Aké charakteristiky motora je potrebné zvážiť pri výbere striedavého pohonu?

Výber doprava AC pohon (tiež známy ako pohon s premenlivou frekvenciou alebo VFD) je kritickým krokom pri optimalizácii akéhokoľvek systému poháňaného motorom. Výkon pohonu je vnútorne spojený s motorom, ktorý riadi, takže hlboké pochopenie charakteristík motora je absolútne nevyhnutné pre správne spárovanie, efektivitu a životnosť systému.

Tu sú hlavné charakteristiky motora, ktoré treba dôsledne zvážiť pri výbere AC pohon :

1. Typ motora a výkon

Základná povaha motora určuje riadiace schopnosti pohonu a požadovaný výkon:

• Technológia motora (indukcia vs. synchrónna):

  • Indukčné motory: Najbežnejší typ. Štandardné indukčné motory môžu byť vhodné pre jednoduché aplikácie s nízkou záťažou. Avšak pre presné riadenie alebo prevádzku pri nízkych otáčkach pri konštantnom krútiacom momente, an invertorový motor sa často vyžaduje. Tieto motory majú vylepšenú izoláciu a chladenie, aby odolali vysokofrekvenčnému spínaniu a napäťovým špičkám generovaným striedavým pohonom (PWM riadenie).

  • Synchrónne motory/motory s permanentnými magnetmi: Tieto vyžadujú pokročilejšie riadiace algoritmy (často vektorové riadenie) zo striedavého pohonu na riadenie presnej rýchlosti a krútiaceho momentu bez „sklzu“. Pohon musí byť špeciálne dimenzovaný pre tento typ motora.

• Hodnotenie izolácie: Trieda izolácie motora (napr. NEMA/IEC) musí byť schopná tolerovať napäťové špičky a harmonický obsah produkovaný striedavým pohonom. Použitie motora bez meniča s moderným pohonom môže viesť k predčasnému zlyhaniu motora.

• Kryt a chladenie: Štandardné ventilátorom chladené motory strácajú chladiaci výkon pri nízkych otáčkach. Pri nepretržitých aplikáciách pri nízkych otáčkach a konštantnom krútiacom momente musí kombinácia pohon/motor počítať s tým, čo často vyžaduje špecializované zariadenie invertorový motor s nezávislým dúchadlom alebo pohonom, ktorý obmedzuje prevádzku pri nízkych otáčkach.

2. Elektrické hodnotenia a kompatibilita

Zhoda základných elektrických špecifikácií je nesporná z hľadiska bezpečnosti a prevádzky:

• Menovité napätie a výkon (HP/kW): Menovité napätie a výkon frekvenčného meniča sa musia zhodovať s menovitými hodnotami na typovom štítku motora alebo ich prekročiť. Schopnosť výstupného prúdu meniča je zvyčajne najdôležitejším faktorom, pretože musí zvládnuť motor prúd pri plnom zaťažení (FLA) .

• Ampéry pri plnom zaťažení (FLA): Menovitý trvalý prúd meniča musí byť rovnaký alebo väčší ako FLA motora, najmä pri prevádzke pri základnej rýchlosti motora.

• Vstupná frekvencia (50 Hz alebo 60 Hz): Zatiaľ čo úlohou striedavého pohonu je meniť výstupnú frekvenciu, jeho vstupná časť musí byť kompatibilná s frekvenciou napájania zariadenia.

3. Požiadavky na krútiaci moment a rýchlosť

Výkonová krivka motora určuje typ riadenia, ktorý sa vyžaduje od motora AC pohon :

• Krivka krútiaceho momentu a rýchlosti (typ zaťaženia):

  • Variabilný krútiaci moment: Záťaže ako odstredivé čerpadlá a ventilátory vyžadujú krútiaci moment, ktorý sa zvyšuje s druhou mocninou rýchlosti. Často sú vhodné štandardné motory a jednoduché ovládanie V/Hz na striedavom pohone, pretože pri nízkych otáčkach je potrebný menší krútiaci moment.

  • Konštantný krútiaci moment: Zaťaženia ako dopravníky, objemové čerpadlá a extrudéry vyžadujú rovnaké množstvo krútiaceho momentu v celom rozsahu otáčok. To si vyžaduje robustnejší striedavý pohon a často aj invertorový motor aby sa zabránilo prehriatiu pri nízkych otáčkach.

• Rozsah ovládania rýchlosti: Požadovaný rozsah (napr. 10:1, 100:1 alebo dokonca 1000:1) určuje riadiacu technológiu v striedavom pohone. Jednoduché ovládanie V/Hz poskytuje obmedzený rozsah, zatiaľ čo bezsenzorové vektorové riadenie (SVC) alebo vektorové riadenie s uzavretou slučkou (vyžadujúce motorový enkodér) ponúka precízne riadenie otáčok a krútiaceho momentu v širokom rozsahu.

• Štartovací krútiaci moment: Pohon musí byť dimenzovaný tak, aby poskytoval potrebný krútiaci moment na zrýchlenie záťaže z pokoja. To často zahŕňa pohon kapacita preťaženia —jeho schopnosť krátkodobo dodať vyšší ako menovitý prúd (napr. 150 % počas 60 sekúnd).

4. Metodika spätnej väzby a kontroly

Konfigurácia motora často určuje najvhodnejší režim riadenia v AC pohon :

• Zariadenie spätnej väzby motora:

  • Žiadna spätná väzba (otvorená slučka V/Hz alebo bezsenzorový vektor): Používa sa pre väčšinu jednoduchých aplikácií. AC pohons spoliehajte sa na interné modely motorov bez priamej spätnej väzby rýchlosti alebo polohy.

  • Kódovač/resolver (vektor s uzavretou slučkou): Vyžaduje sa pre aplikácie vyžadujúce extrémne presnú reguláciu rýchlosti, riadenie krútiaceho momentu alebo schopnosť držať nulovú rýchlosť (ako sú žeriavy alebo výťahy). Striedavý pohon musí mať príslušné svorky a softvér na spracovanie tejto spätnej väzby.

• Palice motora: Počet pólov (2, 4, 6 atď.) určuje synchrónne otáčky motora pri danej frekvencii, ktorá AC pohon musí brať do úvahy svoje riadiace algoritmy.

Dôkladným vyhodnotením týchto charakteristík motora môžu inžinieri zabezpečiť výber AC pohon poskytuje potrebný výkon, ochranu a presné ovládanie požadované pre aplikáciu, maximalizuje efektivitu a minimalizuje prestoje.