Какие характеристики двигателя следует учитывать при выборе привода переменного тока?

Выбор правильного привод переменного тока (также известный как частотно-регулируемый привод или VFD) является важным шагом в оптимизации любой системы с приводом от двигателя. Производительность привода неразрывно связана с двигателем, которым он управляет, поэтому глубокое понимание характеристик двигателя абсолютно необходимо для правильного сопряжения, эффективности и долговечности системы.

Вот основные характеристики двигателя, которые необходимо тщательно учитывать при выборе. привод переменного тока :

1. Тип двигателя и режим работы.

Фундаментальная природа двигателя определяет возможности управления приводом и требуемую производительность:

• Технология двигателя (индукционная или синхронная):

  • Асинхронные двигатели: Самый распространенный тип. Стандартные асинхронные двигатели могут подойти для простых применений с небольшой нагрузкой. Однако для точного управления или работы на низкой скорости с постоянным крутящим моментом инверторный двигатель часто требуется. Эти двигатели имеют улучшенную изоляцию и охлаждение, чтобы противостоять высокочастотным переключениям и скачкам напряжения, генерируемым приводом переменного тока (управление ШИМ).

  • Синхронные двигатели/двигатели с постоянными магнитами: Для этого требуются более совершенные алгоритмы управления (часто векторное управление) от привода переменного тока для точного управления скоростью и крутящим моментом без «проскальзывания». Привод должен быть специально рассчитан на этот тип двигателя.

• Рейтинг изоляции: Класс изоляции двигателя (например, NEMA/IEC) должен выдерживать скачки напряжения и гармоники, создаваемые приводом переменного тока. Использование двигателя без инвертора с современным приводом может привести к преждевременному выходу двигателя из строя.

• Корпус и охлаждение: Стандартные двигатели с вентиляторным охлаждением теряют охлаждающую способность на низких скоростях. Для непрерывных, низкоскоростных применений с постоянным крутящим моментом комбинация привод/двигатель должна учитывать это, часто требуя специального инверторный двигатель с независимым нагнетателем или приводом, ограничивающим работу на малых оборотах.

2. Электрические параметры и совместимость

Соответствие основным электрическим характеристикам не подлежит обсуждению с точки зрения безопасности и эксплуатации:

• Номинальные напряжения и мощности (л.с./кВт): Номинальное напряжение и номинальная мощность привода переменного тока должны соответствовать номинальным значениям, указанным на паспортной табличке двигателя, или превышать их. Максимальный выходной ток привода обычно является наиболее важным фактором, поскольку он должен выдерживать нагрузку двигателя. ток полной нагрузки (FLA) .

• Полная нагрузка (FLA): Номинальный непрерывный ток привода должен быть равен или превышать FLA двигателя, особенно при работе на базовой скорости двигателя.

• Входная частота (50 Гц или 60 Гц): Хотя задача привода переменного тока заключается в изменении выходной частоты, его входная часть должна быть совместима с частотой электропитания объекта.

3. Требования к крутящему моменту и скорости

Кривая производительности двигателя определяет тип управления, требуемый от привод переменного тока :

• Кривая крутящего момента-скорости (тип нагрузки):

  • Переменный крутящий момент: Такие нагрузки, как центробежные насосы и вентиляторы, требуют крутящего момента, который увеличивается пропорционально квадрату скорости. Часто подходят стандартные двигатели и простое управление напряжением/Гц на приводе переменного тока, поскольку на низких скоростях требуется меньший крутящий момент.

  • Постоянный крутящий момент: Такие нагрузки, как конвейеры, поршневые насосы и экструдеры, требуют одинакового крутящего момента во всем диапазоне скоростей. Это требует более надежного привода переменного тока, а зачастую и инверторный двигатель во избежание перегрева на низких скоростях.

• Диапазон регулирования скорости: Требуемый диапазон (например, 10:1, 100:1 или даже 1000:1) определяет технологию управления приводом переменного тока. Простое управление В/Гц обеспечивает ограниченный диапазон, тогда как бездатчиковое векторное управление (SVC) или векторное управление с обратной связью (требующее энкодера двигателя) обеспечивает точное управление скоростью и крутящим моментом в широком диапазоне.

• Стартовый крутящий момент: Привод должен быть рассчитан на обеспечение необходимого крутящего момента для ускорения нагрузки из состояния покоя. Часто это касается привода перегрузочная способность — его способность подавать ток, превышающий номинальный, в течение коротких периодов времени (например, 150 % в течение 60 секунд).

4. Методика обратной связи и контроля

Конфигурация двигателя часто определяет наиболее подходящий режим управления в привод переменного тока :

• Устройство обратной связи двигателя:

  • Без обратной связи (В/Гц с разомкнутым контуром или бездатчиковый вектор): Используется для большинства простых приложений. привод переменного токаs полагайтесь на внутренние модели двигателей без прямой обратной связи по скорости или положению.

  • Кодер/резольвер (векторный замкнутый контур): Требуется для применений, требующих чрезвычайно точного регулирования скорости, контроля крутящего момента или способности удерживать нулевую скорость (например, краны или лифты). Привод переменного тока должен иметь соответствующие клеммы и программное обеспечение для обработки этой обратной связи.

• Полюса двигателя: Количество полюсов (2, 4, 6 и т. д.) определяет синхронную скорость двигателя на заданной частоте, которая привод переменного тока должны учитываться в алгоритмах управления.

Тщательно оценивая эти характеристики двигателя, инженеры могут гарантировать выбранный привод переменного тока обеспечивает необходимую мощность, защиту и точное управление, необходимые для приложения, максимизируя эффективность и сводя к минимуму время простоя.