کاربرد گسترده مبدل‌های فرکانس در کنترل اتوماسیون صنعتی

تامین‌کنندگان تجهیزات پشتیبانی مبدل فرکانس به شما یادآوری می‌کنند که موتورهای الکتریکی منبع اصلی برق برای تجهیزات تولید صنعتی مدرن هستند. برای مدت طولانی، مشکلاتی مانند مصرف انرژی بالا، تنظیم سرعت بالا و پایداری ضعیف کنترل صنعتی موتورهای الکتریکی تأثیر قابل توجهی بر تولید صنعتی داشته است. کاربرد مبدل‌های فرکانس به طور مؤثر این مشکلات فنی موتورهای الکتریکی را حل کرده است. مبدل‌های فرکانس از فناوری میکروالکترونیک و فناوری تبدیل فرکانس برای تنظیم فرکانس و ولتاژ منبع تغذیه خروجی بر اساس نیاز واقعی موتور به ولتاژ منبع تغذیه در حین کار استفاده می‌کنند و برای دستیابی به تنظیم سرعت و صرفه‌جویی در انرژی، به قطع IGBT های داخلی متکی هستند.

۱. دسته‌بندی بار تهویه مطبوع

ساختمان‌های اداری، مراکز خرید و برخی از سوپرمارکت‌ها و کارخانه‌ها همگی دارای تهویه مطبوع مرکزی هستند که در اوج مصرف برق تابستان، برق زیادی مصرف می‌کنند. در هوای گرم، مصرف برق تهویه مطبوع در پکن، شانگهای و شنژن بیش از 40 درصد از اوج مصرف برق را تشکیل می‌دهد. بنابراین، استفاده از مبدل فرکانس برای راه‌اندازی پمپ تبرید، پمپ آب سرد و فن سیستم تهویه مطبوع، یک فناوری بسیار خوب برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی است. در حال حاضر، شرکت‌های زیادی در سراسر کشور در زمینه تهویه مطبوع با صرفه‌جویی در مصرف انرژی تخصص دارند که فناوری اصلی آنها تنظیم سرعت فرکانس متغیر مبدل‌های فرکانس برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی است.

۲. بار از نوع سنگ شکن

سنگ شکن ها و آسیاب های گلوله ای زیادی در معادن متالورژی و مصالح ساختمانی استفاده می شوند و تأثیر استفاده از تبدیل فرکانس برای چنین بارهایی قابل توجه است.

۳. بارهای زیاد کوره و کوره کلسیناسیون

پیش از این، کوره‌های دوار صنعتی بزرگ (مبدل‌ها) در متالورژی، مصالح ساختمانی، سود سوزآور و غیره عمدتاً از موتورهای DC، یکسوکننده، موتورهای لغزشی، تنظیم سرعت آبشاری یا تنظیم سرعت واحد فرکانس میانی استفاده می‌کردند. به دلیل استفاده از حلقه‌های لغزشی یا راندمان پایین در این روش‌های کنترل سرعت، بسیاری از واحدها در سال‌های اخیر کنترل فرکانس متغیر را اتخاذ کرده‌اند که به نتایج بسیار خوبی رسیده است.

۴. بار نوع کمپرسور

کمپرسورها نیز به دسته بارهای پرکاربرد تعلق دارند. کمپرسورهای فشار پایین به طور گسترده در بخش‌های مختلف صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالی که کمپرسورهای فشار بالا با ظرفیت بالا به طور گسترده در فولاد (مانند تغلیظ‌کننده‌های اکسیژن)، معدن، کود و اتیلن مورد استفاده قرار می‌گیرند. اتخاذ تنظیم سرعت فرکانس متغیر مزایایی مانند جریان شروع پایین، صرفه‌جویی در انرژی و عمر مفید بهینه تجهیزات را به همراه دارد.

۵. بار آسیاب نورد

در صنعت متالورژی، در گذشته، کارخانه‌های نورد بزرگ اغلب از مبدل‌های فرکانس AC-DC-AC استفاده می‌کردند. در سال‌های اخیر، مبدل‌های فرکانس AC-DC-AC مورد استفاده قرار گرفته‌اند و تبدیل AC کارخانه‌های نورد، به ویژه در کارخانه‌های نورد با بار سبک، به یک روند تبدیل شده است. به عنوان مثال، واحد نورد آلومینیوم چند پایه کارخانه محصولات آلومینیوم قومی نینگشیا از یک مبدل فرکانس جهانی برای برآورده کردن شروع بار با فرکانس پایین، عملکرد همزمان بین پایه‌ها، کنترل کشش ثابت و عملکرد ساده و قابل اعتماد استفاده می‌کند.

6. بار از نوع بالابر

بار نوع وینچ از تنظیم سرعت فرکانس متغیر استفاده می‌کند که پایدار و قابل اعتماد است. تجهیزات بالابر کوره بلند در کارخانه آهن، تجهیزات اصلی حمل مواد اولیه آهن‌سازی هستند. این تجهیزات به شروع و ترمز نرم، شتاب و کاهش سرعت یکنواخت و قابلیت اطمینان بالا نیاز دارند. روش اصلی اغلب از تنظیم سرعت آبشاری، DC یا مقاومت سری روتور استفاده می‌کرد که راندمان پایین و قابلیت اطمینان ضعیفی داشت. جایگزینی روش تنظیم سرعت فوق با مبدل فرکانس AC می‌تواند به نتایج ایده‌آلی دست یابد.

۷. بار نوع مبدل

بارهای نوع مبدل، که از تبدیل فرکانس AC به جای واحدهای DC استفاده می‌کنند، ساده، قابل اعتماد و با عملکرد پایدار هستند.

۸. بار از نوع غلتکی

بارهای غلتکی بیشتر در صنعت فولاد و متالورژی استفاده می‌شوند و کنترل تبدیل فرکانس موتور AC برای بهبود قابلیت اطمینان و پایداری تجهیزات اتخاذ می‌شود.

۹. بارهای پمپ

بارهای پمپ دارای تعداد زیاد و طیف وسیعی هستند، از جمله پمپ‌های آب، پمپ‌های نفت، پمپ‌های شیمیایی، پمپ‌های گل، پمپ‌های شن و ماسه و غیره. پمپ‌های کم‌فشار با ظرفیت کم و متوسط ​​و همچنین پمپ‌های پرفشار با ظرفیت زیاد وجود دارند.

بسیاری از شرکت‌های آب از تنظیم سرعت فرکانس متغیر برای پمپ‌های آب، پمپ‌های شیمیایی در صنایع شیمیایی و کود، پمپ‌های رفت و برگشتی و پمپ‌های گل در صنایعی مانند فلزات غیر آهنی استفاده می‌کنند که همگی نتایج بسیار خوبی دارند.

۱۰. بارهای جرثقیل و کامیون کمپرسی

جرثقیل‌ها، کامیون‌های کمپرسی و سایر بارها به گشتاور و پایداری بالا، حرکات مکرر رو به جلو و عقب و قابلیت اطمینان نیاز دارند. دستگاه‌های فرکانس متغیر می‌توانند جرثقیل‌ها و کامیون‌های کمپرسی را برای برآورده کردن این الزامات کنترل کنند.

۱۱. بار نوع دستگاه کشش سیم

دستگاه کشش سیم برای تولید سیم فولادی نیاز به تولید پرسرعت و پیوسته دارد. استحکام سیم فولادی 200 کیلوگرم بر میلی‌متر مربع است و سیستم کنترل سرعت نیاز به دقت بالا، پایداری بالا و همگام‌سازی دارد.

۱۲. حمل بارهای وسایل نقلیه

استفاده از فناوری تبدیل فرکانس در وسایل نقلیه بارگیری زغال سنگ خام معدن زغال سنگ یا وسایل نقلیه حمل و نقل آب کارخانه فولاد بسیار مؤثر است. شروع و توقف سریع، ظرفیت بارگذاری قوی، چرخش انعطاف پذیر به جلو و عقب، دستیابی به سطح زغال سنگ صاف و وزن صحیح (بدون بارگذاری بیش از حد یا ناکافی)، اساساً بدون عملیات دستی، بهبود راندمان تولید زغال سنگ خام و صرفه جویی در مصرف برق.

۱۳. آسانسورها، وسایل نقلیه توریستی مرتفع و سایر انواع بارها

با توجه به اینکه آسانسورها وسایل نقلیه سرنشین‌دار هستند، لازم است که سیستم کشش بسیار قابل اعتماد باشد و شتاب‌گیری، کاهش سرعت و چرخش رو به جلو/عقب مکرر مورد نیاز است. بهبود ویژگی‌های دینامیکی و قابلیت اطمینان آسانسور نه تنها حس ایمنی، راحتی و کارایی سفر با آسانسور را افزایش می‌دهد، بلکه ایمنی، راحتی و کارایی کلی مسافران آسانسور را نیز افزایش می‌دهد. در گذشته، تنظیم سرعت آسانسور عمدتاً DC بود، اما در سال‌های اخیر، چه در ژاپن و چه در آلمان، به تدریج به تنظیم سرعت فرکانس متغیر موتور AC تغییر یافته است. بسیاری از کارخانه‌های آسانسور در کشور ما برای تجهیز آسانسورها به تنظیم سرعت فرکانس متغیر رقابت می‌کنند. شانگهای میتسوبیشی، گوانگژو هیتاچی، چینگدائو فوجی، تیانجین اوتیس و دیگران همگی از تنظیم سرعت فرکانس متغیر AC استفاده می‌کنند. بسیاری از آسانسورهای تولید شده قبلی نیز تحت بازسازی تبدیل فرکانس قرار گرفته‌اند.

۱۴. بار نوع فیدر

در صنایعی مانند متالورژی، برق، زغال سنگ و مهندسی شیمی، فیدرهای بی‌شماری وجود دارد. چه فیدرهای دیسکی و چه فیدرهای ارتعاشی، استفاده از تنظیم سرعت فرکانس متغیر تأثیر قابل توجهی دارد. فیدرهای دیسکی خط تولید اسید سولفوریک در کارخانه رنگ شرکت جیهوا در ابتدا برای تنظیم سرعت لغزشی طراحی شده بودند، با گشتاور فرکانس پایین، نقص‌های مکرر و توقف‌های مکرر. پس از اتخاذ تنظیم سرعت تبدیل فرکانس، به دلیل ناهمزمان بودن، قابلیت اطمینان بالا، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و مهمتر از همه، با فرستنده دما به صورت حلقه بسته عمل می‌کنند تا دقت حمل و نقل مواد را تضمین کنند، به طوری که به دلیل گرمای بیش از حد حمل و نقل اکسیدان، باعث ایجاد حوادث نشوند و نظم تولید را تضمین کنند.