Dažnio keitiklis naudojamas įrenginiuose, kuriuose reikia reguliuoti elektros variklio apsukas, paleidimą, stabdymą arba sukimo momentą. Jis ypač naudingas siurbliuose, ventiliatoriuose, ŠVOK sistemose, konvejeriuose, kompresoriuose ir kitose pavarose, kurių apkrova keičiasi darbo metu.
Tinkamai parinktas dažnio keitiklis gali sumažinti energijos sąnaudas, sušvelninti mechanines apkrovas paleidimo metu ir padėti palaikyti stabilesnį technologinį procesą. Sprendžiant, ar jis reikalingas, verta vertinti ne tik variklio galią, bet ir apkrovos pobūdį, maitinimo tinklą bei reikalaujamą valdymo tikslumą.
Pagrindinės dažnio keitiklio taikymo sritys
Dažnio keitiklio nauda priklauso nuo konkretaus mechanizmo: siurblyje jis palaiko slėgį, ventiliatoriuje pritaiko oro srautą, o konvejeryje kontroliuoja judėjimo greitį. Dažnio keitiklių pritaikymas pramonės automatikoje apima įvairias sistemas, kuriose svarbus tikslus variklio darbo režimas.
Siurbliai ir slėgio palaikymo sistemos
Siurblių sistemose dažnio keitiklis reguliuoja variklio apsukas pagal slėgio arba srauto poreikį. Kai vartojimas sumažėja, siurblys gali dirbti lėčiau, todėl mažėja elektros sąnaudos ir hidrauliniai smūgiai vamzdyne.
Praktiškai tai naudinga vandens tiekimo, šildymo, aušinimo ir nuotekų sistemose. Slėgio daviklis perduoda informaciją valdikliui, o keitiklis keičia variklio dažnį taip, kad slėgis išliktų nustatytame diapazone. Toks sprendimas taip pat gali sumažinti dažnų įjungimų ir išjungimų skaičių.
Ventiliatoriai
Ventiliatoriaus našumą galima pritaikyti keičiant jo variklio apsukas. Kai reikia mažesnio oro kiekio, sumažinus dažnį mažėja ir pavaros energijos poreikis, todėl dažnio keitiklis tinka vėdinimo, dūmų šalinimo bei pramoninio oro tiekimo įrangai.
Svarbu įvertinti ventiliatoriaus aerodinamiką, variklio aušinimą ir minimalias leistinas apsukas. Kai kuriose sistemose reikalingas automatinis valdymas pagal slėgį, temperatūrą arba oro kokybės daviklius.
ŠVOK ir oro tvarkymo įranga
Šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemose dažnio keitikliai valdo ventiliatorių, siurblių bei kompresorių pavaras. Jie leidžia pritaikyti įrangos našumą pagal patalpų temperatūrą, slėgį ortakiuose ar šilumos apkrovą.
ŠVOK automatikos spintoje keitiklis gali būti susietas su pastato valdymo sistema. Tuomet darbo režimas keičiamas pagal daviklių signalus, o variklis nenaudoja visos galios tada, kai jos nereikia.
Konvejeriai, gamybos linijos ir staklės
Konvejeriuose dažnio keitiklis padeda nustatyti juostos greitį ir suderinti kelias gamybos linijos grandis. Sklandus paleidimas sumažina juostos, reduktoriaus ir guolių apkrovą, o stabdymo funkcija leidžia tiksliau sustabdyti gaminį nustatytoje vietoje.
Staklėse bei technologinėse pavarose keitiklis naudojamas veleno apsukoms, sukimo momentui ir proceso sekai valdyti. Parenkant įrenginį reikia atsižvelgti į paleidimo momentą, apkrovos inerciją ir reikalaujamą stabdymo tikslumą.
Kompresoriai, maišyklės ir kiti pramoniniai mechanizmai
Kompresoriuose dažnio keitiklis leidžia suderinti našumą su suslėgto oro poreikiu. Maišyklėse jis padeda valdyti maišymo greitį, paleidimo momentą ir proceso etapų seką.
Tokiose pavarose apkrova gali smarkiai keistis, todėl vien variklio nominalios galios nepakanka. Reikia patikrinti, ar keitiklis skirtas pastoviam arba kintamam sukimo momentui, ar palaiko reikiamą perkrovą ir ar gali valdyti mechanizmą esant mažoms apsukoms.
Ką dažnio keitiklis leidžia valdyti?
Dažnio keitiklis suteikia galimybę valdyti variklio greitį, paleidimo bei stabdymo procesą ir energijos tiekimą pagal realią apkrovą. Jo veikimas pagrįstas reguliuojamo dažnio ir įtampos formavimu varikliui, kaip paaiškinta dažnio keitiklio veikimo principo apžvalgoje.
Variklio apsukas ir darbo režimą
Keitiklio išėjimo dažnis lemia asinchroninio variklio sukimosi greitį. Valdymo pulte, analoginiu signalu arba automatikos sistemoje nustatoma reikiama apsukų reikšmė.
Tai leidžia vienu varikliu pritaikyti įrangos našumą skirtingiems darbo etapams. Siurblyje keičiamos slėgio palaikymo apsukos, o konvejeryje nustatomas technologijai reikalingas transportavimo greitis.
Paleidimą, stabdymą ir sukimo momentą
Dažnio keitiklis leidžia nustatyti paleidimo bei stabdymo rampas, tai yra laiką, per kurį variklis pasiekia nustatytą greitį arba sustoja. Švelnesnis paleidimas sumažina paleidimo srovės šuolį ir mechaninį smūgį pavarai.
Pagal variklio ir apkrovos parametrus galima parinkti valdymo režimą, kuris užtikrina didesnį sukimo momentą mažose apsukose. Tai aktualu konvejeriams, maišyklėms ir mechanizmams, kuriems reikia įveikti didesnę inerciją.
Energijos suvartojimą kintančios apkrovos sistemose
Kintamos apkrovos įrenginiuose keitiklis reguliuoja variklio galią pagal faktinį poreikį. Siurbliui arba ventiliatoriui dirbant daliniu našumu, apsukų mažinimas gali sumažinti energijos sąnaudas.
Rezultatą lemia sistemos darbo grafikas, hidraulinė arba aerodinaminė apkrova ir nustatymai. Dažnio keitiklių sprendimai energijos taupymui pramonėje taip pat padeda sumažinti įrangos mechaninį dėvėjimąsi, nes variklis rečiau patiria staigius paleidimo ir stabdymo režimus.
Kada verta rinktis vienfazį į trifazį sprendimą?
Vienfazį į trifazį dažnio keitiklį verta svarstyti tada, kai objekte yra 230 V vienfazis tinklas, o turimas variklis skirtas trifaziam maitinimui. Tokia schema ypač praktiška mažesnėse dirbtuvėse, ūkiuose ar pastatuose, kuriuose trifazio įvado įrengimas būtų sudėtingas.
Trifazio variklio prijungimas prie 230 V tinklo
Specialus keitiklis iš vienfazio į trifazį maitinimą iš 230 V tinklo suformuoja trifazį išėjimą varikliui. Trifazio variklio maitinimo iš 230 V tinklo sprendimas kartu leidžia valdyti apsukas, paleidimo laiką ir sukimo momentą.
Prieš jungiant būtina patikrinti variklio gnybtų schemą. Daugeliu atvejų 230 V trifaziam išėjimui variklis jungiamas trikampiu, tačiau galutinį sprendimą reikia priimti pagal variklio vardinę lentelę ir gamintojo dokumentaciją.
Svarbiausi variklio ir keitiklio suderinamumo kriterijai
Vertinkite variklio vardinę įtampą, nominalią srovę, galią, dažnį, apsukas ir apkrovos tipą. Keitiklio parinkimas vien pagal kilovatus gali būti netikslus, ypač kai pavara dirba su didele inercija arba dažnai paleidžiama.
Patikrinkite ir šiuos parametrus:
- ar keitiklio įėjimas yra vienfazis 230 V;
- ar jo išėjimas atitinka variklio įtampą ir dažnį;
- ar nominali išėjimo srovė pakankama varikliui;
- ar leidžiamas variklio jungimas pagal pasirinktą schemą;
- ar reikalingas pastovaus, ar kintamo sukimo momento režimas.
Kaip pasirinkti įrenginį konkrečiai sistemai?
Tinkamas pasirinkimas prasideda nuo variklio vardinės lentelės ir realios apkrovos analizės. Dažnio keitiklio, variklio ir reduktoriaus parinkimo gairėse rekomenduojama vertinti visą pavaros grandinę, nes keitiklio darbas priklauso nuo mechanizmo, maitinimo ir valdymo sąlygų.
Galia, maitinimo įtampa ir apkrovos tipas
Pirmiausia sulyginkite keitiklio išėjimo srovę su variklio vardine srove. Galia taip pat svarbi, tačiau vienodi kilovatų rodikliai ne visada reiškia vienodą tinkamumą skirtingoms apkrovoms.
Siurbliams ir ventiliatoriams dažnai pasirenkamas kintamo sukimo momento režimas. Konvejeriams, kompresoriams ir maišyklėms gali reikėti pastovaus sukimo momento bei didesnės perkrovos atsargos.
Aplinkos sąlygos, apsaugos klasė ir EMC reikalavimai
Įvertinkite temperatūrą, drėgmę, dulkes, vibraciją ir montavimo vietą. Elektros spintoje sumontuotam keitikliui keliami kitokie aušinimo reikalavimai nei įrenginiui, montuojamam šalia gamybos mechanizmo.
EMC, arba elektromagnetinio suderinamumo, reikalavimai svarbūs tada, kai šalia veikia jutikliai, valdikliai ar ryšio įranga. Tinkamas kabelių ekranavimas, įžeminimas, filtrai ir atstumas nuo signalinių linijų padeda sumažinti trikdžius.
Valdymo funkcijos bei integracija į automatiką
Nustatykite, kaip keitiklis gaus komandą: iš klaviatūros, skaitmeninių įėjimų, 0–10 V arba 4–20 mA signalu, per PLC ar pramoninį ryšio protokolą. Siurblio sistemai gali reikėti PID reguliatoriaus, o konvejeriui, greito stabdymo ir kelių iš anksto nustatytų greičių.
Patikrinkite diagnostikos, apsaugų, automatinio paleidimo ir parametrų kopijavimo funkcijas. Jos palengvina paleidimą bei gedimų paiešką, kai įranga dirba pamaininiu režimu.
Dažnio keitikliai pramonei iš „Simeksa“
„Simeksa“ tiekia dažnio keitiklius ir kitus automatikos komponentus, todėl galite vertinti keitiklį kartu su varikliu, jutikliais, valdymo įranga bei paleidimo sprendimu. Pramonės automatikos ir dažnio keitiklių pasiūloje pateikiami sprendimai skirtingoms pavarų taikymo sritims.
Invertek OPTIDRIVE sprendimų privalumai
„Invertek OPTIDRIVE“ serijos įrenginiai skirti variklių apsukoms ir sukimo momentui valdyti įvairiose pramonės sistemose. Jie gali būti taikomi siurbliams, ventiliatoriams, konvejeriams ir kitoms pavaroms, kai reikalingas reguliuojamas darbo režimas.
Renkantis konkretų modelį verta tikrinti nominalią srovę, maitinimo įtampą, apkrovos klasę, valdymo signalus ir ryšio galimybes. Kai kuriuose sprendimuose svarbus darbas esant mažoms apsukoms, integruotas PID valdymas arba didesnė paleidimo perkrovos atsarga.
Kada reikalinga tiekėjo techninė konsultacija
Techninė konsultacija naudinga, kai nežinote, ar tinkamas vienfazis į trifazį sprendimas, kai variklis dažnai paleidžiamas su apkrova arba kai keitiklis turi būti integruotas į esamą PLC sistemą. Specialistui pateikite variklio vardinės lentelės duomenis, apkrovos aprašymą, maitinimo tinklo parametrus ir pageidaujamą valdymo būdą.
„Simeksa“ nurodo turinti 15 metų patirtį tiekiant automatikos ir elektros pavarų įrangą. Konsultacijos metu verta iš anksto aptarti kabelių ilgį, stabdymo būdą, aplinkos sąlygas, apsaugas bei paleidimo parametrus, kad pasirinktas įrenginys atitiktų visą jūsų sistemą.