Izbira zmogljivosti pretvornikov s spremenljivo frekvenco (VFD) kot osrednja komponenta sodobnih industrijskih krmilnih sistemov neposredno vpliva na učinkovitost delovanja opreme, ravni porabe energije in stabilnost sistema. Znanstvena izbira, ki temelji na ključnih dejavnikih, kot so moč motorja, značilnosti obremenitve in delovno okolje, lahko prepreči tveganje preobremenitve ("prekomerno uničenje") ali potratnost virov ("premalo izkoriščenost"). V nadaljevanju je opisana sistematična izbirna metodologija:
I. Osnovna pravila za izračun parametrov
1. Načela motornega ujemanja
Nazivna moč frekvenčnega pretvornika mora biti večja ali enaka nazivni moči motorja. Za pravokotne obremenitve z navorom, kot so centrifugalne črpalke in ventilatorji, je lahko moč pretvornika en korak nižja od moči motorja (npr. motor s 37 kW v kombinaciji s pretvornikom 30 kW). Vendar stalne obremenitve navora, kot so žerjavi in valjarne, zahtevajo strogo ujemanje 1:1. V cementarni je glavni motor navpičnega mlina stalno izgoreval na svojem 1600kW VFD zaradi nerazločevanja vrste obremenitve med izbiro. Težava je bila odpravljena šele po zamenjavi z namenskim modelom s konstantnim{12}}navorom 1800 kW.
2. Trenutne ključne točke preverjanja
Izpolnjena morata biti oba pogoja:Nazivni tok VFD Večji ali enak nazivnemu toku motorja × 1,1 (varnostni faktor). Na primer, 4-polni motor s 55 kW in nazivnim tokom 103 A zahteva VFD z izhodnim tokom, ki je večji ali enak 113 A. Vijačni kompresor z močjo 90 kW v kemični tovarni se je med poletnimi vročinskimi valovi pogosto sprožil. Inšpekcija je pokazala, da ima originalni VFD samo 125 A izhodnega toka; zamenjava z modelom 160A je odpravila napako.
II. Korekcijski faktorji dinamične obremenitve
1. Ocena preobremenitvene zmogljivosti
Za kratkotrajne-preobremenitvene zahteve (npr. zagon drobilnika) izberite vektorsko-krmiljene pretvornike, ki lahko vzdržijo 150-odstotno preobremenitev 1 minuto. Po nadgradnji rudarskega drobilnega sistema s standardnih inverterjev na težke-modele z 200-odstotno preobremenitveno zmogljivostjo se je stopnja uspešnosti zagona opreme povečala z 78 % na 99,6 %.
2. Prilagoditve koeficienta delovnih pogojev
● Več motorjev vzporedno:Skupna zmogljivost=Moč enega motorja × število motorjev × 0,8 (koeficient hkratnega delovanja).
● Visoko-nadmorska okolja:Za vsakih 100 metrov nad 1000 metrov nadmorske višine zmanjšajte zmogljivost za 1 %.
● Okolja z visoko{0}}temperaturo:Pri temperaturah okolja nad 40 stopinj povečajte zmogljivost za eno nazivno stopnjo.
III. Rešitve za posebne pogoje delovanja
1. Zahteve za zatiranje harmonikov
6-impulzni pretvorniki ustvarijo približno 30 % tokovnih harmonikov. Ko je zmogljivost omrežja omejena (zmogljivost transformatorja < 10-kratna zmogljivost pretvornika), izberite 12-impulzne ali matrične pretvornike. Bolnišnični center za slikanje je rešil težave z elektromagnetnimi motnjami opreme CT z uporabo 18-pulznega pretvornika.
2. Upravljanje zavorne energije
Za potencialne energetske obremenitve, kot so padajoči tračni transporterji in centrifuge, izračunajte zavorno moč: P=0.1047 × navor (N·m) × hitrost pojemka (r/min) / 9550. Ko zavorna moč preseže zmogljivost zavorne enote, vgrajene-pretvornika, je treba namestiti zunanji zavorni upor ali enoto za rekuperacijo energije. V večnadstropnem-projektu nadgradnje parkirne garaže je namestitev naprave za rekuperacijo energije 200 kW dosegla letni prihranek električne energije v višini 120.000 kWh.
IV. Optimizacija stroškov v celotnem življenjskem ciklu
1. Izbira ocene energetske učinkovitosti
Če za primer uporabimo VFD s 160 kW: učinkovitost IE1 je 96 %, IE2 98,5 %, razlika v ceni pa je približno 20.000 JPY. Na podlagi 6.000 letnih obratovalnih ur model IE2 svoje stroške povrne v dveh letih s prihranki električne energije.
2. Rezervacija razširitvene zmogljivosti
Dovolite 15%-20% rezerve zmogljivosti za nadgradnje procesov. Med robotsko širitvijo zmogljivosti na liniji za varjenje avtomobilov so rezervirani komunikacijski vmesniki in 20-odstotna rezerva moči v VFD-jih prihranili približno 800.000 juanov pri polnih stroških zamenjave.
V. Tipični primeri uporabe v industriji
1. Tekstilna industrija
Vrtljivi okvirji zahtevajo VFD-je z zaviranjem valovanja navora. Po zamenjavi 30kW VFD-jev s specializiranimi modeli z izločanjem harmonikov je eno podjetje zmanjšalo stopnje lomljenja preje za 40 %.
2. Metalurška industrija
Usmerjevalniki strojev za kontinuirno litje morajo uporabljati štiri{0}}pretvornike delovanja kvadrantov. Po naknadnem opremljanju je jeklarna dosegla povratno informacijo o zavorni energiji in prihranila 470.000 juanov letno na enoto.
3. Naftna industrija
Pretvorniki črpalke za vbrizgavanje vode zahtevajo certifikat-za zaščito pred eksplozijo in proti-korozijske premaze. Po izbiri pretvornika z oceno IP55 za platformo na morju so se intervali vzdrževanja opreme podaljšali s 3 mesecev na 2 leti.
Izbirno drevo odločitev:
1. Določite vrsto obremenitve (konstantni navor/spremenljivi navor).
2. Izračunajte osnovno moč in tok.
3. Ocenite zahteve glede preobremenitve.
4. Preverite okoljske pogoje.
5. Določite zavorno rešitev.
6. Izberite topologijo (vir napetosti/vir toka).
7. Konfigurirajte dodatne funkcije (PID krmiljenje, komunikacijski protokoli itd.).
Sistematično ocenjevanje z-tridimenzionalno izbirno metodo (razsežnost moči, razsežnost funkcionalnosti, razsežnost stroškov) lahko dvigne natančnost izbire pretvornika na več kot 95 %. Priporočljivo je vzpostaviti izbirno zbirko podatkov, ki vključuje zgodovinske krivulje obremenitve projekta, zapise napak in druge podatke v model odločanja, da se doseže inteligentna izbira. Končno izbirno shemo je treba potrditi s programsko opremo za simulacijo, da se zagotovi zanesljivost v ekstremnih pogojih delovanja.