Objašnjenje niskonaponskih AC pogona: kako rade i kako odabrati jedan za svoju primjenu

Prošećite kroz gotovo bilo koje moderno postrojenje i naći ćete niskonaponske izmjenične pogone koji obavljaju tih, neglamurozan posao: drže pumpu na točno onom tlaku koji je potreban procesu, podižu pokretnu traku bez pucanja remena ili smanjuju brzinu ventilatora za petnaest posto i smanjuju njegovu potrošnju energije za više od trećine. Oni su veza između glavnog napajanja fiksne brzine i motora koji bi stvarno trebao raditi pri bilo kojoj brzini koju posao zahtijeva.

U Raynenu smo godinama gradili pogone za OEM strojeve, rekonstrukcije postrojenja i tešku industriju. Ovaj vodič odgovara na pitanja koja naši inženjeri najčešće čuju: što se nalazi unutar niskonaponskog AC pogona, kako se uspoređuju glavni tipovi, koji su kriteriji odabira važni i odakle zapravo dolazi povrat.

Što se računa kao niskonaponski AC pogon?

Nizak napon opisuje napajanje na koje je pogon povezan, a ne snagu koju isporučuje. Prema IEC definicijama, niski napon radi do 1000 V izmjenične struje, a industrijski pogoni izgrađeni su za mreže od 200 V, 380-480 V ili 525-690 V. Klasa 380-480 V je radni konj, pokriva veliku većinu motora od frakcijskih veličina kilovata do nekoliko stotina kilovata. Srednjenaponski pogoni preuzimaju otprilike 2,3 kV i opslužuju vrlo velike strojeve.

Terminologija uzrokuje većinu zabune. VFD, VSD i "inverter" opisuju istu kutiju. Strogo govoreći, pretvarač je samo jedan unutarnji stupanj; cjelokupan proizvod je izmjenični pogon, a niskonaponski izmjenični pogoni su jednostavno oni dizajnirani za niskonaponsku klasu.

Kako radi niskonaponski AC pogon

Every low-voltage AC drive izvodi istu transformaciju: uzima izmjeničnu struju fiksne frekvencije, fiksnog napona iz mreže i isporučuje izmjeničnu struju promjenjive frekvencije, promjenjivog napona motoru. Tri faze obavljaju posao.

1. Ispravljač. Diodni mostovi ili aktivni prednji kraj na regenerativnim jedinicama pretvaraju dolazni trofazni AC u DC.
2. DC bus. Kondenzatori i, na većim jedinicama, DC prigušnica uglađuju vezu i pohranjuju energiju za prolazna opterećenja.
3. Inverter. IGBT moduli prebacuju istosmjernu vezu natrag u izmjenični valni oblik moduliran širinom impulsa čiju frekvenciju i napon postavlja upravljačka ploča.

Budući da sinkrona brzina indukcijskog motora slijedi frekvenciju napajanja, promjena frekvencije izravno mijenja brzinu. Pad frekvencije bez pada napona zasitio bi magnetski krug, tako da pogon održava omjer volti po hercu, ili napredniji model motora, uravnotežen u svakoj radnoj točki.

Kontrolne metode koje ćete vidjeti

• U/f kontrola: jednostavna, popustljiva i dobro prilagođena ventilatorima, pumpama i drugim kvadratnim opterećenjima.
• Vektorsko upravljanje bez senzora: odziv okretnog momenta bez enkodera za transportere, miksere i ekstrudere.
• Vektorsko upravljanje zatvorenom petljom: povratna informacija kodera za preciznu brzinu i zakretni moment na dizalicama, namotajima i alatnim strojevima.

Types of Low-Voltage AC Drives

Tržište se dijeli na nekoliko praktičnih obitelji. Zidni zatvoreni pogoni dominiraju od otprilike 0,4 kW do 90 kW i nalaze se pokraj stroja ili unutar male ploče. Modularni pogoni i pogoni ugrađeni u ormar pokrivaju veće snage i omogućuju konfiguraciju zajedničkih istosmjernih sabirnica, kočionih jedinica i filtara prema aplikaciji. Sustavi s više pogona napajaju nekoliko pretvarača iz jednog ispravljača, što je uobičajeno na linijama za tekstil, pakiranje i metal. Regenerativni pogoni vraćaju energiju kočenja opskrbi umjesto da je spaljuju u otporniku.

Za većinu svakodnevnih zadataka dovoljna je kompaktna zidna jedinica, a ploča je mala.

Dobavljači pametnih niskonaponskih AC pogona RVE21 • Dizajn sa širokim rasponom napona • Mogućnost preopterećenja do 200% • Uklonjivi funkcionalni štit, instalacija jedan pored drugog • Dizajn neovisnog dišnog puta • Visoka cijena Pogledajte proizvod →

Naš RVE21 Smart niskonaponski pretvarač varijabilne frekvencije dizajniran je upravo za tu situaciju: OEM strojevi i naknadne ugradnje gdje je prostor na ploči tijesan, ožičenje mora biti brzo, a pogon i dalje mora pokrivati širok raspon veličina motora.

Drive or Soft Starter?

Oba uređaja nalaze se ispred motora i oba kontroliraju rampu, pa se često navode jedan protiv drugog. Odlučujuće pitanje je trebate li promijeniti brzinu nakon pokretanja motora.

Ako procesu nikada nije potrebna drugačija brzina, soft starter je obično jeftiniji odgovor. Ako brzina, okretni moment ili potrošnja energije moraju pratiti potražnju, pogon je bolja investicija.

Choosing the Right Drive

Ocjene snage u podatkovnoj tablici početna su točka, a ne odgovor. Work through the load first.

• Struja motora i preopterećenje: odredite struju punog opterećenja, a zatim provjerite treba li rad 120%, 150% ili 200% preopterećenje na minutu ili dulje.
• Profil zakretnog momenta opterećenja: opterećenja s konstantnim zakretnim momentom kao što su transporteri i ekstruderi zahtijevaju više pogona nego kvadratna opterećenja ventilatora i pumpe.
• Raspon brzine: rad s konstantnom snagom iznad osnovne brzine zahtijeva slabljenje polja i motor naznačen za to.
• Kočenje: odlučite je li potreban kočioni otpornik, kočna jedinica ili regenerativni prednji kraj.
• Okruženje: temperatura okoline, nadmorska visina, prašina, vlaga i potrebna IP ocjena smanjuju korisnu izlaznu struju.
• Kvaliteta napajanja: harmonijska ograničenja, duljina kabela i EMC kategorija obično određuju hoće li se dodati prigušnice ili filtri.
• Integracija: protokol sabirnice polja, broj I/O i mora li pogon komunicirati s postojećom upravljačkom platformom.

Tamo gdje je opterećenje veliko ili je dinamika tijesna, vektorski pogon s odgovarajućim automatskim podešavanjem motora je sigurniji izbor.

RVE32 Vector AC Drives Suppliers Plastična školjka • Tehnologija vektorske kontrole brzine bez senzora • Automatska prilagodba parametara petlje, nije potrebno otklanjanje pogrešaka • Modbus komunikacija kao standard • Niska snaga ... Pogledajte proizvod →

RV32 vektorski pogon s promjenjivom frekvencijom naš je odgovor na te dužnosti: vektorska kontrola otvorene ili zatvorene petlje, velika mogućnost preopterećenja te mogućnosti kočenja i komunikacije koje proizvođači strojeva traže.

Where Low-Voltage AC Drives Deliver Results

Aplikacije se grupiraju oko nekoliko uzoraka. U sustavima ventilatora i pumpi pogon zamjenjuje prigušni ventil ili zaklopku, tako da motor proizvodi samo protok koji je potreban procesu. Na kompresorima, pogoni smanjuju gubitke pri rasterećenju i održavaju tlak stabilnim. U kemijskim tvornicama krote centrifuge i miješalice koje bi inače pri svakom startu udarile mjenjač. Linije za proizvodnju gume i plastike koriste ih na pužnim ekstruderima, dok se oprema za podizanje i alatni strojevi oslanjaju na njih za kontrolirano ubrzanje i ponovljivo pozicioniranje.

Puhala za obradu vode, potopne pumpe i opskrbni sustavi s konstantnim tlakom slijede istu logiku. Možete vidjeti kako su te dužnosti konfigurirane u našem fan and pump application solutions .

CT3000 Series AC Drives Suppliers Frekventni pretvarač serije CT3000 400V 560-800kW Pogledajte proizvod →

Pogon varijabilne frekvencije serije CT3000 pokriva zadatke opće namjene u ovim industrijama, što ga čini razumnom početnom točkom kada projekt miješa nekoliko tipova strojeva u okviru jedne strategije rezervnih dijelova.

Energy Efficiency, Reliability and Power Quality

Zakoni afiniteta objašnjavaju većinu priče o uštedama: u centrifugalnim opterećenjima protok varira s brzinom, dok snaga osovine varira s kubom brzine. Smanjenje brzine od 20 posto stoga smanjuje snagu za otprilike polovicu. Zato projekti retrofita na ventilatorima i pumpama obično vraćaju pogon u roku od jedne do tri godine.

Pouzdanost proizlazi iz zaštite plus dobre instalacije. Moderni pogoni nadziru izlaznu struju, napon istosmjerne sabirnice, temperaturu hladnjaka i curenje uzemljenja te ograničavaju okretni moment radije nego da se isključuju kad god to proces dopušta. Harmonici i elektromagnetska kompatibilnost i dalje zahtijevaju pozornost: prigušnice istosmjerne ili izmjenične struje smanjuju izobličenje struje, oklopljeni kabel motora i ispravno uzemljenje kontroliraju buku zajedničkog načina rada, a ograničenja duljine kabela štite izolaciju motora od brzih preklapanja rubova.

Commissioning, Documentation and Support

Good commissioning is mostly preparation. Prvo unesite podatke s natpisne pločice motora, pokrenite automatsko podešavanje, zatim postavite rampe ubrzanja i usporavanja oko stvarne inercije prije nego što pogon uoči opterećenje. Zalijepite ekran kabela motora na oba kraja, držite kontrolno ožičenje dalje od ožičenja napajanja i zabilježite konačni skup parametara kako bi se zamjenska jedinica mogla brzo učitati.

Održavanje ostaje jednostavno kada je planirano: očistite hladnjak i ventilator za hlađenje, provjerite kondenzatore DC sabirnice nakon dugog servisa, provjerite zakretni moment na stezaljkama jednom godišnje i upotrijebite termalnu sliku za rano otkrivanje labavih spojeva. Naš user manuals and downloads nosite popise parametara, dijagrame ožičenja i dokumente firmvera potrebne za oba zadatka.

Često postavljana pitanja

Može li niskonaponski izmjenični pogon držati motor na nultoj brzini?

Da, može držati osovinu nepomičnom dok proizvodi okretni moment, ali motor mora biti ocijenjen za kontinuirani rad pri maloj brzini. Standardni motori s vlastitim hlađenjem gube protok zraka za hlađenje kako brzina pada, stoga planirajte motor s odvojenom ventilacijom ako je dužnost zadržavanja duga.

How far can the motor cable run from the drive?

U pravilu, do otprilike 30-50 m bez zaštite ili 20-30 m zaštićeno. Duži pogoni zahtijevaju dV/dt filtar ili izlaznu prigušnicu za zaštitu namota motora od strmih rubova prekidanja.

Do I always need a braking resistor?

Ne. Potrebno je samo kada opterećenje regenerira energiju brže nego što je pogon može apsorbirati, na primjer kada brzo zaustavljate ventilator velike inercije ili spuštate dizalicu. Za spore padove i opterećenja male inercije često nije potrebno ništa dodatno.

Niskonaponski AC pogoni nagrađuju pažljivo usklađivanje više od bilo koje pojedinačne specifikacije. Dobijte ispravan profil zakretnog momenta, zahtjeve za preopterećenjem i okoliš, a pogon postaje dio stroja koji ne zahtijeva održavanje, a ne problem koji se ponavlja.

Ako želite drugo mišljenje o nekoj primjeni, od krivulje pumpe do naknadne ugradnje, naši inženjeri će vam rado pomoći da je dimenzionirate, postavite i ostavite da radi godinama.