Jaké vlastnosti motoru je třeba vzít v úvahu při výběru střídavého měniče?

Výběr vpravo AC pohon (také známý jako pohon s proměnnou frekvencí nebo VFD) je kritickým krokem při optimalizaci jakéhokoli systému poháněného motorem. Výkon měniče je vnitřně spojen s motorem, který řídí, takže hluboké porozumění charakteristikám motoru je naprosto nezbytné pro správné párování, účinnost a životnost systému.

Zde jsou hlavní charakteristiky motoru, které je třeba pečlivě zvážit při výběru AC pohon :

1. Typ motoru a výkon

Základní povaha motoru určuje řídící schopnosti měniče a požadovaný výkon:

• Technologie motoru (indukční vs. synchronní):

  • Indukční motory: Nejběžnější typ. Standardní indukční motory mohou být vhodné pro jednoduché aplikace s nízkou zátěží. Nicméně pro přesné řízení nebo provoz při nízkých otáčkách při konstantním točivém momentu, an invertorový motor je často vyžadováno. Tyto motory mají vylepšenou izolaci a chlazení, aby vydržely vysokofrekvenční spínání a napěťové špičky generované střídavým pohonem (PWM řízení).

  • Synchronní motory/motory s permanentními magnety: Ty vyžadují pokročilejší řídicí algoritmy (často vektorové řízení) ze střídavého měniče pro řízení přesné rychlosti a točivého momentu bez „prokluzu“. Pohon musí být speciálně dimenzován pro tento typ motoru.

• Hodnocení izolace: Třída izolace motoru (např. NEMA/IEC) musí být schopna tolerovat napěťové špičky a harmonický obsah produkovaný střídavým měničem. Použití motoru bez invertoru s moderním pohonem může vést k předčasnému selhání motoru.

• Kryt a chlazení: Standardní motory chlazené ventilátorem ztrácejí chladicí kapacitu při nízkých otáčkách. U kontinuálních aplikací s nízkými otáčkami a konstantním kroutícím momentem to musí zohlednit kombinace pohon/motor, což často vyžaduje specializované zařízení invertorový motor s nezávislým dmychadlem nebo pohonem omezujícím provoz při nízkých otáčkách.

2. Elektrické parametry a kompatibilita

Shoda základních elektrických specifikací je z hlediska bezpečnosti a provozu nesporná:

• Jmenovité napětí a výkon (HP/kW): Jmenovité napětí a jmenovitý výkon střídavého měniče musí odpovídat nebo překračovat jmenovité hodnoty motoru na typovém štítku. Výstupní proud měniče je obvykle nejkritičtějším faktorem, protože musí zvládat proud motoru proud při plném zatížení (FLA) .

• Ampéry při plném zatížení (FLA): Jmenovitý trvalý proud měniče musí být roven nebo větší než FLA motoru, zejména při provozu při základní rychlosti motoru.

• Vstupní frekvence (50 Hz nebo 60 Hz): Zatímco úkolem střídavého měniče je měnit výstupní frekvenci, jeho vstupní část musí být kompatibilní s frekvencí napájení zařízení.

3. Požadavky na točivý moment a rychlost

Výkonová křivka motoru určuje typ požadované regulace AC pohon :

• Křivka točivého momentu a rychlosti (typ zatížení):

  • Proměnný točivý moment: Zátěže, jako jsou odstředivá čerpadla a ventilátory, vyžadují točivý moment, který se zvyšuje s druhou mocninou rychlosti. Často jsou vhodné standardní motory a jednoduché řízení V/Hz na střídavém pohonu, protože při nízkých otáčkách je potřeba menší točivý moment.

  • Konstantní točivý moment: Zátěže, jako jsou dopravníky, objemová čerpadla a extrudéry, vyžadují stejné množství točivého momentu v celém rozsahu otáček. To vyžaduje robustnější střídavý pohon a často i invertorový motor aby se zabránilo přehřátí při nízkých otáčkách.

• Rozsah regulace rychlosti: Požadovaný rozsah (např. 10:1, 100:1 nebo dokonce 1000:1) určuje technologii řízení střídavého pohonu. Jednoduché řízení V/Hz poskytuje omezený rozsah, zatímco bezsenzorové vektorové řízení (SVC) nebo vektorové řízení s uzavřenou smyčkou (vyžadující enkodér motoru) nabízí přesné řízení otáček a točivého momentu v širokém rozsahu.

• Startovací točivý moment: Pohon musí být dimenzován tak, aby poskytoval potřebný krouticí moment pro zrychlení zátěže z klidu. To často zahrnuje pohon přetížitelnost —její schopnost dodávat vyšší než jmenovitý proud po krátkou dobu (např. 150 % po dobu 60 sekund).

4. Metodika zpětné vazby a kontroly

Konfigurace motoru často určuje nejvhodnější režim řízení v AC pohon :

• Zařízení pro zpětnou vazbu motoru:

  • Žádná zpětná vazba (otevřená smyčka V/Hz nebo bezsenzorový vektor): Používá se pro většinu jednoduchých aplikací. AC pohons spoléhat na interní modely motoru bez přímé zpětné vazby rychlosti nebo polohy.

  • Kodér/Resolver (vektor s uzavřenou smyčkou): Vyžaduje se pro aplikace vyžadující extrémně přesnou regulaci rychlosti, řízení točivého momentu nebo schopnost udržování nulové rychlosti (jako jeřáby nebo výtahy). Střídavý měnič musí mít příslušné svorky a software pro zpracování této zpětné vazby.

• Póly motoru: Počet pólů (2, 4, 6 atd.) určuje synchronní otáčky motoru při dané frekvenci, kterou AC pohon musí zahrnout do svých řídicích algoritmů.

Pečlivým vyhodnocením těchto charakteristik motoru mohou inženýři zajistit výběr AC pohon poskytuje potřebný výkon, ochranu a přesné ovládání požadované pro aplikaci, maximalizuje efektivitu a minimalizuje prostoje.