anche modalità sopra i 50 Hz), si tratta generalmente di una caratteristica a potenza costante. Quando è richiesta la stessa coppia ad alte velocità, è necessario prestare attenzione alla selezione della potenza del motore e dell'inverter.
11. Cosa significa "open-loop"?
Un rilevatore di velocità (PG) è installato sul dispositivo motore e viene utilizzato per fornire un feedback sulla velocità effettiva al dispositivo di controllo, che viene chiamato "anello chiuso". Se non funziona con PG, viene chiamato "anello aperto". I convertitori di frequenza universali sono per lo più ad anello aperto e alcuni modelli possono anche utilizzare opzioni per il feedback PG.
12. Cosa si deve fare quando la velocità effettiva si discosta da quella indicata?
In anello aperto, anche se il convertitore di frequenza eroga una determinata frequenza, la velocità del motore varia entro l'intervallo del coefficiente di scorrimento nominale (1%~5%) durante il funzionamento sotto carico. Per situazioni in cui è richiesta un'elevata precisione di regolazione della velocità e anche le variazioni di carico richiedono un funzionamento vicino a una determinata velocità, è possibile utilizzare un convertitore di frequenza con funzione di retroazione PG (opzionale).
13. Se si utilizza un motore con PG per il feedback, è possibile migliorare la precisione della velocità?
Il convertitore di frequenza con funzione di retroazione PG ha una precisione migliorata. Tuttavia, la precisione della velocità dipende dalla precisione del PG stesso e dalla risoluzione della frequenza di uscita del convertitore di frequenza.
14. Cosa significa funzione di prevenzione dello stallo?
Se il tempo di accelerazione specificato è troppo breve e la frequenza di uscita del convertitore di frequenza varia molto più della velocità (frequenza angolare elettrica), il convertitore di frequenza si bloccherà e smetterà di funzionare a causa di una sovracorrente, chiamata stallo. Per evitare che il motore continui a funzionare a causa dello stallo, è necessario rilevare l'entità della corrente per il controllo della frequenza. Quando la corrente di accelerazione è troppo elevata, rallentare opportunamente la velocità di accelerazione. Lo stesso vale per la decelerazione. La combinazione delle due costituisce la funzione di stallo.
15. Qual è il significato dei modelli con tempo di accelerazione e tempo di decelerazione forniti separatamente e dei modelli con tempo di accelerazione e tempo di decelerazione forniti congiuntamente?
Accelerazione e decelerazione possono essere fornite separatamente per diverse tipologie di macchine, il che è adatto per accelerazioni a breve termine, situazioni di decelerazione lenta o situazioni in cui è richiesto un tempo di ciclo di produzione rigoroso per macchine utensili di piccole dimensioni. Tuttavia, per situazioni come la trasmissione di ventole, i tempi di accelerazione e decelerazione sono relativamente lunghi, ed entrambi i tempi possono essere forniti insieme.
16. Cos'è la frenata rigenerativa?
Se la frequenza di comando viene ridotta durante il funzionamento del motore elettrico, questo diventerà un generatore asincrono e funzionerà come un freno, il che è chiamato frenata rigenerativa (elettrica).
17. Che cos'è il feedback energetico dell'ascensore?
Convertire l'energia elettrica continua esistente e inutile dell'ascensore in energia elettrica alternata utilizzabile ed efficace. Il processo consiste nel reimmettere simultaneamente l'energia elettrica alternata invertita nella rete locale attorno all'ascensore per il riutilizzo.