تأمینکننده واحد ترمز مبدل فرکانس به شما یادآوری میکند که با ارتقاء و توسعه اتوماسیون صنعتی، کاربرد مبدلهای فرکانس روز به روز گستردهتر میشود. تنظیم سرعت تبدیل فرکانس به عنوان یکی از روشهای ایدهآل و امیدوارکننده تنظیم سرعت شناخته شده است. هدف اصلی استفاده از مبدل فرکانس جهانی برای تشکیل سیستم انتقال تنظیم سرعت تبدیل فرکانس، بهبود بهرهوری و کیفیت محصول است؛ هدف دوم، صرفهجویی در مصرف انرژی و کاهش هزینههای تولید است. در این فرآیند، مهارتهای استفاده از مبدلهای فرکانس از اهمیت ویژهای برخوردار است.
برای جلوگیری از تداخل، باید از سیمهای محافظ برای خطوط سیگنال و کنترل استفاده شود. وقتی طول خط کوتاه است، مثلاً وقتی فاصله ۱۰۰ متر افزایش مییابد، سطح مقطع سیم باید بزرگتر شود. خطوط سیگنال و کنترل نباید در همان ترانشه کابل یا پل خطوط برق قرار گیرند تا از تداخل متقابل جلوگیری شود. برای تناسب بهتر، بهتر است آنها را در کانال قرار دهید.
سیگنالهای انتقال 02 عمدتاً مبتنی بر سیگنالهای جریان هستند، زیرا سیگنالهای جریان به راحتی تضعیف یا تداخل نمیشوند. در کاربردهای عملی، خروجی سیگنال توسط حسگرها یک سیگنال ولتاژ است که میتواند از طریق یک مبدل به سیگنال جریان تبدیل شود.
03 کنترل حلقه بسته مبدل فرکانس عموماً مثبت است، به این معنی که سیگنال ورودی بزرگ است و خروجی نیز بزرگ است (مانند عملکرد خنککننده تهویه مطبوع مرکزی و فشار کلی، جریان، کنترل دما و غیره). اما یک اثر معکوس نیز وجود دارد، یعنی وقتی سیگنال ورودی بزرگ است، خروجی نسبتاً کوچک است (مانند زمانی که تهویه مطبوع مرکزی روی گرمایش و پمپ آب گرم گرمایش در ایستگاه گرمایش کار میکند).
هنگام استفاده از سیگنالهای فشار در کنترل حلقه بسته، از سیگنالهای جریان استفاده نکنید. دلیل این امر این است که سنسورهای سیگنال فشار قیمت پایین، نصب آسان، حجم کار کم و اشکالزدایی راحت دارند. با این حال، اگر در فرآیند نیاز به نسبت جریان وجود داشته باشد و دقت مورد نیاز باشد، باید یک کنترلکننده جریان انتخاب شود و فلومترهای مناسب (مانند الکترومغناطیسی، تارگت، ورتکس، اوریفیس و غیره) بر اساس فشار واقعی، دبی جریان، دما، سیال، سرعت و غیره انتخاب شوند.
توابع PLC و PID داخلی مبدل فرکانس 05 برای سیستمهایی با نوسانات سیگنال کوچک و پایدار مناسب هستند. با این حال، به دلیل اینکه توابع PLC و PID داخلی فقط ثابت زمانی را در حین کار تنظیم میکنند، دستیابی به الزامات فرآیند انتقال رضایتبخش دشوار است و اشکالزدایی آن زمانبر است.
علاوه بر این، این نوع تنظیم هوشمند نیست، بنابراین معمولاً زیاد مورد استفاده قرار نمیگیرد. در عوض، یک تنظیمکننده PID هوشمند خارجی انتخاب میشود. هنگام استفاده، کافیست SV (مقدار حد بالا) را تنظیم کنید و در حین کار، یک نشانگر PV (مقدار عملیاتی) وجود دارد. همچنین هوشمند است و بهترین شرایط فرآیند انتقال را تضمین میکند و آن را برای استفاده ایدهآل میکند. در مورد PLC، میتوان برندهای مختلف PLC های خارجی را با توجه به ماهیت، تعداد نقاط، کمیت دیجیتال، کمیت آنالوگ، پردازش سیگنال و سایر الزامات کمیت کنترل انتخاب کرد.
مبدل سیگنال 06 همچنین اغلب در مدارهای جانبی مبدلهای فرکانس، که معمولاً از عناصر هال و مدارهای الکترونیکی تشکیل شدهاند، استفاده میشود. بر اساس روشهای تبدیل و پردازش سیگنال، میتوان آن را به مبدلهای مختلفی مانند ولتاژ به جریان، جریان به ولتاژ، DC به AC، AC به DC، ولتاژ به فرکانس، جریان به فرکانس، یک ورودی چند خروجی، چند ورودی یک خروجی، برهمنهی سیگنال، تقسیم سیگنال و غیره تقسیم کرد. به عنوان مثال، حسگرها/فرستندههای ایزولاسیون الکتریکی سری Saint Seil CE-T در شنژن برای استفاده بسیار مناسب هستند. محصولات مشابه زیادی در چین وجود دارد و کاربران میتوانند کاربردهای خود را با توجه به نیاز خود انتخاب کنند.
هنگام استفاده از مبدل فرکانس 07، اغلب لازم است که آن را به مدارهای جانبی مجهز کنید، که میتواند به روشهای زیر انجام شود:
(1) یک مدار منطقی عملکردی متشکل از رلههای خودساخته و سایر اجزای کنترلی؛
(2) مدارهای خارجی آماده برای واحد را خریداری کنید؛
(3) یک لوگوی کنترلکنندهی قابل برنامهریزی ساده انتخاب کنید؛
(4) هنگام استفاده از عملکردهای مختلف مبدل فرکانس، میتوان کارتهای عملکرد را انتخاب کرد.
(5) کنترلکنندههای قابل برنامهریزی کوچک و متوسط را انتخاب کنید.
دو طرح رایج برای تبدیل فرکانس در فناوری تبدیل برای تامین آب با فشار موازی و ثابت با چندین پمپ آب (مانند پمپهای آب تمیز در تاسیسات آب شهری، ایستگاههای پمپاژ آب متوسط و بزرگ، ایستگاههای مرکز تامین آب گرم و غیره) وجود دارد:
(1) در سرمایهگذاری اولیه صرفهجویی کنید، اما اثر صرفهجویی در انرژی ضعیف است. هنگام شروع، ابتدا مبدل فرکانس را روی 50 هرتز شروع کنید، سپس فرکانس برق را شروع کنید و سپس به کنترل صرفهجویی در انرژی بروید. در سیستم آبرسانی، فقط پمپ آب که توسط مبدل فرکانس هدایت میشود، فشار کمی پایینتری دارد و در سیستم تلاطم و تلفات وجود دارد.
(2) سرمایهگذاری نسبتاً زیاد است، اما 20٪ انرژی بیشتری نسبت به طرح (1) صرفهجویی میکند. فشار پمپ یوانتای ثابت است، هیچ گونه تلاطمی وجود ندارد و اثر آن بهتر است.
وقتی چندین پمپ آب به صورت موازی برای تامین آب با فشار ثابت متصل میشوند، از روش اتصال سری سیگنال تنها با یک سنسور استفاده میشود که مزایای زیر را دارد:
(1) در هزینهها صرفهجویی کنید. فقط یک مجموعه حسگر و PID.
(2) از آنجا که فقط یک سیگنال کنترل وجود دارد، فرکانس خروجی ثابت است، یعنی همان فرکانس، بنابراین فشار نیز ثابت است و هیچ گونه تلفات آشفتگی وجود ندارد.
(3) هنگام تأمین آب با فشار ثابت، تعداد پمپهای در حال کار توسط PLC با تغییر نرخ جریان کنترل میشود. حداقل 1 واحد، برای مقادیر متوسط 2 واحد و برای مقادیر بیشتر 3 واحد مورد نیاز است. هنگامی که مبدل فرکانس کار نمیکند و متوقف میشود، سیگنال مدار (جریان) در مسیر است (سیگنالی در حال ورود است، اما ولتاژ یا فرکانس خروجی وجود ندارد).
(4) مزیت بیشتر این است که چون سیستم فقط یک سیگنال کنترلی دارد، حتی اگر سه پمپ در ورودیهای مختلف قرار گیرند، فرکانس کاری یکسان است (یعنی هماهنگ شده است) و فشار نیز یکسان است، بنابراین تلفات آشفتگی صفر است، یعنی تلفات به حداقل میرسد، بنابراین اثر صرفهجویی در انرژی بهترین است.
کاهش فرکانس پایه، موثرترین راه برای افزایش گشتاور راه اندازی است.
این به دلیل افزایش قابل توجه گشتاور شروع است، بنابراین برخی از تجهیزات دشوار برای شروع مانند اکسترودرها، ماشینهای تمیزکننده، خشککنهای چرخشی، میکسرها، ماشینهای پوششدهی، میکسرها، فنهای بزرگ، پمپهای آب، دمندههای روتس و غیره، همگی میتوانند به راحتی شروع شوند. این روش مؤثرتر از افزایش فرکانس شروع برای شروع است. با استفاده از این روش و ترکیب آن با اقدامات تغییر از بار سنگین به بار سبک، میتوان حفاظت جریان را به حداکثر مقدار افزایش داد و تقریباً همه تجهیزات را میتوان شروع کرد. بنابراین، کاهش فرکانس پایه برای افزایش گشتاور شروع، روشی مؤثر و راحت است.
هنگام اعمال این شرط، فرکانس پایه لزوماً نباید به ۳۰ هرتز کاهش یابد. میتوان آن را به تدریج هر ۵ هرتز کاهش داد، تا زمانی که فرکانس حاصل از کاهش بتواند سیستم را روشن کند.
حد پایین فرکانس پایه نباید کمتر از 30 هرتز باشد. از دیدگاه گشتاور، هر چه حد پایین پایینتر باشد، گشتاور بیشتر است. با این حال، باید در نظر داشت که وقتی ولتاژ خیلی سریع افزایش مییابد و du/dt دینامیکی خیلی بزرگ است، ممکن است IGBT آسیب ببیند. نتیجه استفاده واقعی این است که این اقدام افزایش گشتاور میتواند با خیال راحت و با اطمینان در زمانی که فرکانس از 50 هرتز به 30 هرتز کاهش مییابد، استفاده شود.
برخی افراد نگران این هستند که مثلاً وقتی فرکانس پایه به 30 هرتز کاهش مییابد، ولتاژ از قبل به 380 ولت رسیده باشد. بنابراین، وقتی عملکرد عادی ممکن است نیاز به رسیدن به 50 هرتز داشته باشد، آیا ولتاژ خروجی باید به 380 ولت جهش کند تا موتور نتواند آن را تحمل کند؟ پاسخ این است که چنین پدیدهای رخ نخواهد داد.
برخی افراد نگران این هستند که اگر ولتاژ به ۳۸۰ ولت برسد وقتی فرکانس پایه به ۳۰ هرتز کاهش مییابد، عملکرد عادی ممکن است برای رسیدن به فرکانس نامی ۵۰ هرتز، نیاز به فرکانس خروجی ۵۰ هرتز داشته باشد. پاسخ این است که فرکانس خروجی قطعاً میتواند به ۵۰ هرتز برسد.
رابطه بین فشار دینامیکی، فشار استاتیکی و فشار کل به صورت زیر است:
فشار استاتیک، فشار (هد) مورد نیاز در خروجی پمپ آب تا بالاترین نقطه است که معمولاً ۱ کیلوگرم فشار آب به ازای هر ۱۰ متر ستون آب است.
فشار دینامیکی، افت فشاری است که در اثر اختلاف سرعت جریان بین مایع و دیواره لوله، شیرها (شیرهای تنظیم، شیرهای برگشت، شیرهای کاهش فشار و غیره) و لایههای مختلف یک مقطع در طول فرآیند جریان آب ایجاد میشود. محاسبه این بخش دشوار است و بر اساس تجربه واقعی، فشار دینامیکی 20٪ (حداکثر) مقدار فشار استاتیک فرض میشود.
فشار کل = (فشار استاتیک + فشار دینامیک) = ۱.۲ فشار استاتیک.
فرکانس حد پایین پمپ آب باید حدود 30 هرتز تنظیم شود، در غیر این صورت تخلیه آب در لوله بسته به راحتی انجام میشود. به دلیل مقدار زیاد هوای حل شده در آب، هنگام روشن شدن پمپ آب، به راحتی میتوان محفظه هوا ایجاد کرد که خطر فشار بالا را به همراه دارد.
معرفی ۱۲ امتیاز تجربه و ارزش اقتصادی به شرح زیر است:
استفاده از مبدلهای فرکانس برای دستگاههای مختلف جهت دستیابی به صرفهجویی در مصرف برق امکانپذیر است، که این امر توسط بسیاری از موارد عملی موفق تأیید شده است.
ارزش تجربه نسبتاً محافظهکارانه است و سطح بالایی از ثروت را داراست، نه اقتصادیترین، و پتانسیل بهرهبرداری دارد. هنگام استفاده از ارزشهای تجربه، آنها باید مطابق با شرایط واقعی سایت مرتب شوند و باید تغییرات خاصی در پارامترهای عملیاتی ایجاد شود، با شرط حد پایین که بر استفاده عادی تأثیر نگذارد. این یک پیشنیاز برای دستیابی به صرفهجویی در مصرف انرژی است.
ارزش اقتصادی بر اساس اصل برآورده کردن شرایط حد پایین سیستم، کاهش متوسط ارزش تجربی و بررسی پتانسیل دستیابی به اثرات صرفهجویی در انرژی است. اگر پارامترهای عملیاتی بدون تغییر باقی بمانند، چگونه میتوان به صرفهجویی در انرژی دست یافت؟ علاوه بر این، خود مبدل فرکانس یک دستگاه تولید انرژی (ژنراتور، باتری، انرژی خورشیدی) نیست و راندمان آن بسیار بالا است و از ۹۷٪ تا ۹۸٪ متغیر است، اما هنوز ۲٪ تا ۳٪ تلفات وجود دارد.