Objašnjenje AC pogona: Kako rade VFD-ovi, prednosti, odabir i primjene

Ako nadograđujete upravljačku ploču motora, AC pogon određuje koliko energije vaš motor troši i koliko precizno njime možete upravljati. U mnogim naknadnim ugradnjama na opterećenja ventilatora i pumpe, ugradnja jednog smanjuje potrošnju energije za 20-40%. Ali pogon donosi te uštede samo ako odgovara motoru, opterećenju i okruženju instalacije. Ovaj vodič objašnjava što su AC pogoni, kako ih odabrati i detalje instalacije koje je lako zanemariti.

Što je AC Drive

AC pogon je elektronički uređaj koji kontrolira brzinu i okretni moment motora izmjenične struje mijenjanjem frekvencije i napona koji mu se dovodi. Također se naziva pogon promjenjive frekvencije ili VFD, au nekim industrijama jednostavno je poznat kao inverter.

Pogon prima fiksno napajanje izmjeničnom strujom iz mreže ili distribucijskog sustava postrojenja i pretvara ga u kontrolirani izlaz. Glavne komponente unutar su ispravljač, DC sabirnica, inverterski stupanj i upravljačka ploča. Operatersko sučelje omogućuje postavljanje parametara brzine, ubrzanja i zaštite.

Kako rade pogoni izmjenične struje

Brzina asinkronog motora proporcionalna je frekvenciji napona napajanja. Sinkrona brzina izračunava se kao 120 puta frekvencija podijeljena s brojem polova. Kada pogon smanji izlaznu frekvenciju, motor usporava.

Napon i frekvencija moraju se mijenjati zajedno. Održavanje konstantnog omjera napona i frekvencije održava magnetski tok u motoru. Pri niskim brzinama, pogon dodaje povećanje napona kako bi proizveo dovoljan startni moment.

Dvije glavne kontrolne platforme

U/f kontrola je metoda otvorene petlje. Postavlja napon i frekvenciju prema unaprijed određenoj krivulji i jednostavan je, robustan i prikladan za većinu aplikacija ventilatora, pumpi i kompresora. Vektorsko upravljanje koristi algoritam zatvorene petlje, često s enkoderom, za reguliranje momenta i brzine s puno većom točnošću. Koristi se na dizalicama, dizalima, ekstruderima i alatnim strojevima gdje se opterećenje brzo mijenja.

Zašto koristiti AC pogone

Najjači razlog za korištenje an AC pogon je ušteda energije na opterećenjima s promjenjivom brzinom. Centrifugalni ventilatori i pumpe slijede zakone afiniteta: snaga se mijenja s kockom brzine. Smanjenje brzine sa 100 posto na 80 posto mijenja ulaznu snagu na otprilike 51 posto izvorne vrijednosti. Ventilator od 90 kW koji radi brzinom od 70 posto troši otprilike jednu trećinu snage koja bi mu bila potrebna pri punoj brzini, a u usporedbi s kontrolom prigušivača, uštede su obično u rasponu od 40-60 posto.

Osim ušteda, pogon također poboljšava dosljednost procesa. Mikseri, ekstruderi i tekstilni strojevi oslanjaju se na stabilnu brzinu kako bi kvaliteta proizvoda bila ponovljiva. U ekstruziji, mala varijacija brzine stvara razliku u debljini linije koja završava kao otpadni materijal. Značajka kontroliranog ubrzanja smanjuje mehanički stres na remenima, mjenjačima i spojnicama, što smanjuje troškove održavanja i produljuje životni vijek opreme.

Izravno pokretanje troši šest do osam puta nazivnu struju motora. Pogon ograničava udarnu struju na samo 1,5 do 2 puta od nazivne struje, smanjujući pad napona na liniji postrojenja i mehaničke udare zupčanika, remena i osovina.

Vrste i primjene

AC pogoni se obično grupiraju prema izlaznom naponu. Niskonaponski pogoni pokrivaju 200-690 V i koriste se za motore od nekoliko stotina vata do oko 500 kW. Srednjenaponski pretvarači pokrivaju 2,3-11 kV i opslužuju motore velike snage u rasponu megavata.

Uobičajene industrijske primjene uključuju:

• Centrifugalne pumpe i ventilatori u sustavima za obradu vode, HVAC i kotlovskim sustavima
• Zračni kompresori u postrojenjima s velikim varijacijama tlaka
• Miješalice, centrifuge i mješalice u kemijskoj i prehrambenoj obradi
• Dizala, portalne dizalice i dizalice koje zahtijevaju glatke promjene brzine
• CNC alatni strojevi, vertikalni tokarilice i rotacijski strojevi za rezanje
• Ekstruderi i rafineri u industriji gume i plastike

Raynen Technology također objavljuje aplikacijska rješenja za specifične strojeve, kao što su naknadne ugradnje zračnih kompresora za uštedu energije, sustavi ventilatora kotlova, prozračivači za pročišćavanje otpadnih voda, opskrba vodom s konstantnim tlakom i pužni ekstruderi. Ista pogonska platforma može se konfigurirati tako da odgovara ovim mehaničkim dizajnom.

Kako odabrati AC pogon

Krenite od pločice s nazivom motora, a ne od kataloga. Oznaka pogona trebala bi se temeljiti na struji motora, a ne na snazi ​​motora. Za opterećenja promjenjivog momenta kao što su ventilatori i pumpe, pogon često može biti iste veličine kao i motor. Za konstantna opterećenja zakretnim momentom ostavite marginu od jedne ili dvije veličine pogona iznad nazivne vrijednosti motora.

Karakteristika momenta opterećenja je prva stvar koju treba identificirati. Opterećenja s promjenjivim zakretnim momentom imaju zakretni moment koji raste s kvadratom brzine. Opterećenja konstantnim zakretnim momentom isporučuju isti zakretni moment u cijelom rasponu brzine, a opterećenja konstantnom snagom smanjuju zakretni moment kako brzina raste.

Ostali čimbenici uključuju temperaturu okoline, nadmorsku visinu i vrstu kućišta. Većina pogona je deformirana iznad 40 stupnjeva Celzija i iznad 1000 m nadmorske visine. Ako je kabel motora dulji od 50 m, raspitajte se o izlaznoj prigušnici za zaštitu namota motora od reflektiranih skokova napona.

Ako pogon treba nadzirati iz PLC-a ili SCADA-e, provjerite koje je komunikacijsko sučelje dostupno. Prašnjava, vlažna ili kemijski agresivna okruženja zahtijevaju veću ocjenu zaštite od prodora ili odgovarajuće kućište.

Razmatranja instalacije i nabave

Harmonijsko izobličenje je čest problem kada se nekoliko pogona napaja iz istog transformatora. Dodavanje mrežnog prigušnice ili istosmjerne prigušnice smanjuje strujno izobličenje i obično je jeftin način za ispunjavanje lokalnih ograničenja kvalitete električne energije.

Kočenje: ako teret može remontirati motor, na primjer dizalica koja spušta teret ili pokretna traka koja se zaustavlja s teškim teretom, potreban vam je ili dinamički otpornik kočenja ili regenerativna jedinica.

Nikada ne zaboravite dokumentaciju i podršku nakon prodaje. Zatražite korisnički priručnik, električne crteže i softver za postavljanje na jeziku koji koriste vaši tehničari. Raynen Technology objavljuje te materijale u svom centar za preuzimanje . Ako dobavljač pogona ne osigura te stavke unaprijed, riskirate duže vrijeme puštanja u rad i kasnije veće troškove popravka. Za određeni motor i opterećenje, tehnička podrška stranica je pravo mjesto za potvrdu veličine pogona i kompatibilnosti prije naručivanja.

Raynen pogoni za industrijske AC aplikacije

Raynen Technology, robna marka za industrijsku automatizaciju koja stoji iza raynendrive.com, dizajnira i proizvodi AC pogone zajedno s mekim pokretačima, servo sustavima, PLC-ovima i sučeljima čovjek-stroj. Tvrtka je osnovana 2007. godine i kotira na Šangajskoj burzi. Portfelj proizvoda namijenjen je pokrivanju upravljačkih, pogonskih i izvršnih slojeva kompletnog stroja.

Za standardne niskonaponske ventilatore, pumpe i tekstilne aplikacije, RVE21 Smart pogon pruža kompaktno rješenje jednostavno za korištenje s jednostavnim podešavanjem parametara. Kada je procesu potrebna precizna kontrola brzine i zakretnog momenta, vektorski pogon RVE32 nudi izvedbu zatvorene petlje za dizalice, dizala, miješalice i alatne strojeve. Za motore velike snage u opskrbi vodom i petrokemijskim uslugama, serija RVE1000 upravlja srednjim naponom do 11 kV.

Katalog tvrtke također uključuje niskonaponske i srednjenaponske soft startere, PLC-ove, HMI-je, servo motore i servo pogone. Ova širina je važna iz dva razloga. Prvo, možete dobiti dosljednu inženjersku podršku od jednog dobavljača. Drugo, pogon se može integrirati s kompletnim sustavom upravljanja koji uključuje PLC i HMI, što ubrzava puštanje u rad.

RVE21 Pametni niskonaponski AC pogon za motore od 55-200 kW Serija RVE21 nudi širok raspon napona i mogućnost preopterećenja do 200%, s uklonjivim štitom za ugradnju jedan do drugoga. Njegov neovisni dizajn dišnog puta osigurava pouzdano hlađenje, što ga čini isplativim izborom za integraciju s PLC i HMI sustavima. Pogledajte proizvod →

RVE32 Vector AC pogon za aplikacije velike snage do 800 kW Serija RVE32 ima vektorsku kontrolu bez senzora i automatsku prilagodbu parametara petlje, ne zahtijevajući otklanjanje pogrešaka. Dostupan u plastičnim ili željeznim kućištima s Modbus standardom, odgovara potrebama velike snage od 250 do 800 kW s dvolinijskim zaslonom. Pogledajte proizvod →

RVE1000 srednjenaponski AC pogon za izravno upravljanje visokonaponskim motorom Serija RVE1000 koristi višestupanjski kaskadni H-most za superpoziciju napona i ARM/DSP kontrolu, omogućujući izravni pogon visokonaponskih motora bez filtera. Dizajniran za glavno-podređeno upravljanje transportnom trakom, služi za kemijsku industriju, industriju dizanja, zračni kompresor i industriju čelika. Pogledajte proizvod →

Pravi AC pogon štedi energiju, poboljšava stabilnost procesa i štiti motor i prateću opremu. Odaberite ga s natpisne pločice motora, potvrdite vrstu opterećenja i provjerite zahtjeve okoline i komunikacije. Ako imate određenu primjenu, upotrijebite Raynenov tim za tehničku podršku kako biste potvrdili dimenzioniranje i kompletnu dokumentaciju prije nego što naručite.