Frekvenční měnič je elektronický systém, který umožňuje plynulou regulaci otáček třífázových střídavých motorů změnou frekvence napájecího napětí. Od prvních měničů na bázi tyristorů uplynulo mnoho let. Během této doby prošly měniče konstrukčními změnami, ale hlavní princip fungování zůstal stejný.
Konstrukční změny frekvenčních měničů jsou diktovány především neustálým nárůstem automatizace v průmyslu. Výrobní procesy se neustále zdokonalují a je vynaloženo úsilí na dosažení co nejvyšší účinnosti, spolehlivosti a kvality zařízení. Progresivní miniaturizace, vývoj polovodičových systémů a rostoucí používání frekvenčních měničů znamená, že je lze nalézt prakticky v každém odvětví. Všichni známe pojem opakovač. Můžeme jej také víceméně provozovat, ale základním kritériem určujícím správnou funkci pohonného systému je vhodný výběr frekvenčního měniče.
Prohlédněte si měniče u velkoobchodu Onninen
Krok č. 1 – jaký je charakter zatížení elektromotoru?
Je velmi důležité určit, jak vypadá momentová charakteristika (moment - síla vznikající na hřídeli motoru) v závislosti na otáčkách pro daný stroj? Obecně existují dva typy takových zatížení: proměnná a konstantní. Je třeba zvážit, která ze dvou nejčastějších charakteristik zatížení je v daném případě. Proměnná momentová zatížení jsou taková, při kterých se momentová charakteristika mění v závislosti na otáčkách. Mezi taková zatížení patří pohony čerpadel a ventilátorů, u kterých je momentová charakteristika umocněna rychlostí (M~1/f 2 ). Při zvýšení otáček odstředivých čerpadel a ventilátorů se výkon odebíraný ze sítě zvýší až o třetí výkon. Proto lze největší úspory energie dosáhnout regulací otáček čerpadla nebo ventilátoru.
Při běžném provozu čerpadel a ventilátorů se otáčky nastavují v rozsahu 50-90 % jmenovitých otáček. Zátěž se zvyšuje s druhou mocninou rychlosti a pohybuje se od 30 % do 80 %. Z tohoto důvodu bývají čerpadla a ventilátory nedostatečně zatížené a lze k nim vybírat měniče podle tkzv duální hodnocení. Příklad z nabídky ANIRO: Převodník řady IS7 o výkonu 0,75KW lze použít pro čerpadlo nebo ventilátor o výkonu 1,5KW - výběr typové řady nižší než uvádí typový štítek motoru. Pro zatížení s proměnným momentem je obvykle vyžadováno přetížení ne více než 120 % In po dobu 60 sekund (podtížení).
Konstantní momentová zatížení jsou taková, pro která momentová hodnota zůstává konstantní v průběhu času. Pokud je zatížení motoru konstantní, musí být motor schopen produkovat větší kroutící moment, než je zatěžovací moment. Přebytečný krouticí moment se používá k zajištění správného zrychlení hřídele motoru. Pro takovou zátěž by měl být měnič schopen generovat 60% přebytek točivého momentu vzhledem k zátěži, což umožňuje snadné ovládání při náhlých změnách zátěže. Přetížitelnost pohonu pro takovéto zátěže je obvykle 150 % In po dobu 60 sekund. Mezi zatížení konstantním momentem patří: dlouhé pásové dopravníky, štěpkovače, válcovny, mlýny, míchačky, drtiče atd. Zatížení konstantním momentem je náročnější a často se na rozdíl od zatížení s proměnným momentem volí pohon vyššího typu. Na rozdíl od toho, co uvádí typový štítek motoru.
Jakmile jsou známy charakteristiky zátěže, pokračujte krokem číslo dvě – typový štítek motoru.
Prohlédněte si měniče LS Electric ve velkoobchodní nabídce
Krok č. 2 – elektrické veličiny popisující motor?
Kriticky důležitým faktorem při výběru měniče jsou elektrické charakteristiky poháněného motoru. Vždy porovnejte údaje měniče s údaji na typovém štítku motoru. Převodník by měl být vybrán na základě jmenovitého proudu motoru (nikoli výkonu) nebo zdánlivého výkonu spotřebovaného motorem (není činný výkon). Na jaké parametry byste si měli dát pozor? Nejprve zkontrolujeme jmenovitý proud motoru a jeho napájecí napětí. Motory jsou většinou vyráběny tak, že si uživatel může vybrat ze dvou standardů napájení v závislosti na vnitřním zapojení statoru (zapojení do hvězdy a trojúhelníku). Motory o výkonu cca 4 KW jsou tedy vyráběny tak, že při zapojení do trojúhelníku pracují na napětí 3x230VAC a při zapojení do hvězdy na napětí 3x400VAC. V tomto okamžiku se uživatel musí rozhodnout, jak chce motor připojit. To určuje, jaký typ pohonu byste měli použít (jednofázový nebo třífázový). Po tomto procesu známe charakter zátěže a máme údaje o napětí motoru a jeho jmenovitém proudu.
Krok č. 3 – Jaká je/má být dynamika systému (start a stop)?
Musíme odpovědět na otázku: vyžaduje naše aplikace pohonu velmi vysokou dynamiku? Zažíváte časté a náhlé řízené brzdění motorem? Musíme také zkontrolovat, zda je při velkém zatížení nutná náhlá změna rychlosti? Práce s vysokou setrvačností? Pokud ano, naše frekvenční měnič by měly být vybaveny vhodnými brzdovými nebo regeneračními systémy. V aplikacích, kde se brzdění provádí velmi často, je vhodné použít měnič s možností regenerace, tedy vracení elektřiny zpět do sítě. Během brzdění se motor stává generátorem a energie se vrací do frekvenčního měniče. Tuto energii je nutné sbírat pomocí brzdového modulu a brzdného rezistoru nebo přenášet energii do elektrické sítě. V této fázi by mělo být stanoveno, zda má být měnič vybaven brzdným modulem a odporem, nebo zda je zapotřebí regenerační modul. Obvykle v aplikacích, kde je vyžadováno rychlé a kontrolované zastavení nebo při práci s náročnou setrvačností (ventilátor s velkými lopatkami), je potřeba použít vhodný systém podpory brzdění.
Vyměňte si výhody v nové věrnostní platformě OnnTop!
Krok č. 4 – Místo instalace, podmínky prostředí?
Po provedení rozsáhlého rozhovoru ohledně naší aplikace a motoru nastal čas zvážit místo instalace. To je docela důležité přinejmenším z několika důvodů: jaké IP hodnocení by mělo zařízení mít? Je vystavena vlhkosti? Opylování? Vibrace? Jaká je okolní teplota? Je místem instalace průmyslové nebo obytné prostředí?
V potravinářském průmyslu je vyžadováno krytí IP 66 kvůli častému mytí zařízení po výrobě. Pokud má být zařízení instalováno do rozvaděče, který již má odpovídající krytí IP, není třeba přeplácet zvýšené krytí krytu. Stačí jednoduché, typické IP20. V závislosti na místě instalace by měl být náš převodník také vybaven vhodnou třídou EMC filtru. Pro obytné prostředí jsou omezení větší a filtr by měl mít třídu C2. Pro průmyslové prostředí – třída C3. Nejlepší je pořídit měniče s vestavěným EMC filtrem a tlumivkou ve stejnosměrném obvodu. To zaručuje nižší tvorbu rušení, nižší proudové zkreslení a lepší účiník.
Krok 5 – Nezbytné příslušenství, filtry, tlumivky, volitelné karty, komunikace?
Nakonec byste se měli zeptat sami sebe na potřebné doplňkové příslušenství, jako například: vstupní/výstupní tlumivky , četné rozšiřující volitelné karty (přídavné vstupy/výstupy, vstup pro bezpečné zastavení, PTC, nouzové napájení, PLC karta) nebo komunikační karty (profibus, modbus, ethernet, profinet, ethercat).
Správná analýza hnacího systému, motoru a místa instalace zaručuje výběr správného frekvenčního měniče. Popsáno výše pět kroků při výběru pohonu umožňuje bezporuchový a dlouhodobý provoz našeho pohonného systému. Pamatujte, že špatně nebo nesprávně zvolený frekvenční měnič může způsobit více škody než užitku.
Máte dotazy k oboru? Připojte se ke skupině Świat Instalacji!