Những đặc tính nào của động cơ phải được xem xét khi lựa chọn bộ truyền động xoay chiều?

Lựa chọn quyền Ổ đĩa AC (còn được gọi là Biến tần hoặc VFD) là một bước quan trọng trong việc tối ưu hóa bất kỳ hệ thống điều khiển động cơ nào. Hiệu suất của ổ đĩa về bản chất được liên kết với động cơ mà nó điều khiển, nên việc hiểu sâu về các đặc tính của động cơ là hoàn toàn cần thiết để ghép nối thích hợp, hiệu quả và tuổi thọ của hệ thống.

Dưới đây là các đặc điểm cơ bản của động cơ phải được xem xét nghiêm ngặt khi lựa chọn một Ổ đĩa AC :

1. Loại động cơ và định mức công suất

Bản chất cơ bản của động cơ quyết định khả năng điều khiển của bộ truyền động và hiệu suất cần thiết:

• Công nghệ động cơ (Cảm ứng so với đồng bộ):

  • Động cơ cảm ứng: Loại phổ biến nhất. Động cơ cảm ứng tiêu chuẩn có thể phù hợp với các ứng dụng đơn giản, tải nhẹ. Tuy nhiên, để điều khiển chính xác hoặc vận hành ở tốc độ thấp với mô-men xoắn không đổi, động cơ biến tần thường được yêu cầu. Những động cơ này được tăng cường khả năng cách nhiệt và làm mát để chịu được sự chuyển đổi tần số cao và các xung điện áp do bộ điều khiển AC (điều khiểnPWM) tạo ra.

  • Động cơ nam châm đồng bộ/vĩnh cửu: Những điều này đòi hỏi các thuật toán điều khiển tiên tiến hơn (thường là điều khiển véc-tơ) từ bộ truyền động AC để quản lý tốc độ và mô-men xoắn chính xác mà không bị 'trượt'. Bộ truyền động phải được đánh giá cụ thể cho loại động cơ này.

• Đánh giá cách nhiệt: Lớp cách điện của động cơ (ví dụ: NEMA/IEC) phải có khả năng chịu được các xung điện áp và hàm lượng sóng hài do bộ truyền động AC tạo ra. Sử dụng động cơ không có biến tần với bộ truyền động hiện đại có thể dẫn đến hỏng động cơ sớm.

• Bao vây và làm mát: Động cơ làm mát bằng quạt tiêu chuẩn mất khả năng làm mát ở tốc độ thấp. Đối với các ứng dụng liên tục, tốc độ thấp, mô-men xoắn không đổi, sự kết hợp giữa truyền động/động cơ phải tính đến điều này, thường đòi hỏi một bộ điều khiển chuyên dụng. động cơ biến tần với một quạt gió độc lập hoặc một bộ truyền động hạn chế hoạt động ở tốc độ thấp.

2. Xếp hạng điện và khả năng tương thích

Việc phù hợp với các thông số kỹ thuật điện cốt lõi là không thể thương lượng về mặt an toàn và vận hành:

• Xếp hạng điện áp và công suất (HP/kW): Định mức điện áp và công suất danh định của bộ truyền động AC phải khớp hoặc vượt quá định mức trên bảng tên của động cơ. Khả năng dòng điện đầu ra của biến tần thường là yếu tố quan trọng nhất vì nó phải xử lý các tác động của động cơ. dòng điện đầy tải (FLA) .

• Ampe đầy tải (FLA): Định mức dòng điện liên tục của bộ truyền động phải bằng hoặc lớn hơn FLA của động cơ, đặc biệt khi vận hành ở tốc độ cơ bản của động cơ.

• Tần số đầu vào (50 Hz hoặc 60 Hz): Mặc dù công việc của bộ điều khiển AC là thay đổi tần số đầu ra nhưng phần đầu vào của nó phải tương thích với tần số nguồn điện của cơ sở.

3. Yêu cầu về mô-men xoắn và tốc độ

Đường cong hiệu suất của động cơ chỉ ra loại điều khiển cần thiết từ Ổ đĩa AC :

• Đường cong tốc độ mô-men xoắn (Loại tải):

  • Mô-men xoắn thay đổi: Các tải như máy bơm ly tâm và quạt yêu cầu mô-men xoắn tăng theo bình phương tốc độ. Động cơ tiêu chuẩn và điều khiển V/Hz đơn giản trên bộ truyền động AC thường phù hợp vì cần ít mô-men xoắn hơn ở tốc độ thấp.

  • Mô-men xoắn không đổi: Các tải như băng tải, máy bơm dịch chuyển tích cực và máy đùn yêu cầu cùng một lượng mô-men xoắn trong phạm vi tốc độ của chúng. Điều này đòi hỏi một ổ đĩa AC mạnh mẽ hơn và thường là một động cơ biến tần để tránh quá nhiệt ở tốc độ thấp.

• Phạm vi kiểm soát tốc độ: Phạm vi yêu cầu (ví dụ: 10:1, 100:1 hoặc thậm chí 1000:1) quyết định công nghệ điều khiển trong bộ truyền động AC. Điều khiển V/Hz đơn giản cung cấp phạm vi giới hạn, trong khi Điều khiển vectơ không cảm biến (SVC) hoặc Điều khiển vectơ vòng kín (yêu cầu bộ mã hóa động cơ) cung cấp khả năng điều khiển mô-men xoắn và tốc độ phạm vi rộng, chính xác.

• Momen khởi động: Bộ truyền động phải có kích thước để cung cấp mô-men xoắn cần thiết để tăng tốc tải từ trạng thái dừng. Điều này thường liên quan đến ổ đĩa công suất quá tải —khả năng cung cấp dòng điện cao hơn định mức trong thời gian ngắn (ví dụ: 150% trong 60 giây).

4. Phương pháp phản hồi và kiểm soát

Cấu hình của động cơ thường xác định chế độ điều khiển phù hợp nhất trong Ổ đĩa AC :

• Thiết bị phản hồi động cơ:

  • Không có phản hồi (V/Hz vòng lặp mở hoặc Vector không cảm biến): Được sử dụng cho hầu hết các ứng dụng đơn giản. Ổ đĩa ACs dựa vào các mô hình động cơ bên trong mà không có phản hồi trực tiếp về tốc độ hoặc vị trí.

  • Bộ mã hóa/Bộ giải (Vectơ vòng kín): Cần thiết cho các ứng dụng cần điều chỉnh tốc độ cực kỳ chính xác, kiểm soát mô-men xoắn hoặc khả năng giữ tốc độ bằng 0 (như cần cẩu hoặc thang máy). Ổ đĩa AC phải có thiết bị đầu cuối và phần mềm thích hợp để xử lý phản hồi này.

• Cột động cơ: Số cực (2, 4, 6, v.v.) xác định tốc độ đồng bộ của động cơ ở tần số nhất định, tốc độ này Ổ đĩa AC phải tính đến các thuật toán điều khiển của nó.

Bằng cách đánh giá cẩn thận các đặc tính của động cơ này, các kỹ sư có thể đảm bảo lựa chọn Ổ đĩa AC cung cấp năng lượng, khả năng bảo vệ và khả năng kiểm soát chính xác cần thiết cho ứng dụng, tối đa hóa hiệu quả và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động.