Milyen motorjellemzőket kell figyelembe venni az AC hajtás kiválasztásakor?

A jobb kiválasztása AC meghajtó (más néven Variable Frequency Drive vagy VFD) kritikus lépés bármely motorral hajtott rendszer optimalizálása során. A hajtás teljesítménye szorosan kapcsolódik az általa vezérelt motorhoz, így a motor jellemzőinek mély megértése elengedhetetlen a megfelelő párosításhoz, a hatékonysághoz és a rendszer hosszú élettartamához.

Itt vannak azok az elsődleges motorjellemzők, amelyeket szigorúan figyelembe kell venni a választás során AC meghajtó :

1. Motor típusa és terhelhetősége

A motor alapvető természete határozza meg a hajtás vezérlési képességeit és a szükséges teljesítményt:

• Motortechnológia (indukciós vs. szinkron):

  • Indukciós motorok: A leggyakoribb típus. A szabványos indukciós motorok alkalmasak lehetnek egyszerű, kis terhelésű alkalmazásokra. A precíz vezérléshez vagy az állandó nyomaték melletti alacsony fordulatszámú működéshez azonban egy inverteres motor gyakran szükséges. Ezek a motorok fokozott szigeteléssel és hűtéssel rendelkeznek, hogy ellenálljanak az AC hajtás (PWM vezérlés) által generált nagyfrekvenciás kapcsolásoknak és feszültségcsúcsoknak.

  • Szinkron/állandó mágneses motorok: Ezek fejlettebb vezérlőalgoritmusokat (gyakran vektorvezérlést) igényelnek a váltakozó áramú hajtástól a pontos fordulatszám és nyomaték „csúszás” nélküli kezeléséhez. A hajtást kifejezetten ehhez a motortípushoz kell méretezni.

• Szigetelés besorolása: A motor szigetelési osztályának (pl. NEMA/IEC) el kell viselnie az AC hajtás által keltett feszültségcsúcsokat és harmonikus tartalmat. A nem inverteres motor korszerű hajtású használata idő előtti motorhibához vezethet.

• Ház és hűtés: A standard ventilátorhűtéses motorok alacsony fordulatszámon veszítenek hűtőteljesítményükből. Folyamatos, alacsony fordulatszámú, állandó nyomatékú alkalmazásoknál a hajtás/motor kombinációnak ezt figyelembe kell vennie, ami gyakran dedikált inverteres motor független ventilátorral vagy olyan meghajtóval, amely korlátozza az alacsony fordulatszámú működést.

2. Elektromos besorolások és kompatibilitás

Az alapvető elektromos előírásoknak való megfelelés a biztonság és a működés szempontjából nem alku tárgya:

• Névleges feszültség és teljesítmény (LE/kW): Az AC hajtás névleges feszültségének és teljesítményének meg kell egyeznie a motor adattábláján szereplő névleges értékekkel, vagy meg kell haladnia azt. A hajtás kimeneti áramerőssége általában a legkritikusabb tényező, mivel ennek kezelnie kell a motort teljes terhelésű áram (FLA) .

• Teljes terhelésű amper (FLA): A hajtás folyamatos névleges áramának egyenlőnek vagy nagyobbnak kell lennie a motor FLA értékénél, különösen, ha a motor alapfordulatszámán működik.

• Bemeneti frekvencia (50 Hz vagy 60 Hz): Míg az AC hajtás feladata a kimeneti frekvencia változtatása, a bemeneti szakaszának kompatibilisnek kell lennie a létesítmény tápegység frekvenciájával.

3. Nyomaték- és fordulatszám-követelmények

A motor teljesítménygörbéje határozza meg a szükséges vezérlés típusát AC meghajtó :

• Nyomaték-fordulatszám görbe (terhelési típus):

  • Változó nyomaték: Az olyan terhelésekhez, mint a centrifugálszivattyúk és ventilátorok, nyomatékra van szükség, amely a fordulatszám négyzetével nő. A szabványos motorok és a váltakozó áramú hajtás egyszerű V/Hz-es szabályozása gyakran megfelelőek, mivel alacsony fordulatszámon kisebb nyomatékra van szükség.

  • Állandó nyomaték: Az olyan terhelések, mint a szállítószalagok, térfogat-kiszorításos szivattyúk és extruderek, ugyanolyan nyomatékot igényelnek a teljes fordulatszám-tartományban. Ehhez robusztusabb AC meghajtóra van szükség, és gyakran egy inverteres motor a túlmelegedés elkerülése érdekében alacsony fordulatszámon.

• Sebességszabályozási tartomány: A szükséges tartomány (pl. 10:1, 100:1 vagy akár 1000:1) határozza meg a vezérlési technológiát az AC hajtásban. Az egyszerű V/Hz-es szabályozás korlátozott tartományt biztosít, míg az érzékelő nélküli vektorvezérlés (SVC) vagy a zárt hurkú vektorvezérlés (motor-kódolót igényel) precíz, széles tartományú fordulatszám- és nyomatékszabályozást biztosít.

• Indító nyomaték: A hajtást úgy kell méretezni, hogy biztosítsa a terhelés álló helyzetből történő gyorsításához szükséges nyomatékot. Ez gyakran magában foglalja a meghajtót túlterhelési képesség – képes a névlegesnél nagyobb áramot leadni rövid ideig (például 150% 60 másodpercig).

4. Visszacsatolási és ellenőrzési módszertan

A motor konfigurációja gyakran határozza meg a legmegfelelőbb vezérlési módot AC meghajtó :

• Motor visszacsatoló eszköz:

  • Nincs visszacsatolás (nyílt hurkú V/Hz vagy érzékelő nélküli vektor): A legtöbb egyszerű alkalmazáshoz használják. AC meghajtós támaszkodjon a belső motormodellekre, amelyek nem tartalmaznak közvetlen fordulatszám- vagy helyzetvisszacsatolást.

  • Kódoló/feloldó (zárt hurkú vektor): Rendkívül precíz fordulatszám-szabályozást, nyomatékszabályozást vagy nulla sebességű tartási képességet igénylő alkalmazásokhoz szükséges (például daruk vagy felvonók). Az AC meghajtónak rendelkeznie kell a megfelelő terminálokkal és szoftverrel a visszacsatolás feldolgozásához.

• Motoroszlopok: A pólusok száma (2, 4, 6 stb.) határozza meg a motor szinkron fordulatszámát adott frekvencián, amelyet a AC meghajtó figyelembe kell vennie a vezérlési algoritmusait.

A motor ezen jellemzőinek gondos értékelésével a mérnökök biztosíthatják a kiválasztottat AC meghajtó biztosítja az alkalmazáshoz szükséges teljesítményt, védelmet és pontos vezérlést, maximalizálja a hatékonyságot és minimalizálja az állásidőt.