Lý do sử dụng biến tần

BIẾN TẦN SUMO 500

Biến tần Schneider

1.Biến tần có phù hợp với hệ thống của bạn?

Chức năng chính của biến tần là thay đổi tốc độ của động cơ cảm ứng ba pha AC. Biến tần cũng cung cấp điều khiển dừng và khởi động không khẩn cấp, tăng tốc và giảm tốc, và bảo vệ quá tải. Ngoài ra, Biến tần có thể giảm lượng khởi động động cơ khởi động bằng cách tăng tốc động cơ dần dần. Vì những lý do này, Biến tần thích hợp cho băng chuyền, quạt và máy bơm. Các thiết bị hệ thống này được hưởng lợi từ tốc độ vận hành động cơ giảm và được kiểm soát .

Biến tần chuyển đổi năng lượng AC đầu vào thành DC, được đảo ngược trở lại thành công suất ra ba pha. Dựa trên các điểm đặt tốc độ, Biến tần trực tiếp thay đổi điện áp và tần số của công suất ra ngược để điều khiển tốc độ động cơ.

Chú ý: Chuyển đổi nguồn AC thành một bus DC - và sau đó quay trở lại một sóng sin mô phỏng - có thể sử dụng tới 4% công suất được cung cấp trực tiếp cho động cơ nếu không sử dụng biến tần. Vì thế biến tần có thể không hiệu quả về chi phí cho động cơ chạy ở tốc độ tối đa trong hoạt động bình thường. Đó là nguyên nhân nếu một động cơ có tốc độ rat hay đổi và đôi khi đạt định mức thì một contactor sử dụng với một VFD có thể tối đa hóa hiệu quả.

2. Xem xét lý do bạn lựa chọn một Biến tần

Các lý do điển hình cho việc xem xét chọn một biến tần bao gồm: tiết kiệm năng lượng, dòng khởi động được điều khiển, tốc độ vận hành và mô-men xoắn có thể điều chỉnh, dừng điều khiển và hoạt động ngược lại. Biến tần giảm tiêu thụ năng lượng, đặc biệt là với quạt ly tâm và tải trọng bơm.

Giải pháp biến tần với tải trọng bơm

Biến tần làm giảm tốc độ quạt => giảm công suất, vì công suất quạt tỷ lệ thuận với khối lập phương tốc độ quạt. Tùy thuộc vào kích thước động cơ, tiết kiệm năng lượng có thể trả cho chi phí lắp đặt Biến tần trong vòng chưa đầy hai năm.

Sử dụng Biến tần để vận hành quạt và máy bơm có thể làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng, vì chúng có thể điều chỉnh tốc độ quạt cho hệ thống. Mã lực quạt là tỷ lệ thuận với khối lập phương tốc độ quạt, do đó tùy thuộc vào kích cỡ động cơ, tiết kiệm năng lượng có thể bù đắp cho giá mua Biến tần ban đầu trong vòng chưa đầy hai năm.

Kiểm soát khởi động hiện tại cũng có thể kéo dài tuổi thọ của động cơ bởi vì dòng xung hiện tại rút ngắn tuổi thọ của động cơ AC. Tuổi thọ rút ngắn đặc biệt với các hệ thống và thiết bị trong các ứng dụng yêu cầu khởi động và dừng thường xuyên. Biến tần giảm đáng kể dòng khởi động, kéo dài tuổi thọ của động cơ.

Khả năng thay đổi tốc độ hoạt động cho phép tối ưu hóa các quy trình được kiểm soát. Nhiều Biến tần cho phép điều chỉnh tốc độ từ xa bằng cách sử dụng một chiết áp, bàn phím, bộ điều khiển logic lập trình (PLC), hoặc bộ điều khiển vòng lặp quy trình. Biến tần cũng có thể giới hạn mô-men xoắn được áp dụng để bảo vệ máy móc và sản phẩm cuối cùng khỏi hư hỏng.

Ngăn chặn được kiểm soát giảm thiểu hao hụt hoặc mất mát sản phẩm, cũng như hao mòn thiết bị. Bởi vì các giai đoạn đầu ra có thể được chuyển đổi bằng điện tử, Biến tần cũng loại bỏ sự cần thiết cho một khởi động đảo ngược.

Ngoài tốc độ khác nhau, các ứng dụng băng tải thường yêu cầu khởi động và dừng thường xuyên. Hình ảnh bên phải cho thấy, Biến tần giảm đáng kể bắt đầu từ hiện tại để kéo dài tuổi thọ của động cơ.

Nâng cấp hệ thống dây chuyền sản xuất với biến tần tại Nihaco Automation

3. Chọn thông số phù hợp cho tải

Khi chọ thông số Biến tần và công suất, hãy xem xét hồ sơ vận hành của tải trọng mà nó sẽ điều khiển. Tải sẽ là hằng số hay biến? Nó sẽ thường xuyên khởi động và dừng lại, hoặc sẽ hoạt động liên tục?

Xem xét cả mô-men xoắn và dòng điện cực đại. Lấy dòng điện cao điểm nhất trong điều kiện vận hành kém nhất. Kiểm tra dòng full tải nằm trên nhãn tên của động cơ. Lưu ý rằng nếu động cơ đã được cuốn lại, dòng full tải của nó có thể cao hơn so với những gì được chỉ định trên biển tên.

Không chọn Biến tần theo công suất. Thay vào đó, Biến tần cho động cơ theo dòng tối đa hiện tại của nó ở nhu cầu mô-men xoắn cao điểm. Biến tần phải đáp ứng các yêu cầu tối đa đặt trên động cơ.

Xem xét chọn Biến tần lớn hơn có thể là cần thiết. Một số ứng dụng gặp phải tình trạng quá tải tạm thời do yêu cầu tải hoặc yêu cầu khởi động. Hiệu suất động cơ dựa trên giá trị dòng biến tần có thể sản xuất. Ví dụ, một băng tải đầy tải có thể yêu cầu thêm mô-men xoắn ngắt, và do đó tăng sức mạnh từ Biến tần. Nhiều Biến tần được thiết kế để hoạt động ở mức quá tải 150% trong 60 giây. Một ứng dụng yêu cầu quá tải lớn hơn 150%, hoặc dài hơn 60 giây, yêu cầu Biến tần lớn hơn.

Nihaco Automation hân hành trở thành bạn đồng hành cùng doanh nghiệp của bạn

Độ cao cũng ảnh hưởng đến kích thước Biến tần, bởi vì Biến tần được làm mát bằng không khí. Air thổi ở độ cao cao, làm giảm tính chất làm mát của nó. Hầu hết các Biến tần được thiết kế để hoạt động ở 100% công suất lên đến độ cao 1.000 mét; ngoài ra thì phải chọn 1 biến tần lớn hơn.

4. Các yêu cầu phanh

Với tải quán tính trung bình, quá áp trong quá trình giảm tốc thường sẽ không xảy ra. Đối với các ứng dụng có tải quán tính cao, Biến tần sẽ tự động kéo dài thời gian giảm tốc. Tuy nhiên, nếu tải trọng nặng phải được giảm tốc nhanh thì phải sử dụng điện trở hãm động .

Khi động cơ giảm tốc, chúng hoạt động như máy phát điện, và phanh động lực cho phép Biến tần tạo ra mô-men xoắn phanh hoặc dừng bổ sung. Biến tần thường có thể tạo ra mô-men xoắn phanh từ 15 đến 20% mà không có các bộ phận bên ngoài. Khi cần thiết, thêm một điện trở hãm bên ngoài làm tăng mô-men xoắn điều khiển phanh của Biến tần - để tăng tốc độ giảm tốc độ tải quán tính lớn và chu kỳ ngừng khởi động thường xuyên.

5. Xác định các yêu cầu I / O

Hầu hết các Biến tần có thể tích hợp vào các hệ thống và quy trình kiểm soát. Tốc độ động cơ có thể được thiết lập bằng tay bằng cách điều chỉnh một chiết áp hoặc thông qua bàn phím tích hợp vào một số Biến tần. Ngoài ra, hầu như mọi Biến tần đều có một số I / O và các Biến tần cao cấp có nhiều cổng I / O và các cổng truyền thông đầy đủ tính năng; chúng có thể được kết nối với các điều khiển để tự động hóa các lệnh tốc độ động cơ.

Hầu hết các Biến tần bao gồm một số đầu vào và đầu ra rời rạc, và ít nhất một đầu vào tương tự và một đầu ra tương tự. Đầu vào rời rạc giao diện Biến tần với các thiết bị điều khiển như nút bấm, công tắc chọn, và mô đun đầu ra rời rạc PLC. Các tín hiệu này thường được sử dụng cho các chức năng như khởi động / dừng, chuyển tiếp / đảo ngược, lỗi bên ngoài, lựa chọn tốc độ cài sẵn, đặt lại lỗi và bật / tắt PID.

Các đầu ra rời rạc có thể là transistor, relay hoặc xung tần số. Thông thường, đầu ra transistor tạo ra các giao diện cho PLC, bộ điều khiển chuyển động, đèn phi công và rơ le phụ. Đầu ra rơle
thường dẫn động các thiết bị ac và các thiết bị khác có điểm tiếp đất riêng, vì các tiếp điểm tiếp xúc cô lập mặt đất thiết bị bên ngoài. Đầu ra tần số thường được sử dụng để gửi tín hiệu tham chiếu tốc độ tới đầu vào tương tự của PLC hoặc một Biến tần khác đang chạy ở chế độ người theo dõi.

Thông thường, các đầu ra có mục đích chung của hầu hết các Biến tần là các bóng bán dẫn. Đôi khi một hoặc nhiều đầu ra relay được đưa vào để cô lập các thiết bị cao hơn. Các đầu ra xung tần số thường được dành riêng cho các Biến tần higherend.

Đầu vào tương tự được sử dụng để giao tiếp Biến tần với tín hiệu từ 0 đến 10 VDC hoặc 4 đến 20 mA bên ngoài. Các tín hiệu này có thể biểu thị điểm đặt tốc độ và / hoặc phản hồi điều khiển vòng kín. Một đầu ra tương tự có thể được sử dụng như một feedforward để cung cấp các điểm thiết lập cho các Biến tần khác để các thiết bị khác sẽ thực hiện theo tốc độ của Biến tần chính; nếu không, nó có thể truyền tín hiệu tốc độ, mô-men xoắn hoặc tín hiệu hiện tại trở lại PLC hoặc bộ điều khiển.

Trong Phần hai, chúng tôi sẽ thảo luận về việc chọn chế độ điều khiển thích hợp, hiểu các yêu cầu về hồ sơ kiểm soát của bạn và hơn thế nữa

Tham khảo: BIẾN TẦN VÀ 10 LÝ DO SỬ DỤNG BIẾN TẦN (Phần II)