De leverancier van de energieterugkoppelingsunit herinnert u eraan dat de juiste keuze van frequentieomvormers zeer belangrijk is voor de normale werking van het transmissieregelsysteem van mechanische apparatuur, om onnodige verliezen te voorkomen die worden veroorzaakt door onderhoud aan de frequentieomvormer als gevolg van een onjuiste selectie. Ten eerste moet het doel van de selectie van een frequentieomvormer duidelijk worden gedefinieerd. Ten tweede moet de juiste frequentieomvormer worden geselecteerd op basis van het type apparatuur, de belastingskarakteristieken, het snelheidsbereik, de regelmodus, de gebruiksomgeving, de beschermende structuur en andere vereisten. Op deze manier worden zowel productietechnologische als economische voordelen behaald.
1. Belastingskoppelkarakteristieken van mechanische apparatuur
In de praktijk worden productiemachines vaak onderverdeeld in drie typen op basis van de verschillende belastings-koppelkarakteristieken: constante koppelbelasting, constante vermogensbelasting en gereduceerde koppelkarakteristiek. Bij de keuze van een frequentieregelaar moeten de belastingskarakteristieken uiteraard de basis vormen.
Verminder de koppelkarakteristieke belasting
Bij verschillende ventilatoren, waterpompen en hydraulische pompen is de weerstand die lucht of vloeistof genereert tijdens het draaien van de waaier binnen een bepaald snelheidsbereik ongeveer evenredig met de tweede macht van de snelheid, verandert het koppel met de tweede macht van de snelheid en verandert het belastingsvermogen evenredig met de derde macht van de snelheid. Dit type belasting wordt een gereduceerde koppelbelasting genoemd.
Constante vermogensbelasting
Kenmerkend voor dit type belasting is dat het benodigde koppel TL ongeveer omgekeerd evenredig is met het toerental n. Naarmate het motortoerental afneemt, neemt het uitgangskoppel van de belasting juist toe. Dat wil zeggen dat binnen het toerentalbereik het koppel groter is bij lage toerentallen en kleiner bij hoge toerentallen, terwijl het uitgangsvermogen van de motor onveranderd blijft. De spindel van metaalsnijmachines, walsmachines, papiermachines, wikkelmachines, afwikkelmachines, enz. in folieproductielijnen behoren allemaal tot de constantvermogens.
De constante vermogenseigenschap van een belasting is beperkt tot een bepaald bereik van snelheidsveranderingen. Wanneer de snelheid erg laag is, kan TL, vanwege de beperking van de mechanische sterkte, niet oneindig toenemen en verandert deze bij lage snelheden in een constant koppel. De constante vermogens- en constante koppelgebieden van de belasting hebben een aanzienlijke invloed op de keuze van transmissieschema's. Wanneer de motor zich in een toerentalregeling met constante flux bevindt, blijft het maximaal toegestane uitgangskoppel ongewijzigd, wat hoort bij toerentalregeling met constant koppel; bij zwakke magnetische toerentalregeling is het maximaal toegestane uitgangskoppel omgekeerd evenredig met het toerental, wat hoort bij toerentalregeling met constant vermogen. Als het bereik van de toerentalregeling met constant koppel en constant vermogen van de elektromotor consistent is met het bereik van het constante koppel en het constante vermogen van de belasting, dat wil zeggen in het geval van "matching", worden zowel de capaciteit van de elektromotor als de capaciteit van de frequentieomvormer geminimaliseerd.
De mechanische eigenschappen van constante vermogensbelastingen zijn complex. Bij het ontwerp van het systeem moet erop worden gelet dat asynchrone motoren niet sneller draaien dan hun synchrone snelheid, anders kunnen er destructieve mechanische storingen optreden. De capaciteit van een frequentieregelaar wordt meestal berekend als ongeveer maal de capaciteit van een asynchrone motor.
Constante koppelbelasting
Bij een belasting met constant koppel is het belastingskoppel TL onafhankelijk van het toerental n. Bij elk toerental blijft het belastingskoppel TL constant of vrijwel constant, en neemt het belastingsvermogen lineair toe met de toename van het toerental. Wrijvingsbelastingen zoals kranen, transportbanden, spuitgietmachines, mengers en hijswerktuigen behoren bijvoorbeeld allemaal tot belastingen met constant koppel. Het gebruik van frequentieregelaars voor het regelen van dergelijke belastingen is bedoeld om apparatuur te automatiseren, de arbeidsproductiviteit te verbeteren en de productkwaliteit te verbeteren.
Wanneer de frequentieomvormer een belasting met een constant koppel aandrijft, moet het uitgangskoppel bij lage toerentallen groot genoeg zijn en voldoende overbelastbaarheid hebben, doorgaans 150% van de nominale stroom. Indien het nodig is om gedurende langere tijd constant op lage toerentallen te werken, moet rekening worden gehouden met de warmteafvoercapaciteit van asynchrone motoren om overmatige temperatuurstijging van de motoren te voorkomen.
Bij het ontwerp van het systeem moet aandacht worden besteed aan het op passende wijze verhogen van de capaciteit van asynchrone motoren of het verhogen van de capaciteit van frequentieomvormers. De capaciteit van een frequentieomvormer wordt over het algemeen genomen als maal de capaciteit van een asynchrone motor.
2. Selecteer een geschikte regelmethode voor de frequentieomvormer op basis van de belastingskarakteristieken
Naast het productieproces van de frequentieomvormer is ook de besturingsmethode die de frequentieomvormer gebruikt van groot belang. De besturingsmethoden van frequentieomvormers worden hoofdzakelijk onderverdeeld in open-loop-regeling en closed-loop-regeling. De open-loop-regeling heeft een eenvoudige structuur en betrouwbare prestaties, maar de nauwkeurigheid van de snelheidsregeling en de dynamische respons zijn relatief laag. De closed-loop-regeling kan realtime regelen op basis van veranderingen in parameters zoals debiet, temperatuur, positie, snelheid, druk, enz. Deze methode heeft een snelle dynamische respons, maar is soms moeilijk te implementeren en kostbaar. Gebruikers moeten de juiste besturingsmodus kiezen op basis van hun eigen behoeften om de gewenste snelheidsregeling te verkrijgen.
3. Selecteer de beschermende structuur van de frequentieomvormer op basis van de installatieomgeving
Bij de keuze van een frequentieregelaar moet rekening worden gehouden met de installatieomgeving, met inbegrip van factoren zoals omgevingstemperatuur, vochtigheid, stofgehalte en corrosieve gassen. Deze factoren zijn nauw verbonden met de langdurige en betrouwbare werking van de frequentieregelaar. Indien niet aan de bedrijfsomstandigheden kan worden voldaan, moeten passende beschermende maatregelen worden genomen.
De meeste fabrikanten van frequentieomvormers bieden de volgende algemene beschermende structuren waaruit gebruikers kunnen kiezen.
(1) Het open type IP00 beschermt het menselijk lichaam tegen aanraking van de spanningvoerende delen in de frequentieomvormer vanaf de voorkant. Het is geschikt voor installatie op schermen, panelen en rekken in elektrische schakelkasten of elektrische ruimten, met name voor gecentraliseerd gebruik van meerdere frequentieomvormers. Er worden echter hoge eisen gesteld aan de installatieomgeving.
(2) De IP20- en IP21-frequentieomvormers zijn voorzien van een behuizing en kunnen aan de muur in gebouwen worden gemonteerd. Ze zijn geschikt voor de meeste binnenomgevingen met minimale stofontwikkeling, temperatuur en vochtigheid.
(3) Afgedichte IP40- en IP42-klassen zijn geschikt voor industriële locaties met slechte omgevingsomstandigheden.
(4) Afgedicht IP54 en IP55, met stof- en waterdichte beschermende structuren, geschikt voor industriële locaties met slechte omgevingsomstandigheden, waternevel, stof en bepaalde corrosieve gassen.
De keuze voor een systeem voor variabele frequentieregeling op de bouwplaats moet gebaseerd zijn op de werkelijke procesvereisten en toepassingsscenario's. De voor- en nadelen moeten worden afgewogen en de keuze moet redelijk en uitgebreid zijn. Alleen door de frequentieomvormer correct en flexibel te gebruiken, kan het AC-systeem voor variabele frequentieregeling veilig en betrouwbaar werken.