Enerģijas atgriezeniskās saites bloka piegādātājs atgādina, ka pareiza frekvences pārveidotāju izvēle ir ļoti svarīga mehānisko iekārtu pārvades vadības sistēmas normālai darbībai, lai izvairītos no nevajadzīgiem zaudējumiem, ko rada frekvences pārveidotāja apkope nepareizas izvēles dēļ. Pirmkārt, skaidri jādefinē frekvences pārveidotāja izvēles mērķis. Otrkārt, atbilstošais frekvences pārveidotājs jāizvēlas, pamatojoties uz iekārtas tipu, slodzes raksturlielumiem, ātruma diapazonu, vadības režīmu, lietošanas vidi, aizsargkonstrukciju un citām prasībām. Tādā veidā mērķis ir sasniegt gan ražošanas tehnoloģiju, gan ekonomisko labumu.
1. Mehānisko iekārtu slodzes griezes momenta raksturlielumi
Praksē ražošanas iekārtas bieži iedala trīs tipos, pamatojoties uz dažādajām slodzes griezes momenta īpašībām: nemainīga griezes momenta slodze, nemainīgas jaudas slodze un samazināta griezes momenta raksturlielumu slodze. Izvēloties frekvences pārveidotāju, slodzes īpašībām, protams, jābūt pamatprincipam.
Samaziniet griezes momenta raksturīgo slodzi
Dažādos ventilatoros, ūdens sūkņos un hidrauliskajos sūkņos, rotējot lāpstiņritenim, gaisa vai šķidruma radītā pretestība noteiktā ātruma diapazonā ir aptuveni proporcionāla ātruma otrajai pakāpei, griezes moments mainās atbilstoši ātruma otrajai pakāpei, un slodzes jauda mainās proporcionāli ātruma trešajai pakāpei. Šāda veida slodzi sauc par samazinātu griezes momenta slodzi.
Pastāvīga jaudas slodze
Šāda veida slodzes raksturīga iezīme ir tā, ka nepieciešamais griezes moments TL ir aptuveni apgriezti proporcionāls ātrumam n. Samazinoties motora ātrumam, slodzes izejas griezes moments faktiski palielinās. Tas ir, ātruma diapazonā griezes moments ir lielāks pie maziem ātrumiem un mazāks pie lieliem ātrumiem, savukārt motora izejas jauda paliek nemainīga. Metāla griešanas mašīnu instrumentu, velmēšanas iekārtu, papīra mašīnu, tinšanas mašīnu, attinšanas mašīnu u.c. vārpstas plēves ražošanas līnijās pieder pie nemainīgas jaudas slodzēm.
Slodzes nemainīgās jaudas īpašība ir ierobežota ar noteiktu ātruma izmaiņu diapazonu. Ja ātrums ir ļoti mazs mehāniskās izturības ierobežojumu dēļ, TL nevar bezgalīgi palielināties un pie maziem ātrumiem pārvēršas nemainīga griezes momenta īpašībā. Slodzes nemainīgās jaudas un nemainīgā griezes momenta apgabaliem ir būtiska ietekme uz pārvades shēmu izvēli. Kad motors atrodas nemainīgas plūsmas ātruma regulēšanā, maksimāli pieļaujamais izejas griezes moments paliek nemainīgs, kas pieder pie nemainīga griezes momenta ātruma regulēšanas; vājas magnētiskās ātruma regulēšanas gadījumā maksimāli pieļaujamais izejas griezes moments ir apgriezti proporcionāls ātrumam, kas pieder pie nemainīgas jaudas ātruma regulēšanas. Ja elektromotora nemainīgā griezes momenta un nemainīgās jaudas ātruma regulēšanas diapazons atbilst slodzes nemainīgā griezes momenta un nemainīgās jaudas diapazonam, t.i., "saskaņošanas" gadījumā gan elektromotora jauda, gan frekvences pārveidotāja jauda tiek samazināta līdz minimumam.
Pastāvīgas jaudas slodžu mehāniskās īpašības ir sarežģītas. Projektējot sistēmu, jāpievērš uzmanība tam, lai asinhronie motori nedarbinātos virs to sinhronā ātruma, pretējā gadījumā tas var izraisīt destruktīvas mehāniskas kļūmes. Frekvences pārveidotāja jauda parasti tiek ņemta aptuveni reizināta ar asinhronā motora jaudu.
Pastāvīga griezes momenta slodze
Pastāvīga griezes momenta slodzes gadījumā slodzes griezes moments TL nav atkarīgs no ātruma n. Pie jebkura ātruma slodzes griezes moments TL paliek nemainīgs vai gandrīz nemainīgs, un slodzes jauda palielinās lineāri, palielinoties slodzes ātrumam. Piemēram, berzes slodzes, piemēram, celtņi, konveijeri, iesmidzināšanas formēšanas mašīnas, maisītāji un pacēlāji, pieder pie nemainīga griezes momenta slodzēm. Frekvences pārveidotāju izmantošanas mērķis šādu slodžu kontrolei ir panākt iekārtu automatizāciju, uzlabot darba ražīgumu un uzlabot produktu kvalitāti.
Kad frekvences pārveidotājs darbina ar nemainīgu griezes momenta slodzi, izejas griezes momentam pie maza ātruma jābūt pietiekami lielam un ar pietiekamu pārslodzes jaudu, parasti 150% no nominālās strāvas. Ja nepieciešams ilgstoši darboties ar mazu ātrumu, jāņem vērā asinhrono motoru siltuma izkliedes jauda, lai izvairītos no pārmērīgas motoru temperatūras paaugstināšanās.
Projektējot sistēmu, uzmanība jāpievērš asinhrono motoru jaudas vai frekvences pārveidotāju jaudas atbilstošai palielināšanai. Frekvences pārveidotāja jauda parasti tiek ņemta kā asinhronā motora jaudas reizināts ar to.
2. Izvēlieties atbilstošu frekvences pārveidotāja vadības metodi, pamatojoties uz slodzes raksturlielumiem.
Papildus frekvences pārveidotāja ražošanas procesam ļoti svarīga ir arī frekvences pārveidotāja izmantotā vadības metode. Frekvences pārveidotāju vadības metodes galvenokārt iedala atvērtās cilpas vadībā un slēgtās cilpas vadībā. Atvērtās cilpas vadības metodei ir vienkārša struktūra un uzticama veiktspēja, taču tās ātruma regulēšanas precizitāte un dinamiskās reakcijas veiktspēja ir relatīvi zema; slēgtās cilpas vadības metode var veikt vadību reāllaikā, pamatojoties uz izmaiņām parametros, piemēram, plūsmas ātrumā, temperatūrā, pozīcijā, ātrumā, spiedienā utt. Tai ir ātra dinamiskā reakcija, taču dažreiz to ir grūti ieviest un tā ir dārga. Lietotājiem jāizvēlas atbilstošais vadības režīms atbilstoši savām vajadzībām, lai iegūtu nepieciešamās ātruma regulēšanas īpašības.
3. Izvēlieties frekvences pārveidotāja aizsargkonstrukciju, pamatojoties uz uzstādīšanas vidi
Izvēloties frekvences pārveidotāju, jāņem vērā uzstādīšanas vide, tostarp tādi faktori kā apkārtējās vides temperatūra, mitrums, putekļu saturs un kodīgas gāzes, kas ir cieši saistīti ar frekvences pārveidotāja ilgtermiņa un uzticamu darbību. Ja tā darbības apstākļus nevar ievērot, jāveic atbilstoši aizsardzības pasākumi.
Lielākā daļa frekvences pārveidotāju ražotāju lietotājiem piedāvā šādas izplatītas aizsargkonstrukcijas.
(1) Atvērtā tipa IP00, kas aizsargā cilvēka ķermeni no saskares ar frekvences pārveidotāja iekšpusē esošajām aktīvajām daļām no priekšpuses, ir piemērots uzstādīšanai uz ekrāniem, paneļiem un plauktiem elektriskās vadības skapjos vai elektriskajās telpās, īpaši vairāku frekvences pārveidotāju centralizētai lietošanai, taču tam ir augstas prasības uzstādīšanas videi.
(2) Slēgtajiem IP20 un IP21 frekvences pārveidotājiem ir korpusi, un tos var uzstādīt pie ēku sienām. Tie ir piemēroti lielākajai daļai iekštelpu uzstādīšanas vides ar minimālu putekļu daudzumu vai temperatūru un mitrumu.
(3) Slēgtie IP40 un IP42 ir piemēroti rūpnieciskām vietām ar sliktiem vides apstākļiem.
(4) Noslēgts IP54 un IP55, ar putekļu un ūdens necaurlaidīgām aizsargkonstrukcijām, piemērots rūpnieciskām vietām ar sliktiem vides apstākļiem, ūdens šļakatām, putekļiem un noteiktām kodīgām gāzēm.
Mainīgas frekvences ātruma regulēšanas sistēmas izvēlei būvlaukumā jābalstās uz faktiskajām procesa prasībām un pielietojuma scenārijiem. Jāizvērtē priekšrocības un trūkumi, un izvēlei jābūt saprātīgai un visaptverošai. Tikai pareizi un elastīgi izmantojot frekvences pārveidotāju, maiņstrāvas mainīgas frekvences ātruma regulēšanas sistēma var darboties droši un uzticami.