Az alacsony feszültségű váltóáramú meghajtók magyarázata: hogyan működnek, és hogyan válasszunk egyet az alkalmazáshoz

Ha végigmegyünk szinte minden modern üzemen, kisfeszültségű váltóáramú hajtásokat találunk, amelyek csendes, nem elbűvölő munkát végeznek: a szivattyút pontosan olyan nyomáson tartják, amelyre a folyamatnak szüksége van, a szállítószalagot a szalag megszakítása nélkül hajtja meg, vagy tizenöt százalékkal csökkenti a ventilátor fordulatszámát, és több mint harmadával csökkenti a teljesítményfelvételt. Ezek jelentik a kapcsolatot a fix sebességű hálózati tápellátás és a motor között, amelynek valóban olyan sebességgel kell működnie, amilyen sebességgel a munka megköveteli.

A Raynennél éveket töltöttünk az OEM-gépek meghajtóinak építésével, az üzemek felújításával és a nehéziparral. Ez az útmutató választ ad a mérnökeink által leggyakrabban hallható kérdésekre: mi van egy kisfeszültségű váltóáramú hajtásban, hogyan hasonlítják össze a fő típusokat, milyen kiválasztási kritériumok számítanak, és honnan származik a megtérülés.

Mi számít alacsony feszültségű AC meghajtónak?

Az alacsony feszültség azt a tápellátást írja le, amelyhez a hajtás csatlakozik, nem pedig a teljesítményt. Az IEC definíciói szerint az alacsony feszültség 1000 V AC feszültségig fut, és az ipari hajtások 200 V, 380-480 vagy 525-690 V hálózatokhoz készülnek. A 380-480 V-os osztály az igásló, amely a motorok túlnyomó többségét lefedi a töredékkilowatttól a több száz kilowattig. A középfeszültségű hajtások nagyjából 2,3 kV-ot vesznek át, és nagyon nagy gépeket szolgálnak ki.

A legtöbb zavart a terminológia okozza. A VFD, a VSD és az "inverter" ugyanazt a dobozt írja le. Szigorúan véve az inverter csak egy belső fokozat; a teljes termék egy váltakozó áramú hajtás, az alacsony feszültségű váltóáramú hajtások pedig egyszerűen a kisfeszültségű osztályhoz készültek.

Hogyan működik az alacsony feszültségű váltóáramú meghajtó

Minden kisfeszültségű váltóáramú hajtás ugyanazt az átalakítást hajtja végre: fix frekvenciájú, fix feszültségű váltakozó áramot vesz a hálózatból, és változtatható frekvenciájú, változtatható feszültségű váltakozó áramot szállít a motornak. Három szakasz végzi a munkát.

1. Egyenirányító. A diódahidak vagy a regeneratív egységek aktív előlapja a bejövő háromfázisú váltakozó áramot egyenárammá alakítja.
2. DC busz. A kondenzátorok és nagyobb egységeknél egy egyenáramú fojtótekercs simítják a kapcsolatot és tárolják az energiát a tranziens terhelésekhez.
3. Inverter. Az IGBT modulok az egyenáramú kapcsolatot visszakapcsolják egy impulzusszélesség-modulált váltakozó áramú hullámformába, amelynek frekvenciáját és feszültségét a vezérlőkártya állítja be.

Mivel az indukciós motor szinkron fordulatszáma követi a tápfrekvenciát, a frekvencia változtatása közvetlenül megváltoztatja a sebességet. A feszültségesés nélküli frekvenciacsökkenés telítené a mágneses áramkört, így a hajtás minden működési ponton egyensúlyban tartja a volt/hertz arányt, vagy egy fejlettebb motormodellt.

Ellenőrzési módszerek, amelyeket látni fog

• V/f vezérlés: egyszerű, elnéző és jól illeszkedik a ventilátorokhoz, szivattyúkhoz és más kvadratikus terhelésekhez.
• Érzékelő nélküli vektorvezérlés: kódoló nélküli nyomatékválasz szállítószalagokhoz, keverőkhöz és extruderekhez.
• Zárt hurkú vektorvezérlés: kódoló visszacsatolás a pontos sebesség és nyomaték érdekében darukon, csévélőkön és szerszámgépeken.

Az alacsony feszültségű váltóáramú meghajtók típusai

A piac néhány praktikus családra szakad. A falra szerelhető zárt hajtások nagyjából 0,4 kW-tól 90 kW-ig terjednek, és a gép mellett vagy egy kis panel belsejében helyezkednek el. A moduláris és szekrénybe épített meghajtók nagyobb teljesítményt biztosítanak, és lehetővé teszik a megosztott egyenáramú buszok, fékegységek és szűrők konfigurálását az alkalmazáshoz. A több hajtású rendszerek több invertert táplálnak egy egyenirányítóból, ami a textil-, csomagoló- és fémvezetékeken megszokott. A regeneratív hajtások a fékezési energiát visszaadják a betáplálásnak, ahelyett, hogy ellenállásban égetnék el.

A legtöbb mindennapi feladathoz elegendő egy kompakt falra szerelhető egység, és kicsiben tartja a panelt.

RVE21 intelligens kisfeszültségű váltóáramú meghajtók beszállítói • Széles feszültségtartományú kialakítás • Akár 200%-os túlterhelési képesség • Levehető funkcionális árnyékolás, egymás mellé szerelés • Független légúti kialakítás • Magas költségű teljesítmény Termék megtekintése →

Az RVE21 Smart kisfeszültségű, változtatható frekvenciájú hajtásunkat pontosan erre a helyzetre tervezték: OEM gépek és utólagos felszerelések, ahol szűk a hely, a vezetékezésnek gyorsnak kell lennie, és a hajtásnak továbbra is a motorméretek széles skáláját kell lefednie.

Hajtás vagy lágyindító?

Mindkét eszköz egy motor előtt ül, és mindkettő vezérli a rámpát, ezért gyakran egymás ellenében idézik őket. A döntő kérdés az, hogy kell-e sebességet változtatni a motor beindulása után.

Ha a folyamat soha nem igényel más sebességet, általában a lágyindító az olcsóbb megoldás. Ha a sebességnek, a nyomatéknak vagy az energiafogyasztásnak követnie kell a keresletet, a hajtás a jobb befektetés.

A megfelelő meghajtó kiválasztása

Az adatlapok teljesítményértékei kiindulási pont, nem válasz. Először dolgozza át a terhelést.

• Motoráram és túlterhelés: méret teljes terhelésű áramra, majd ellenőrizze, hogy a működéshez 120%, 150% vagy 200% túlterhelés szükséges-e egy percig vagy tovább.
• Terhelési nyomatékprofil: az állandó nyomatékú terhelések, például a szállítószalagok és az extruderek többet igényelnek a meghajtástól, mint a négyzetes ventilátor- és szivattyúterhelés.
• Fordulatszám-tartomány: az alapsebesség feletti állandó teljesítményű működéshez mezőgyengítés és egy erre méretezett motor szükséges.
• Fékezés: döntse el, hogy fékellenállásra, fékegységre vagy regeneratív elülső részre van szüksége.
• Környezet: a környezeti hőmérséklet, a tengerszint feletti magasság, a por, a páratartalom és a szükséges IP-besorolás egyaránt csökkenti a felhasználható kimeneti áramot.
• Áramminőség: a harmonikus határértékek, a kábelhossz és az EMC-kategória általában meghatározza, hogy fojtótekercset vagy szűrőt kell-e hozzáadni.
• Integráció: terepibusz-protokoll, I/O-szám és hogy a hajtásnak kommunikálnia kell-e egy meglévő vezérlőplatformmal.

Ahol nagy a terhelés vagy szűk a dinamika, ott a vektorhajtás megfelelő motorautotuninggal a biztonságosabb választás.

RVE32 Vector AC meghajtók beszállítói Műanyag héj • Sebességérzékelő nélküli vektorvezérlési technológia • Automatikus hurokparaméter adaptáció, nincs szükség hibakeresésre • Modbus kommunikáció alapfelszereltségként • Alacsony fogyasztású ... Termék megtekintése →

Az RV32 vektoros frekvenciaváltó a válaszunk ezekre a feladatokra: nyitott vagy zárt hurkú vektorvezérlés, nagyvonalú túlterhelési képesség, valamint a gépgyártók által kért fékezési és kommunikációs lehetőségek.

Ahol az alacsony feszültségű váltóáramú meghajtók hoznak eredményt

Az alkalmazások néhány minta köré csoportosulnak. Ventilátoros és szivattyús rendszerekben a hajtás fojtószelepet vagy csappantyút helyettesít, így a motor csak azt az áramlást állítja elő, amelyre a folyamatnak szüksége van. A kompresszorokon a hajtások csökkentik a kirakodási veszteségeket, és egyenletesen tartják a nyomást. A vegyi üzemekben centrifugákat és keverőket szelídítenek, amelyek egyébként minden indításnál sokkolják a sebességváltót. A gumi- és műanyagsorok csavaros extrudereken használják őket, míg az emelőberendezések és szerszámgépek a szabályozott gyorsulás és az ismételhető pozicionálás érdekében.

A vízkezelő fúvók, búvárszivattyúk és állandó nyomású ellátórendszerek ugyanazt a logikát követik. Megtekintheti, hogyan vannak beállítva ezek a feladatok a mi oldalunkon ventilátor és szivattyú alkalmazási megoldások .

CT3000 sorozatú váltóáramú meghajtók beszállítói CT3000 sorozatú frekvenciaváltó 400V 560-800kW Termék megtekintése →

A CT3000 sorozatú frekvenciaváltó általános célú feladatokat fed le ezekben az iparágakban, ami ésszerű kiindulópontot jelent, ha egy projekt több géptípust kever egy tartalék-alkatrész-stratégia keretében.

Energiahatékonyság, megbízhatóság és áramminőség

Az affinitási törvények megmagyarázzák a megtakarítások történetének nagy részét: centrifugális terheléseknél az áramlás a sebességgel, míg a tengely teljesítménye a fordulatszám kockájával változik. A húsz százalékos sebességcsökkentés tehát nagyjából felére csökkenti a teljesítményt. Ezért a ventilátorok és szivattyúk utólagos beépítési projektjei általában egy-három éven belül megtérülnek.

A megbízhatóság a védelemből és a jó telepítésből fakad. A modern hajtások figyelik a kimeneti áramot, az egyenáramú buszfeszültséget, a hűtőborda hőmérsékletét és a földszivárgást, és korlátozzák a nyomatékot, nem pedig, amikor a folyamat lehetővé teszi. A harmonikusok és az EMC továbbra is figyelmet igényel: az egyenáramú vagy váltóáramú fojtótekercsek csökkentik az áramtorzulást, az árnyékolt motorkábel és a helyes földelésvezérlés a közös módú zajt, valamint a kábelhossz-korlátozások védik a motorszigetelést a gyors kapcsolási élektől.

Üzembe helyezés, dokumentáció és támogatás

A jó üzembe helyezés többnyire az előkészítés. Először adja meg a motor adattáblájának adatait, futtassa az automatikus hangolást, majd állítsa be a gyorsulási és lassítási rámpákat a valós tehetetlenség körül, mielőtt a hajtás terhelést látna. Rögzítse a motorkábel árnyékolóját mindkét végén, tartsa távol a vezérlőkábeleket a tápkábelektől, és jegyezze fel a végső paraméterkészletet, hogy a csereegység gyorsan betölthető legyen.

A karbantartás ütemezetten egyszerű marad: tisztítsa meg a hűtőbordát és a hűtőventilátort, ellenőrizze az egyenáramú busz kondenzátorait hosszú használat után, ellenőrizze évente a kapocsnyomatékot, és használjon hőképalkotást a meglazult csatlakozások korai észlelésére. A miénk felhasználói kézikönyvek és letöltések hordozza mindkét feladathoz szükséges paraméterlistákat, kapcsolási rajzokat és firmware dokumentumokat.

Gyakran Ismételt Kérdések

Egy kisfeszültségű váltóáramú hajtás képes-e nulla fordulatszámon tartani a motort?

Igen, a tengelyt mozdulatlanul tudja tartani, miközben nyomatékot termel, de a motort alacsony fordulatszámon történő folyamatos működésre kell minősíteni. A szabványos önhűtéses motorok a sebesség csökkenésével elvesztik hűtőlevegő-áramlásukat, ezért tervezzen külön szellőző motort, ha a tartási idő hosszú.

Milyen messze futhat a motorkábel a hajtástól?

Alapszabályként nagyjából 30-50 m-ig árnyékolatlan vagy 20-30 m-ig árnyékolva. Hosszabb futásokhoz dV/dt szűrőre vagy kimeneti reaktorra van szükség, hogy megvédje a motor tekercsét a meredek kapcsolási élektől.

Mindig kell fékellenállás?

Nem. Csak akkor szükséges, ha a rakomány gyorsabban regenerálja az energiát, mint ahogy a hajtás fel tudja venni, például egy nagy tehetetlenségi nyomatékú ventilátor gyors leállítása vagy az emelő leengedésekor. A lassú lefutásokhoz és az alacsony tehetetlenségi nyomatékú terhelésekhez gyakran nincs szükség extra.

Az alacsony feszültségű váltóáramú hajtások jobban jutalmazzák a gondos egyeztetést, mint bármely egyedi specifikáció. Tegye megfelelővé a nyomatékprofilt, a túlterhelési követelményeket és a környezetet, és a hajtás a gép karbantartást nem igénylő részévé válik, nem pedig visszatérő problémává.

Ha szeretne egy második véleményt egy alkalmazásról, a szivattyú görbétől az utólagos felszerelésig, mérnökeink szívesen segítenek a méretezésben, a beállításban, és éveken át üzemben tarthatják.