Określ typ obciążenia falownika prawidłowy dobór falownika do normalnej pracy układu sterowania jest bardzo krytyczny. Wybór przetwornicy częstotliwości musi w pełni zrozumieć charakterystykę obciążenia napędzanego przez przetwornicę częstotliwości. Ludzie w praktyce często maszyny produkcyjne dzielą się na trzy typy: obciążenia o stałym momencie obrotowym, obciążenia o stałej mocy i wentylatory, obciążenia pomp.
(01) Obciążenia o stałym momencie obrotowym to obciążenia, w których moment obrotowy TL jest niezależny od prędkości obrotowej n, a TL jest zawsze stały lub zasadniczo stały przy dowolnej prędkości obrotowej. Na przykład obciążenia taśmociągów, mieszalników, wytłaczarek i inne obciążenia cierne, a także dźwigi, podnośniki i inne obciążenia energii potencjalnej są obciążeniami o stałym momencie obrotowym. Gdy przetwornica częstotliwości ciągnie obciążenia o stałym momencie obrotowym, moment obrotowy przy niskiej prędkości powinien być wystarczająco duży i mieć wystarczającą przeciążalność. Jeśli konieczna jest stała praca przy niskich prędkościach, należy wziąć pod uwagę zdolność rozpraszania ciepła standardowego silnika asynchronicznego, aby uniknąć zbyt dużego wzrostu temperatury silnika.
(02) Stałe obciążenia mocy Moment obrotowy wymagany przez wrzeciona obrabiarek i walcownie, papiernie, nawijarki i odwijarki w liniach produkcyjnych folii z tworzyw sztucznych jest mniej więcej odwrotnie proporcjonalny do prędkości obrotowej, co jest znane jako stałe obciążenie mocy. Stała natura mocy obciążenia powinna być pod względem pewnego zakresu zmian prędkości. Gdy prędkość jest bardzo niska, ze względu na wytrzymałość mechaniczną ograniczeń, TL nie może być zwiększana w nieskończoność, w transformacji niskiej prędkości w stałą naturę momentu obrotowego. Jeśli zakres stałego momentu obrotowego i stałej mocy sterowania prędkością silnika oraz zakres stałego momentu obrotowego i stałej mocy obciążenia są spójne, to znaczy, tak zwana sytuacja „dopasowania”, moc silnika i moc falownika są zminimalizowane.
(03) Obciążenia wentylatorów i pomp W różnych wentylatorach, pompach i pompach olejowych, przy obrotach wirnika, opór powietrza lub cieczy w pewnym zakresie prędkości jest mniej więcej proporcjonalny do drugiej potęgi prędkości n. W miarę zmniejszania się prędkości moment obrotowy jest proporcjonalny do drugiej potęgi prędkości. W miarę zmniejszania się prędkości moment obrotowy maleje o drugą potęgę prędkości. Moc wymagana dla tego typu obciążenia jest proporcjonalna do trzeciej potęgi prędkości. Gdy wymagana objętość powietrza i natężenie przepływu maleją, użycie przetwornicy częstotliwości do regulacji objętości powietrza i natężenia przepływu za pomocą regulacji prędkości może znacznie zaoszczędzić energię. Ze względu na wysoką prędkość, gdy wymagana moc wraz ze wzrostem prędkości jest zbyt szybka, a prędkość trzeciej potęgi jest wprost proporcjonalna do prędkości, więc zwykle nie należy wykonywać wentylatorów, pomp, obciążeń powyżej częstotliwości pracy.
Znajomość zasad doboru konwersji częstotliwości
(01) W połączeniu z ogólną strukturą projektu, zaczynając od charakterystyki procesu i sterowania elektrycznego, należy wziąć pod uwagę rodzaj obciążenia, wykorzystanie środowiska, architekturę komunikacyjną i typy interfejsów, takie jak port szeregowy, interfejs komunikacyjny DP lub PN.
(02) Wybierz przetwornicę częstotliwości zgodnie z charakterystyką obciążenia, np. w przypadku obciążenia o stałym momencie obrotowym można wybrać przetwornicę częstotliwości Siemens G120, a w przypadku obciążenia wentylatorów i pomp można wybrać przetwornicę częstotliwości Siemens G120XA.
(03) Wybierając falownik, rzeczywista wartość prądu silnika powinna być traktowana jako podstawa doboru falownika, a moc znamionowa silnika może być używana wyłącznie jako punkt odniesienia. Ponadto należy zwrócić uwagę na fakt, że wyjście przetwornicy częstotliwości zawiera wysokie harmoniczne, co spowoduje pogorszenie współczynnika mocy i sprawności silnika. Dlatego przy porównaniu zasilania falownika z silnikiem i zasilania sieciowego o częstotliwości przemysłowej, prąd silnika wzrósł o 10%, a wzrost temperatury wzrósł o około 20%. Tak więc przy wyborze silnika i przetwornicy częstotliwości należy wziąć pod uwagę tę sytuację, odpowiedni margines, aby zapobiec zbyt wysokiemu wzrostowi temperatury, wpływającemu na żywotność silnika.
(04) przetwornica częstotliwości do pracy na długim kablu, w tym momencie należy podjąć środki w celu zahamowania wpływu pojemności sprzęgającej długiego kabla na uziemienie, aby uniknąć sytuacji, w której przetwornica częstotliwości nie jest wystarczająca, więc przetwornica częstotliwości powinna zostać powiększona o jeden stopień wyboru lub dławik wyjściowy zainstalowany na wyjściu przetwornicy częstotliwości.
(05) w przypadku niektórych specjalnych zastosowań, takich jak wysoka temperatura otoczenia, wysoka częstotliwość przełączania (szczególnie w automatyce budynkowej i innych ograniczeniach hałasu, na które należy zwrócić uwagę przy stosowaniu wyższych zastosowań), duża wysokość itp. spowoduje zmniejszenie wydajności falownika, a falownik należy zwiększyć o jeden bieg.
(06) Gdy falownik jest używany do sterowania kilkoma silnikami połączonymi równolegle, całkowita długość kabla od falownika do silnika musi mieścić się w tolerancji falownika. Jeśli przekracza określoną wartość, należy wzmocnić falownik o jeden lub dwa stopnie, aby wybrać falownik. Ponadto w tym przypadku tryb sterowania przetwornicy częstotliwości może być tylko trybem sterowania V/F, a przetwornica częstotliwości nie może chronić silnika przed nadmiernym prądem, zabezpieczeniem przeciążeniowym, w tym momencie należy dodać do każdego bezpiecznika silnika, aby zrealizować zabezpieczenie.
(07) w przypadku niektórych specjalnych zastosowań, takich jak wysoka temperatura otoczenia, wysoka częstotliwość przełączania, duża wysokość itp., w tym przypadku wydajność przetwornicy częstotliwości będzie musiała zostać zwiększona o jeden bieg.
(08) Podczas używania falownika do sterowania silnikiem o dużej prędkości, ze względu na małą reaktancję silnika o dużej prędkości, wysokie harmoniczne również zwiększają wartość prądu wyjściowego. Dlatego przy wyborze falownika do silnika o dużej prędkości, powinien on być nieco większy niż falownik do zwykłego silnika.
(09) Gdy przetwornica częstotliwości jest używana do silnika o zmiennej biegunowości, należy zwrócić szczególną uwagę na dobór mocy przetwornicy częstotliwości, tak aby jej maksymalny prąd znamionowy był niższy od znamionowego prądu wyjściowego przetwornicy częstotliwości. Ponadto podczas konwersji biegunów w trakcie pracy należy najpierw zatrzymać silnik, w przeciwnym razie silnik będzie pracował na biegu jałowym, co w niekorzystnych warunkach doprowadzi do uszkodzenia przetwornicy.
(10) W przypadku napędu silnika przeciwwybuchowego falownik nie ma konstrukcji przeciwwybuchowej i należy go umieścić poza obszarem zagrożonym wybuchem.
(11) Gdy falownik jest używany do napędzania silnika przekładniowego, zakres jego zastosowania jest ograniczony metodą smarowania obracającej się części przekładni. Nie ma ograniczeń dotyczących smarowania w zakresie niskich prędkości, ale istnieje niebezpieczeństwo wyczerpania się środka smarnego w zakresie wysokich prędkości przekraczających prędkość znamionową. Dlatego nie należy przekraczać maksymalnej tolerancji prędkości.
(12) Kiedy falownik napędza silnik asynchroniczny z wirnikiem uzwojonym, wykorzystuje on głównie istniejący silnik. Impedancja uzwojenia silnika uzwojonego jest mała w porównaniu z impedancją zwykłego silnika klatkowego. Dlatego też istnieje ryzyko wystąpienia wyzwalania nadprądowego z powodu prądu tętniącego, dlatego należy wybrać falownik o nieco większej pojemności niż zwykle. Generalnie, silnik z uzwojeniem drutowym jest najczęściej używany w przypadku większego momentu obrotowego koła zamachowego GD2, a większą uwagę należy zwrócić na ustawienie czasu przyspieszania i zwalniania.
(13) Silnik synchroniczny napędzany falownikiem w porównaniu z przemysłowym źródłem zasilania o częstotliwości zmniejsza wydajność wyjściową o 10% do 20%, ciągły prąd wyjściowy przetwornicy częstotliwości powinien być większy niż znamionowy prąd silnika synchronicznego i prąd pobierany przez silnik synchroniczny o wartości standardowej.
(14) W przypadku sprężarek, maszyn wibracyjnych i innych obciążeń o dużych wahaniach momentu obrotowego oraz pomp ciśnienia oleju i innych obciążeń szczytowych, jeśli falownik zostanie wybrany zgodnie z wartością znamionowego prądu lub mocy silnika, zabezpieczenie nadprądowe może zostać aktywowane z powodu szczytowego prądu. Dlatego konieczne jest wybranie falownika o znamionowym prądzie wyjściowym większym niż prąd maksymalny, znając warunki pracy częstotliwości przemysłowej. Gdy falownik napędza silnik pompy zatapialnej, ponieważ znamionowy prąd silnika pompy zatapialnej jest większy niż prąd zwykłego silnika, znamionowy prąd falownika powinien być większy niż prąd silnika pompy zatapialnej podczas wybierania falownika.
(15) Gdy przetwornica częstotliwości steruje wentylatorem Rootsa, ze względu na duży prąd rozruchowy, przy wyborze przetwornicy częstotliwości należy zwrócić uwagę na to, czy wydajność przetwornicy częstotliwości jest wystarczająco duża.
(16) Wybierając przetwornicę częstotliwości, należy zwrócić uwagę na to, czy jej poziom ochrony odpowiada sytuacji na miejscu. W przeciwnym razie kurz i para wodna na miejscu będą miały wpływ na długoterminową pracę przetwornicy.
(17) Silniki jednofazowe nie nadają się do napędu falownikowego.
(18) Gdy obciążenie silnika jest bardzo małe, nawet jeśli prąd obciążenia silnika mieści się w znamionowym prądzie przetwornicy częstotliwości, nie można użyć przetwornicy częstotliwości, która jest znacznie mniejsza od pojemności silnika. Dzieje się tak, ponieważ reaktancja silnika różni się od pojemności silnika, nawet jeśli obciążenie silnika jest takie samo, im większa pojemność silnika, tym większa wartość jego prądu pulsującego, a zatem może przekroczyć dopuszczalną wartość prądu falownika. (19) Jeśli zasilanie falownika jest autonomiczne, lepiej jest dodać dławik wlotowy.