Frekvenciaváltók

Unitronics vezérlővel együtt a következő többlet előnyöket nyújtják:

• Frekvenciaváltó, PLC és megjelenítő egy kézből, műszaki támogatással együtt – nem merülhet fel együttműködési probléma
• A frekvenciaváltó közvetlenül a vezérlő operátorpaneljéről működtethető
• Ugyanaz a programozó szoftver tartozik a frekvenciaváltóhoz mint a PLC-hez és a HMI-hez, és segít az alábbiakban:
  • Több frekvenciaváltó beállítása és konfigurálása pillanatok alatt
  • Frekvenciaváltó felügyelete és hibakeresése – UniLogic vagy Scope Trace segítségével
  • Frekvenciaváltó távelérése a UniLogic fejlesztőrendszerrel
  • PLC szoftverben azonnal felhasználható hajtásfunkciók

Unitronics frekvenciaváltók a gyári honlapon

Mi a frekvenciaváltó?

Az elektromechanikus hajtásrendszerekben a frekvenciaváltó az AC motor fordulatszámának és nyomatékának szabályozására szolgál a motor bemeneti frekvenciájának és feszültségének a változtatásával.

Az iparban legelterjedtebb aszinkron motorok fordulatszáma a váltakozóáramú tápfeszültségük frekvenciájától függ, ami frekvenciaváltóval állítható.

A frekvenciaváltó a bementére kapcsolt 230 V-os egyfázisú illetve 400 V-os háromfázisú 50 Hz-es AC tápfeszültséget szabályozott frekvenciájú és feszültségű, jellemzően háromfázisú AC tápfeszültséggé alakítja a motort hajtó kimenetén.

Miért használunk frekvenciaváltót?

Egy motor fordulatszámának a szabályozhatósága olyan előnyökkel járhat mint például:

• Energiatakarékosság
• Sebesség / nyomaték / teljesítmény vezérlése a folyamat által támasztott követelményeknek megfelelően
• Mechanikai igénybevétel / gépzaj csökkentése
• Munkakörnyezet javítása
• Gépek élettartamának a növelése

Hogyan működik egy frekvenciaváltó

Egy tipikus frekvenciaváltó a bemenetén rendelkezésre álló adott feszültségű és frekvenciájú váltakozó áramú tápfeszültséget egyenárammá alakítja, amiből aztán fokozatmentesen változtatható frekvenciájú váltakozó áramú (AC) tápfeszültséget állít elő a kimenetén, jellemzően a következő technikák használatával:

PWM (Pulse width Modulation) impulzusszélesség-moduláció

A legelterjedtebb és leggazdaságosabb módszer villanymotorok és más fogyasztók teljesítményének a szabályozására. A teljesítmény beállítása a tápfeszültség nagy sebességű szaggatásával történik meg, a tápfeszültség és így a teljesítmény átlagát a be- és bekapcsolt állapot aránya, azaz a kitöltési tényező határozza meg.

A tápfeszültség fogyasztóval történő össze- és szétkapcsolása olyan sebességgel történik ami nem érzékelhető, motorok esetén akár 10 kHz-es nagyságrendű.

Nagy előnye, hogy a vezérlésből eredő teljesítményveszteség rendkívül alacsony, mert bekapcsolt állapotban a félvezetős teljesítménykapcsolókon alig van feszültségesés, kikapcsolt állapotban pedig gyakorlatilag nem folyik rajtuk áram.

SVM (Space Vector Modulation) térvektor-moduláció

A térvektor moduláció egyetlen egyenáramú (DC) tápfeszültségből 3 fázisú váltakozó áramú (AC) tápfeszültség létrehozását segítő módszer. Lényege, hogy a DC tápfeszültség két pólusát hat kapcsoló megfelelően ütemezett működtetésével a három fázishoz kapcsolva, impulzusszélesség modulációval (PWM) háromfázisú AC hullámformát állít elő.

Akit érdekelnek a részletek, itt olvashat róla angol nyelven, itt pedig még részletesebben, mozgó illusztrációkkal bemutatva.

Vezérlési módok

Az AC motorok működésére nemcsak a tápellátásuk frekvenciája, hanem a feszültsége is nagy hatással van. A frekvenciaváltós hajtások képességeit nagymértékben befolyásolja, hogy milyen algoritmus szerint történik a vezérlésük. Napjainkban az AC hajtások fő vezérlési módjai:

• Volt/Herz (V/F) vezérlés az alap vezérlési módszer, ami megfelelő indítónyomatékot biztosít olyan alkalmazásokhoz mint például szivattyúk és ventillátorok. Kb. 1:40 sebesség átfogás arányt, +/-3% pontosságú sebességszabályozást és 150%-os indítónyomatékot tesz lehetővé 3 Hz-en.
  Előnye, hogy a frekvenciaváltót nem kell a motorhoz illeszteni és egy frekvenciaváltó egyszerre több motort is hajthat.
• Sensorless Vector Control (SVC) azaz vektorvezérlés érzékelő nélkül. Működéséhez elengedhetetlen a motor paramétereinek a betanítása a frekvenciaváltó számára.
  Pontosabb sebességszabályozást (+/-0,2%), jobb sebességtartást, nagyobb sebességtartományt (1:200) és nagyobb indítónyomatékot (150% 0,25 Hz-en) biztosít.
• Fentiek visszacsatolt, azaz zárt hurkú változata, mikor a rotor mindenkori szöghelyzetéről forgójeladó nyújt információt a vezérlés számára. V/F vezérléssel ritka, mert a visszacsatolás nélküli V/F vezérléshez képest csak a sebességszabályozás pontossága javul, vektorvezérléssel azonban már 0 fordulatszámtól nagy nyomatékot biztosít amellett, hogy a sebességszabályozás pontosságát és reakcióidejét is javítja. Egy visszacsatolásos vektorvezérelt frekvenciaváltó szervószerű képességekkel bírhat, még ha azok dinamikájától és nyomatékától messze el is marad.

2,2 kW-os frekvenciaváltó kicsomagolása, bemutatása és összevetése más típusokkal: