Постачальник блоків зворотного зв'язку за енергією нагадує вам, що правильний вибір перетворювачів частоти дуже важливий для нормальної роботи системи керування передачею механічного обладнання, щоб уникнути непотрібних втрат, спричинених технічним обслуговуванням перетворювача частоти через неправильний вибір. По-перше, мета вибору перетворювача частоти повинна бути чітко визначена. По-друге, відповідний перетворювач частоти слід вибирати на основі типу обладнання, характеристик навантаження, діапазону швидкостей, режиму керування, умов використання, захисної конструкції та інших вимог. Таким чином, метою є досягнення як виробничої технології, так і економічних вигод.
1. Характеристики моменту навантаження механічного обладнання
На практиці виробниче обладнання часто поділяють на три типи залежно від різних характеристик крутного моменту навантаження: навантаження з постійним крутним моментом, навантаження з постійною потужністю та навантаження зі зменшеною характеристикою крутного моменту. При виборі перетворювача частоти характеристики навантаження, природно, повинні бути основною основою.
Зменшення навантаження характеристики крутного моменту
У різних вентиляторах, водяних насосах та гідравлічних насосах, коли робоче колесо обертається, опір, що створюється повітрям або рідиною в певному діапазоні швидкостей, приблизно пропорційний другому степеню швидкості, крутний момент змінюється відповідно до другого степеня швидкості, а потужність навантаження змінюється пропорційно третьому степеню швидкості. Такий тип навантаження називається зменшеним крутним моментом.
Постійне навантаження
Характерною рисою цього типу навантаження є те, що необхідний крутний момент TL приблизно обернено пропорційний швидкості n. Зі зменшенням швидкості двигуна вихідний крутний момент навантаження фактично збільшується. Тобто, в межах діапазону швидкостей крутний момент більший на низьких швидкостях і менший на високих швидкостях, тоді як вихідна потужність двигуна залишається незмінною. Шпиндель металорізальних верстатів, прокатних станів, папероробних машин, намотувальних машин, розмотувальних машин тощо у лініях виробництва плівки належать до навантажень з постійною потужністю.
Властивість постійної потужності навантаження обмежена певним діапазоном зміни швидкості. Коли швидкість дуже низька, через обмеження механічної міцності, TL не може зростати нескінченно та перетворюється на властивість постійного крутного моменту на низьких швидкостях. Діапазони постійної потужності та постійного крутного моменту навантаження мають значний вплив на вибір схем передачі. Коли двигун знаходиться в режимі регулювання швидкості з постійним потоком, максимально допустимий вихідний крутний момент залишається незмінним, що належить до регулювання швидкості з постійним крутним моментом; при слабкому магнітному регулюванні швидкості максимально допустимий вихідний крутний момент обернено пропорційний швидкості, що належить до регулювання швидкості з постійною потужністю. Якщо діапазон регулювання постійного крутного моменту та постійної потужності електродвигуна узгоджується з діапазоном постійного крутного моменту та постійної потужності навантаження, тобто у випадку "узгодження", потужність електродвигуна та потужність перетворювача частоти мінімізуються.
Механічні характеристики навантажень постійної потужності є складними. Під час проектування системи слід звертати увагу на те, щоб асинхронні двигуни не експлуатувалися з частотою, що перевищує їхню синхронну швидкість, інакше це може призвести до руйнівних механічних поломок. Потужність перетворювача частоти зазвичай приймається приблизно як потужність асинхронного двигуна, помножена на потужність.
Постійне навантаження з крутним моментом
При постійному крутному навантаженні крутний момент TL не залежить від швидкості n. При будь-якій швидкості крутний момент TL залишається постійним або майже постійним, а потужність навантаження лінійно зростає зі збільшенням швидкості навантаження. Наприклад, тертя, такі як крани, конвеєри, ливарні машини, змішувачі та підйомники, належать до навантажень з постійним крутним моментом. Метою використання перетворювачів частоти для керування такими навантаженнями є досягнення автоматизації обладнання, підвищення продуктивності праці та покращення якості продукції.
Коли перетворювач частоти керує навантаженням з постійним крутним моментом, вихідний крутний момент на низькій швидкості повинен бути достатньо великим і мати достатню перевантажувальну здатність, зазвичай 150% від номінального струму. Якщо необхідно стабільно працювати на низьких швидкостях протягом тривалого часу, слід враховувати тепловіддачу асинхронних двигунів, щоб уникнути надмірного підвищення температури двигунів.
Під час проектування системи слід звернути увагу на відповідне збільшення потужності асинхронних двигунів або збільшення потужності перетворювачів частоти. Потужність перетворювача частоти зазвичай приймається як помножена на потужність асинхронного двигуна.
2. Виберіть відповідний метод керування перетворювачем частоти на основі характеристик навантаження
Окрім процесу виробництва перетворювача частоти, дуже важливим є також метод керування, який використовується перетворювачем частоти. Методи керування перетворювачами частоти в основному поділяються на керування з розімкнутим контуром та керування з замкнутим контуром. Метод керування з розімкнутим контуром має просту структуру та надійну роботу, але точність регулювання швидкості та динамічні характеристики відносно низькі; метод керування з замкнутим контуром може виконувати керування в режимі реального часу на основі змін таких параметрів, як витрата, температура, положення, швидкість, тиск тощо. Він має швидку динамічну реакцію, але іноді його важко реалізувати та він дорогий. Користувачам слід вибирати відповідний режим керування відповідно до власних потреб, щоб отримати необхідні характеристики регулювання швидкості.
3. Виберіть захисну конструкцію перетворювача частоти залежно від умов монтажу
Вибираючи перетворювач частоти, слід враховувати умови встановлення, зокрема такі фактори, як температура навколишнього середовища, вологість, вміст пилу та агресивні гази, які тісно пов'язані з довгостроковою та надійною роботою перетворювача частоти. Якщо умови його експлуатації не можуть бути виконані, необхідно вжити відповідних захисних заходів.
Більшість виробників перетворювачів частоти пропонують користувачам на вибір такі поширені захисні конструкції.
(1) Відкритий тип IP00, який захищає людське тіло від дотику до струмопровідних частин всередині перетворювача частоти спереду, підходить для встановлення на екранах, панелях та стійках в шафах електророзподілу або електричних приміщеннях, особливо для централізованого використання кількох перетворювачів частоти, але має високі вимоги до середовища встановлення.
(2) Перетворювачі частоти IP20 та IP21 у корпусах мають корпуси навколо себе та можуть монтуватися на стіну в будівлях. Вони підходять для більшості внутрішніх середовищ з мінімальним рівнем пилу, температури та вологості.
(3) Герметичні корпуси IP40 та IP42 підходять для промислових об'єктів з несприятливими умовами навколишнього середовища.
(4) Герметичний корпус IP54 та IP55 з пило- та водонепроникними захисними конструкціями, підходить для промислових об'єктів з поганими умовами навколишнього середовища, бризками води, пилом та деякими агресивними газами.
Вибір системи регулювання швидкості зі змінною частотою на будівельному майданчику повинен ґрунтуватися на фактичних вимогах технологічного процесу та сценаріях застосування. Слід зважити переваги та недоліки, а вибір має бути обґрунтованим та всебічно врахованим. Тільки за умови правильного та гнучкого використання перетворювача частоти система регулювання швидкості змінного струму зі змінною частотою може працювати безпечно та надійно.