Επιλέξτε μετατροπέα συχνότητας από τα ampere εξόδου και όχι από τα kW
Ο μετατροπέας συχνότητας (VFD) μετατρέπει την τροφοδοσία AC σε έξοδο κινητήρα με ελεγχόμενη συχνότητα και τάση. Επιτρέπει ομαλό έλεγχο ταχύτητας, ελεγχόμενη επιτάχυνση και, ανάλογα με κινητήρα, μετατροπέα και μέθοδο ελέγχου, χρήσιμη ροπή σε εύρος ταχυτήτων. Δεν επιλέγεται με απλή αντιστοίχιση kW δύο πινακίδων. Κρίσιμο ηλεκτρικό μέγεθος είναι το ονομαστικό συνεχές ρεύμα εξόδου (RMS) που δηλώνει ο κατασκευαστής, στη συγκεκριμένη τάση κινητήρα και συνθήκες λειτουργίας.
1. Τι κάνει το εργαλείο
Αφορά μόνο τριφασικό επαγωγικό κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα και τη μέθοδο επιλογής ρεύματος εξόδου. Δεν δηλώνει υποστήριξη σύγχρονων ή μόνιμου μαγνήτη, μονοφασικών κινητήρων ή μετατροπέων μονοφασικής εισόδου με τριφασική έξοδο. Χωρίς υποψήφιο VFD δίνει το ρεύμα προς αναζήτηση. Με στοιχεία συγκεκριμένου προϊόντος συγκρίνει κάθε συνθήκη χωριστά και δεν εμφανίζει συνολική «ΕΠΙΤΥΧΙΑ».
2. Ο κύριος υπολογισμός διαστασιολόγησης
Αν δεν υπάρχει ονομαστικό ρεύμα πινακίδας, το εργαλείο την εκτιμά από ισχύ άξονα, τάση, απόδοση και συντελεστή ισχύος στο σημείο λειτουργίας αναφοράς. Είναι αφετηρία, όχι υποκατάστατο πραγματικών στοιχείων κινητήρα. Για τον κινητήρα αναφοράς IE3 15 kW, 400 V, 50 Hz, Iκινητήρα ≈ 28,46 A. Άρα το ελάχιστο συνεχές ρεύμα εξόδου VFD προς αναζήτηση είναι τουλάχιστον 28,46 A μετά από τις απομειώσεις κατασκευαστή. Αυτό δεν λέει τίποτα για τη μεταβατική υπερφόρτιση ή το ρεύμα εισόδου δικτύου. Το ρεύμα κινητήρα προκύπτει από τον υπολογισμό που παρέχει το εργαλείο «Ρεύμα κινητήρα και εκκίνηση» στη σχετική σελίδα.
Χρησιμοποιήστε το ρεύμα γραμμής, όχι το ρεύμα τυλίγματος τριγώνου. Η σελίδα κινητήρα μπορεί να εμφανίζει 16,43 A ως υπό προϋποθέσεις ρεύμα τυλίγματος σε σύνδεση τριγώνου. Μετατροπέας με συνεχή έξοδο 20 A δεν καλύπτει την απαίτηση 28,46 A, παρότι τα 20 A είναι πάνω από τα 16,43 A. Το ρεύμα αγωγών εξόδου ενός τυπικού VFD συγκρίνεται με το ονομαστικό ρεύμα γραμμής κινητήρα.
3. Η συνεχής ονομαστική τιμή διαφέρει από τη δυνατότητα υπερφόρτισης
Ο κατάλογος ABB ACS580, ως παράδειγμα, διακρίνει διαφορετικές στήλες ρεύματος εξόδου:
- IN: ονομαστικό συνεχές ρεύμα.
- ILd: συνεχές ρεύμα με ελαφριά υπερφόρτιση, όπου επιτρέπεται 110% επί ένα λεπτό ανά δέκα λεπτά υπό τις συνθήκες καταλόγου.
- IHd: συνεχές ρεύμα σε βαριά χρήση, όπου επιτρέπεται 150% επί ένα λεπτό ανά δέκα λεπτά υπό τις συνθήκες καταλόγου.
Αυτές είναι εναλλακτικές ονομαστικές τιμές του μοντέλου, όχι τρεις εγγυημένες τιμές ίσες με τα kW της πινακίδας. Άλλοι κατασκευαστές τις ορίζουν διαφορετικά. Για το παράδειγμα, 1,1 × 28,46 = 31,31 A και 1,5 × 28,46 = 42,70 A είναι ενδεικτικά κατώφλια, εφόσον το αντίστοιχο συνεχές ρεύμα της κατηγορίας χρήσης είναι τουλάχιστον 28,46 A. Υποψήφιο με ILd = 32 A και IHd = 24 A περνά τον έλεγχο συνεχούς ρεύματος ελαφριάς χρήσης και αποτυγχάνει στον αντίστοιχο βαριάς χρήσης. Οι στήλες δεν πρέπει ποτέ να θεωρούνται εναλλάξιμες. Η πραγματική απαίτηση υπερφόρτισης φορτίου δεν προκύπτει από τα kW και δεν υπάρχει καθολική απαίτηση 110% ή 150%.
Για σύγκριση υπερφόρτισης, απαίτηση και τεκμηριωμένη δυνατότητα πρέπει να μετατραπούν σε ampere με γνωστή βάση. Το εργαλείο εκφράζει την απαιτούμενη υπερφόρτιση ως πολλαπλάσιο του ονομαστικού ρεύματος ΚΙΝΗΤΗΡΑ και τη διαθέσιμη ως πολλαπλάσιο του δηλωμένου ρεύματος μετατροπέα (συνεχής, ελαφριά ή βαριά χρήση), και συγκρίνει ampere. Για παράδειγμα, 1,6 × 30 A = 48 A απαίτηση έναντι 1,5 × 40 A = 60 A διαθέσιμων είναι αποδεκτά, παρότι 1,6 > 1,5. Χωρίς σαφή βάση εμφανίζεται «ΔΕΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΗΚΕ». Η ονομαστική υπερφόρτιση θεωρείται ισχύουσα στις ίδιες θερμικές και συχνότητες μεταγωγής συνθήκες με το συνεχές ρεύμα και εφαρμόζονται οι απομειώσεις κατασκευαστή.
4. Θερμοκρασία, υψόμετρο και συχνότητα μεταγωγής
Οι μετατροπείς αναπτύσσουν θερμότητα. Τα ονομαστικά ρεύματα καταλόγου ισχύουν για ορισμένη θερμοκρασία περιβάλλοντος, τρόπο εγκατάστασης/πίνακα, υψόμετρο και συχνότητα PWM. Οι κατασκευαστές δίνουν πίνακες ή καμπύλες μείωσης διαθέσιμου ρεύματος. Δεν υπάρχει καθολικός συντελεστής: εφαρμόστε μόνο τις τεκμηριωμένες τιμές του συγκεκριμένου μοντέλου και συνδυάστε τις μόνο όπως επιτρέπει ο κατασκευαστής.
Λυμένο παράδειγμα (εκπαιδευτικό, όχι σύσταση προϊόντος). Υποθετικός μετατροπέας έχει συνεχή έξοδο 35 A και τεκμηριωμένο συνδυαστικό συντελεστή απομείωσης 0,80:
Αποτυγχάνει στη σύγκριση συνεχούς ρεύματος, παρότι η αρχική τιμή καταλόγου του είναι μεγαλύτερη. Με έγκυρο συντελεστή 0,90 διατίθενται 31,5 A και ο συγκεκριμένος έλεγχος περνά. Οι άλλοι έλεγχοι εξακολουθούν να χρειάζονται.
5. Συμβατότητα τάσης, φάσεων και συνδεσμολογίας τυλιγμάτων
Ο μετατροπέας πρέπει να δέχεται την διαθέσιμη τροφοδοσία εισόδου, και η ονομαστική τάση εξόδου κινητήρα πρέπει να ταιριάζει στη συνδεσμολογία του κινητήρα. Ορισμένα VFD δέχονται μονοφασική είσοδο και δίνουν τριφασική έξοδο, συνήθως με μικρότερο ρεύμα από την τριφασική τροφοδοσία. Οι κινητήρες 230Δ/400Y και 400Δ/690Y πρέπει να συνδέονται κατάλληλα στην τάση εξόδου VFD. Ονομαστικές τιμές τάσης και φάσεων εισόδου και εξόδου είναι διαφορετικές. Αν αποτύχει η συμβατότητα τάσης, το VFD είναι ακατάλληλο ανεξαρτήτως ρεύματος.
6. Ρεύμα πλευράς κινητήρα και ρεύμα δικτύου
Μην θεωρείτε το ρεύμα εξόδου VFD ίσο με το ρεύμα τροφοδοσίας από το δίκτυο. Η ανορθωτική βαθμίδα, η απόδοση και ο συντελεστής ισχύος μετατροπέα, οι αρμονικές, η συμπεριφορά DC-link, η πέδηση/αναγέννηση και τα φίλτρα επηρεάζουν το ρεύμα εισόδου. Οι έλεγχοι ανάντη καλωδίων και προστασιών χρησιμοποιούν το ονομαστικό ρεύμα εισόδου και τις οδηγίες εγκατάστασης κατασκευαστή μαζί με τα εφαρμοστέα πρότυπα. Δείτε τον Οδηγό διαστασιολόγησης καλωδίων ΧΤ για την πλευρά των καλωδίων.
7. Μήκος καλωδίου, μόνωση κινητήρα και EMC
Η έξοδος PWM παράγει υψηλό dv/dt και αιχμές ανακλώμενων κυμάτων στους ακροδέκτες κινητήρα, ειδικά σε μεγάλα μήκη. Ο κατασκευαστής μπορεί να απαιτεί φίλτρα dv/dt, πηνία εξόδου, φίλτρα ημιτόνου, θωρακισμένο καλώδιο κινητήρα, ισοδυναμικές συνδέσεις και μέτρα EMC ή περιορισμό ρευμάτων εδράνων. Τίποτα από αυτά δεν προκύπτει από έναν αριθμό ρεύματος. Η ασφάλεια και EMC μετατροπέων καλύπτονται από πρότυπα όπως IEC 61800-5-1:2022 και IEC 61800-3:2022. Η σύγκριση ρευμάτων δεν αποδεικνύει συμμόρφωση.
8. Γιατί δεν υπάρχει μία σταθερή τιμή ρεύματος εκκίνησης για όλα τα VFD
Το ρεύμα επιτάχυνσης ακολουθεί την απαιτούμενη ροπή φορτίου και τον αλγόριθμο ελέγχου. Το VFD μπορεί να ξεκινήσει με μικρή ροπή και πολύ μικρότερο ρεύμα από το ονομαστικό ρεύμα, ενώ απαιτητικό φορτίο μπορεί να ζητήσει ρεύμα μέχρι το επιτρεπτό όριο υπερφόρτισης. Μπορεί να εμφανίζεται 1,0 × το ονομαστικό ρεύμα κινητήρα μόνο ως ονομαστική αναφορά πλευράς κινητήρα, ποτέ ως εγγυημένο ή προβλεπόμενο ρεύμα ούτε ως χαρακτηριστικό ανάντη γραμμής.
9. Συνηθισμένα λάθη και ερωτήσεις
Ένας μετατροπέας 15 kW είναι πάντα κατάλληλος για κινητήρα 15 kW; Όχι απαραίτητα. Συγκρίνετε τάση, συνεχές ρεύμα, απομειώσεις, δυνατότητα υπερφόρτισης και χαρακτηριστικά κινητήρα. Χρειάζομαι πάντα VFD με 150% υπερφόρτιση; Δεν υπάρχει καθολική απαίτηση από τα kW. Ελέγξτε την πραγματική εφαρμογή και την τεκμηρίωση μετατροπέα. Το 110% ή 150% για ένα λεπτό είναι απλό περιθώριο ασφαλείας πάνω στο ρεύμα κινητήρα; Όχι. Περιγράφουν συγκεκριμένες κατηγορίες ονομαστικής λειτουργίας καταλόγου. Μπορώ να χρησιμοποιήσω το ρεύμα εξόδου VFD για τον ανάντη διακόπτη; Όχι αντί των απαιτήσεων ρεύματος εισόδου και προστασίας του κατασκευαστή. Είναι το VFD ίδιο με ομαλό εκκινητή; Όχι. Ο μετατροπέας ελέγχει συχνότητα και ταχύτητα κατά τη λειτουργία. Ένας τυπικός ομαλός εκκινητής ελέγχει την εκκίνηση και στάση και κατόπιν ο κινητήρας λειτουργεί στη συχνότητα δικτύου (δείτε τον οδηγό διαστασιολόγησης ομαλού εκκινητή). Πηγές: κατάλογος και εγχειρίδιο ABB ACS580, IEC 61800-3 και IEC 61800-5-1.