Частотный преобразователь (FC) рейтинг
При определении рейтинга преобразователя частоты при заданной нагрузке первым шагом является рассмотрение характеристик нагрузки. Существует четыре различных метода расчета требуемой выходной мощности, и выбор метода зависит от данных двигателя. Однако сначала давайте начнем с основ характеристик нагрузки двигателя.
Какой размер преобразователя частоты мне нужен (фото кредит: Danfoss)
Характеристики нагрузки
Прежде чем можно будет определить размер преобразователя частоты, необходимо провести различие между двумя наиболее широко используемыми характеристиками нагрузки. На рисунке 1 показаны четыре наиболее типичные нагрузки двигателя и их характеристики.
Рисунок 1 - Типичные характеристики нагрузки двигателя
Группа 1 - Машины для наматывания материала под натяжением (машины для резки шпона)
Группа 2 - Конвейерные ленты, краны, насосы с объемным рабочим объемом, а также станки
Группа 3 - Машины, такие как ролики, сглаживающие машины и другие обрабатывающие машины
Группа 4 - Машины, работающие от центробежной силы (центрифуги, центробежные насосы и вентиляторы)
Причины различий между характеристиками нагрузки следующие: //
Когда скорость центробежных насосов и вентиляторов возрастает, потребность в энергии увеличивается на скорость кубика (P = n 3). Нормальный рабочий диапазон центробежных насосов и вентиляторов - это диапазон скоростей от 50 до 90%. Коэффициент загрузки увеличивается на квадрат скорости, т. Е. Прибл. От 30 до 80%.
Рисунок 2 - Крутящий момент постоянной и квадратной нагрузки
Эти два фактора показаны в характеристиках крутящего момента двигателя с регулируемым преобразователем частоты. На рисунке 3 и рисунке 4 показаны характеристики крутящего момента для двух разных размеров FC - один из них (рисунок 4) - это один диапазон мощности ниже другого.
Для обоих характеристик крутящего момента для центробежного насоса были введены одинаковые характеристики нагрузки.
На рисунке 3 общий рабочий диапазон насоса (0-100%) лежит в пределах номинальных значений двигателя. Так как нормальный рабочий диапазон насоса составляет 30-80%, можно выбрать преобразователь частоты с более низким выходом.
Рисунок 3 и 4 - Слева: «Большой» преобразователь частоты; Справа: «Меньший» преобразователь частоты
Если крутящий момент нагрузки постоянный, двигатель должен иметь возможность генерировать больше, чем крутящий момент нагрузки, поскольку избыточный крутящий момент используется для ускорения.
Момент перегрузки 60%, создаваемый преобразователем частоты на короткое время, достаточен для ускорения и высокого пускового момента, например, в связи с конвейерными лентами.
Крутящий момент перегрузки также гарантирует, что система сможет справиться с резким увеличением нагрузки. Преобразователь частоты, который не допускает крутящий момент перегрузки, должен быть выбран таким образом, чтобы момент разгона (TB) находился в пределах номинального момента.
Рисунок 5 - Момент перегрузки используется для ускорения
4 метода с различными наборами данных двигателя //
Когда характеристики нагрузки определены, существует четыре различных набора данных двигателя для определения размера мощности преобразователя частоты (FC).
Метод №1 (текущий Im)
Преобразователь частоты может быть определен быстро и точно на основе тока I M, который принимает двигатель. Если двигатель не полностью загружен, ток двигателя можно измерить в аналогичной системе в полном объеме.
Рисунок 6 - Выбор преобразователя частоты на основе номинального тока
Пример // Двигатель мощностью 7, 5 кВт, 3 х 400 В потребляет 14, 73 А.
Ссылаясь на технические данные преобразователя частоты, выбирается частотный преобразователь с максимальным непрерывным выходным током, превышающим или равным 14, 73 А при характеристиках постоянного или квадратного крутящего момента.
Примечание // Если преобразователь частоты выбран на основе мощности (методы 2-4), важно, чтобы рассчитанная мощность и мощность, указанные в технических данных для FC, сравнивались при одном и том же напряжении.
Это не обязательно, если FC рассчитывается на основе тока (метод 1), поскольку выходной ток FC влияет на другие данные.
Метод № 2 (кажущаяся мощность Sm)
Преобразователь частоты может выбираться на основе кажущейся мощности S M, потребляемой двигателем, и кажущейся мощности, подаваемой преобразователем частоты.
Рисунок 7 - Выбор преобразователя частоты на основе кажущейся мощности
Пример // Двигатель мощностью 7, 5 кВт, 3 × 400 В потребляет 14, 73 A
Ссылаясь на технические данные преобразователя частоты, он выбирается, максимальная непрерывная мощность которого выше или равна 10, 2 кВА при характеристиках постоянного или квадратного крутящего момента.
Способ № 3 (мощность Pm)
Преобразователь частоты также может быть выбран в соответствии с мощностью P M, генерируемой двигателем. Однако, поскольку cos φ и КПД η изменяются с нагрузкой, этот метод является неточным.
Рисунок 8 - Выбор преобразователя частоты в соответствии с выходной мощностью вала
Пример // Двигатель мощностью 3 кВт с КПД и cos φ 0, 80 или 0, 81 рисует следующим образом //
Выбирается частотный преобразователь - со ссылкой на технические данные преобразователя частоты - который имеет максимальный непрерывный выход, превышающий или равный 4, 6 кВА при характеристиках постоянного или квадратного крутящего момента.
Способ №4 (стандартная серия двигателей)
По практическим соображениям номинальная мощность большинства частотных преобразователей соответствует стандартной серии асинхронных двигателей. Следовательно, частотные преобразователи часто выбираются на этой основе, но это может привести к неточности калибровки, в частности, если двигатель не подвергается полной нагрузке.
Рисунок 9 - Выбор преобразователя частоты на основе стандартной серии двигателей
О технологии с переменной скоростью (VIDEO)
Ссылка // Факты, которые знают о частотных преобразователях Danfoss