Поставщик блока обратной связи по энергии напоминает, что правильный выбор преобразователей частоты крайне важен для нормальной работы системы управления приводом механического оборудования, чтобы избежать ненужных потерь, связанных с обслуживанием преобразователя частоты из-за неправильного выбора. Во-первых, необходимо четко определить цель выбора преобразователя частоты. Во-вторых, подходящий преобразователь частоты следует выбирать с учетом типа оборудования, нагрузочных характеристик, диапазона скоростей, режима управления, условий эксплуатации, защитной конструкции и других требований. Таким образом, достигается как производственный, так и экономический эффект.
1. Характеристики момента нагрузки механического оборудования
На практике производственное оборудование часто делится на три типа в зависимости от характеристик момента нагрузки: нагрузка с постоянным моментом, нагрузка с постоянной мощностью и нагрузка с пониженным моментом. При выборе преобразователя частоты, естественно, нагрузочная характеристика должна быть основой.
Уменьшить крутящий момент характеристики нагрузки
В различных вентиляторах, водяных и гидравлических насосах сопротивление, создаваемое воздухом или жидкостью при вращении рабочего колеса в определённом диапазоне скоростей, примерно пропорционально второй степени скорости, крутящий момент изменяется пропорционально второй степени скорости, а мощность нагрузки — пропорционально третьей степени скорости. Такой тип нагрузки называется нагрузкой с уменьшенным крутящим моментом.
Постоянная мощность нагрузки
Характерной особенностью этого типа нагрузки является то, что требуемый крутящий момент TL примерно обратно пропорционален скорости вращения n. С уменьшением скорости вращения двигателя выходной крутящий момент нагрузки фактически увеличивается. То есть, в пределах диапазона скоростей крутящий момент больше на низких скоростях и меньше на высоких, при этом выходная мощность двигателя остаётся неизменной. Шпиндели металлорежущих станков, прокатных станов, бумагоделательных машин, намоточных и размоточных машин и т. д. в линиях по производству плёнки относятся к нагрузкам постоянной мощности.
The constant power property of a load is limited to a certain range of speed changes. When the speed is very low, due to the limitation of mechanical strength, TL cannot increase infinitely and transforms into a constant torque property at low speeds. The constant power and constant torque regions of the load have a significant impact on the selection of transmission schemes. When the motor is in constant flux speed regulation, the maximum allowable output torque remains unchanged, which belongs to constant torque speed regulation; In weak magnetic speed regulation, the maximum allowable output torque is inversely proportional to the speed, which belongs to constant power speed regulation. If the range of constant torque and constant power speed regulation of the electric motor is consistent with the range of constant torque and constant power of the load, that is, in the case of "matching", the capacity of the electric motor and the capacity of the frequency converter are both minimized.
The mechanical characteristics of constant power loads are complex. When designing the system, attention should be paid to not operating asynchronous motors beyond their synchronous speed, otherwise it may cause destructive mechanical failures. The capacity of a frequency converter is usually taken as approximately times the capacity of an asynchronous motor.
Constant torque load
In a constant torque load, the load torque TL is independent of the speed n. At any speed, the load torque TL remains constant or almost constant, and the load power increases linearly with the increase of load speed. For example, friction loads such as cranes, conveyors, injection molding machines, mixers, and hoists all belong to constant torque loads. The purpose of using frequency converters to control such loads is to achieve equipment automation, improve labor productivity, and enhance product quality.
When the frequency converter drives a constant torque load, the output torque at low speed should be large enough and have sufficient overload capacity, usually 150% of the rated current. If it is necessary to operate steadily at low speeds for a long time, the heat dissipation capacity of asynchronous motors should be considered to avoid excessive temperature rise of the motors.
When designing the system, attention should be paid to appropriately increasing the capacity of asynchronous motors or increasing the capacity of frequency converters. The capacity of a frequency converter is generally taken as~times the capacity of an asynchronous motor.
2. Select an appropriate control method for the frequency converter based on the load characteristics
Помимо процесса изготовления преобразователя частоты, большое значение имеет и метод управления, используемый преобразователем частоты. Методы управления преобразователями частоты в основном делятся на управление с разомкнутым и замкнутым контуром. Метод управления с разомкнутым контуром отличается простой структурой и надежной работой, но его точность регулирования скорости и динамические характеристики относительно низкие; метод управления с замкнутым контуром позволяет осуществлять управление в режиме реального времени на основе изменений таких параметров, как расход, температура, положение, скорость, давление и т. д. Он обеспечивает быстрый динамический отклик, но иногда его сложно реализовать и он дорогой. Пользователи должны выбирать соответствующий режим управления в соответствии со своими потребностями, чтобы получить требуемые характеристики регулирования скорости.
3. Выберите защитную конструкцию преобразователя частоты в зависимости от условий установки.
При выборе преобразователя частоты следует учитывать условия окружающей среды, включая такие факторы, как температура окружающей среды, влажность, запыленность и наличие коррозионных газов, которые тесно связаны с долговременной и надежной работой преобразователя частоты. Если условия его эксплуатации не могут быть соблюдены, необходимо принять соответствующие меры защиты.
Большинство производителей преобразователей частоты предоставляют пользователям на выбор следующие распространенные защитные конструкции.
(1) Открытый тип IP00, который защищает тело человека от прикосновения к токоведущим частям внутри преобразователя частоты спереди, подходит для установки на экранах, панелях и стойках в электрических шкафах управления или электропомещениях, особенно для централизованного использования нескольких преобразователей частоты, но он предъявляет высокие требования к среде установки.
(2) Преобразователи частоты IP20 и IP21 имеют защитный кожух и могут монтироваться на стену в зданиях. Они подходят для большинства условий установки внутри помещений с минимальным содержанием пыли, температурой и влажностью.
(3) Герметичные исполнения IP40 и IP42 подходят для промышленных объектов с неблагоприятными условиями окружающей среды.
(4) Герметичность IP54 и IP55, пыле- и водонепроницаемая защитная конструкция, подходит для промышленных объектов с неблагоприятными условиями окружающей среды, наличием водяных брызг, пыли и некоторых едких газов.
Выбор системы частотного регулирования скорости на строительной площадке должен основываться на реальных технологических требованиях и условиях эксплуатации. Необходимо взвесить все преимущества и недостатки, а выбор должен быть обоснованным и всесторонним. Только правильное и гибкое использование преобразователя частоты обеспечивает безопасную и надежную работу системы частотного регулирования скорости переменного тока.