ผู้จัดจำหน่ายชุดป้อนกลับพลังงานขอเตือนคุณว่าการเลือกตัวแปลงความถี่ที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานปกติของระบบควบคุมการส่งกำลังของอุปกรณ์เครื่องกล เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียที่ไม่จำเป็นที่เกิดจากการบำรุงรักษาตัวแปลงความถี่อันเนื่องมาจากการเลือกที่ไม่ถูกต้อง ประการแรก ควรกำหนดวัตถุประสงค์ในการเลือกตัวแปลงความถี่ให้ชัดเจน ประการที่สอง ควรเลือกตัวแปลงความถี่ที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากประเภทของอุปกรณ์ ลักษณะของโหลด ช่วงความเร็ว โหมดควบคุม สภาพแวดล้อมการใช้งาน โครงสร้างป้องกัน และข้อกำหนดอื่นๆ ด้วยวิธีนี้ เป้าหมายคือการบรรลุทั้งเทคโนโลยีการผลิตและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ
1. ลักษณะแรงบิดโหลดของอุปกรณ์เครื่องกล
ในทางปฏิบัติ เครื่องจักรการผลิตมักแบ่งออกเป็นสามประเภทตามลักษณะแรงบิดโหลดที่แตกต่างกัน ได้แก่ โหลดแรงบิดคงที่ โหลดกำลังคงที่ และโหลดลักษณะแรงบิดลดลง เมื่อเลือกตัวแปลงความถี่ ลักษณะของโหลดควรเป็นพื้นฐาน
ลดภาระลักษณะแรงบิด
ในพัดลม ปั๊มน้ำ และปั๊มไฮดรอลิกต่างๆ เมื่อใบพัดหมุน ความต้านทานที่เกิดจากอากาศหรือของเหลวในช่วงความเร็วที่กำหนดจะแปรผันตามกำลังสองของความเร็ว แรงบิดจะแปรผันตามกำลังสองของความเร็ว และกำลังโหลดจะแปรผันตามกำลังสามของความเร็ว โหลดประเภทนี้เรียกว่าโหลดแรงบิดต่ำ
โหลดพลังงานคงที่
ลักษณะเฉพาะของโหลดประเภทนี้คือแรงบิดที่ต้องการ TL จะแปรผกผันโดยประมาณกับความเร็ว n เมื่อความเร็วมอเตอร์ลดลง แรงบิดขาออกของโหลดจะเพิ่มขึ้น กล่าวคือ ภายในช่วงความเร็ว แรงบิดจะมากขึ้นที่ความเร็วต่ำและน้อยลงที่ความเร็วสูง ในขณะที่กำลังขาออกของมอเตอร์ยังคงเท่าเดิม แกนหมุนของเครื่องมือตัดโลหะ โรงงานรีดโลหะ เครื่องจักรผลิตกระดาษ เครื่องม้วนโลหะ เครื่องคลายโลหะ ฯลฯ ในสายการผลิตฟิล์ม ล้วนมีโหลดกำลังคงที่
คุณสมบัติกำลังไฟฟ้าคงที่ของโหลดถูกจำกัดอยู่ที่ช่วงการเปลี่ยนแปลงความเร็วที่กำหนด เมื่อความเร็วต่ำมาก เนื่องจากข้อจำกัดด้านความแข็งแรงเชิงกล TL ไม่สามารถเพิ่มขึ้นอย่างไม่มีที่สิ้นสุดและเปลี่ยนเป็นคุณสมบัติแรงบิดคงที่ที่ความเร็วต่ำ ช่วงกำลังไฟฟ้าคงที่และแรงบิดคงที่ของโหลดมีผลกระทบอย่างมากต่อการเลือกรูปแบบการส่งกำลัง เมื่อมอเตอร์อยู่ในการควบคุมความเร็วฟลักซ์คงที่ แรงบิดเอาต์พุตสูงสุดที่อนุญาตจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการควบคุมความเร็วแรงบิดคงที่ ในการควบคุมความเร็วแม่เหล็กอ่อน แรงบิดเอาต์พุตสูงสุดที่อนุญาตจะแปรผกผันกับความเร็ว ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการควบคุมความเร็วกำลังไฟฟ้าคงที่ หากช่วงแรงบิดคงที่และการควบคุมความเร็วกำลังไฟฟ้าคงที่ของมอเตอร์ไฟฟ้าสอดคล้องกับช่วงแรงบิดคงที่และกำลังไฟฟ้าคงที่ของโหลด นั่นคือในกรณีของ "การจับคู่" ความจุของมอเตอร์ไฟฟ้าและความจุของตัวแปลงความถี่จะลดลง
ลักษณะทางกลของโหลดกำลังคงที่มีความซับซ้อน เมื่อออกแบบระบบ ควรใส่ใจกับการไม่ให้มอเตอร์อะซิงโครนัสทำงานเกินความเร็วซิงโครนัส มิฉะนั้นอาจทำให้เกิดความเสียหายทางกลที่ร้ายแรงได้ โดยทั่วไปแล้ว ความจุของตัวแปลงความถี่จะเท่ากับประมาณ คูณด้วยความจุของมอเตอร์อะซิงโครนัส
โหลดแรงบิดคงที่
ในภาระที่มีแรงบิดคงที่ แรงบิดของภาระ TL จะไม่ขึ้นกับความเร็ว n ที่ความเร็วใดๆ แรงบิดของภาระ TL จะคงที่หรือเกือบคงที่ และกำลังของภาระจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามความเร็วของภาระที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ภาระแรงเสียดทาน เช่น เครน สายพานลำเลียง เครื่องฉีดพลาสติก เครื่องผสม และรอก ล้วนอยู่ในภาระแรงบิดคงที่ วัตถุประสงค์ของการใช้ตัวแปลงความถี่เพื่อควบคุมภาระดังกล่าวคือเพื่อให้เกิดระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์ ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของแรงงาน และเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์
เมื่อตัวแปลงความถี่ขับโหลดที่มีแรงบิดคงที่ แรงบิดเอาต์พุตที่ความเร็วต่ำควรเพียงพอและมีความสามารถในการรับน้ำหนักเกินเพียงพอ ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 150% ของกระแสไฟฟ้าที่กำหนด หากจำเป็นต้องทำงานอย่างต่อเนื่องที่ความเร็วต่ำเป็นเวลานาน ควรพิจารณาความสามารถในการระบายความร้อนของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส เพื่อหลีกเลี่ยงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่มากเกินไปของมอเตอร์
เมื่อออกแบบระบบ ควรให้ความสำคัญกับการเพิ่มความจุของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสหรือการเพิ่มความจุของตัวแปลงความถี่อย่างเหมาะสม โดยทั่วไปความจุของตัวแปลงความถี่จะเท่ากับความจุของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส
2. เลือกวิธีการควบคุมที่เหมาะสมสำหรับตัวแปลงความถี่ตามลักษณะของโหลด
นอกจากกระบวนการผลิตตัวแปลงความถี่แล้ว วิธีการควบคุมที่ตัวแปลงความถี่ใช้ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกัน วิธีการควบคุมของตัวแปลงความถี่แบ่งออกเป็นการควบคุมแบบวงเปิดและการควบคุมแบบวงปิด วิธีการควบคุมแบบวงเปิดมีโครงสร้างที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ แต่ความแม่นยำในการควบคุมความเร็วและประสิทธิภาพการตอบสนองแบบไดนามิกค่อนข้างต่ำ วิธีการควบคุมแบบวงปิดสามารถควบคุมแบบเรียลไทม์โดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อัตราการไหล อุณหภูมิ ตำแหน่ง ความเร็ว ความดัน ฯลฯ แม้จะมีการตอบสนองแบบไดนามิกที่รวดเร็ว แต่บางครั้งก็ทำได้ยากและมีค่าใช้จ่ายสูง ผู้ใช้ควรเลือกโหมดควบคุมที่เหมาะสมตามความต้องการของตนเองเพื่อให้ได้คุณสมบัติการควบคุมความเร็วตามที่ต้องการ
3. เลือกโครงสร้างป้องกันของตัวแปลงความถี่ตามสภาพแวดล้อมการติดตั้ง
เมื่อเลือกตัวแปลงความถี่ ควรพิจารณาสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง ซึ่งรวมถึงปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิแวดล้อม ความชื้น ปริมาณฝุ่นละออง และก๊าซกัดกร่อน ซึ่งล้วนสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการทำงานที่ยาวนานและเชื่อถือได้ของตัวแปลงความถี่ หากไม่สามารถปฏิบัติตามเงื่อนไขการทำงานได้ จำเป็นต้องใช้มาตรการป้องกันที่เกี่ยวข้อง
ผู้ผลิตตัวแปลงความถี่ส่วนใหญ่จัดให้มีโครงสร้างป้องกันทั่วไปต่อไปนี้ให้ผู้ใช้เลือกใช้
(1) IP00 ชนิดเปิด ซึ่งปกป้องร่างกายมนุษย์จากการสัมผัสชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าภายในตัวแปลงความถี่จากด้านหน้า เหมาะสำหรับการติดตั้งบนหน้าจอ แผง และชั้นวางในตู้ควบคุมไฟฟ้าหรือห้องไฟฟ้า โดยเฉพาะการใช้งานตัวแปลงความถี่หลายตัวแบบรวมศูนย์ แต่มีข้อกำหนดสูงสำหรับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง
(2) ตัวแปลงความถี่ IP20 และ IP21 ในตัวมีกล่องหุ้มอยู่รอบ ๆ และสามารถติดตั้งบนผนังในอาคารได้ เหมาะสำหรับการติดตั้งภายในอาคารส่วนใหญ่ที่มีฝุ่นละออง อุณหภูมิ และความชื้นต่ำ
(3) IP40 และ IP42 แบบปิดผนึกเหมาะสำหรับสถานที่อุตสาหกรรมที่มีสภาพแวดล้อมที่ไม่ดี
(4) ปิดผนึก IP54 และ IP55 พร้อมโครงสร้างป้องกันฝุ่นและน้ำ เหมาะสำหรับสถานที่อุตสาหกรรมที่มีสภาพแวดล้อมไม่ดี ละอองน้ำ ฝุ่น และก๊าซกัดกร่อนบางชนิด
การเลือกใช้ระบบควบคุมความเร็วรอบแบบแปรผันความถี่ในสถานที่ก่อสร้างควรพิจารณาจากความต้องการใช้งานจริงของกระบวนการและสถานการณ์การใช้งานจริง ควรพิจารณาข้อดีข้อเสียอย่างรอบคอบและพิจารณาอย่างถี่ถ้วน ระบบควบคุมความเร็วรอบแบบแปรผันความถี่ AC จะทำงานอย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ก็ต่อเมื่อใช้งานตัวแปลงความถี่อย่างถูกต้องและยืดหยุ่นเท่านั้น