Hej tamo! Kao VFD (varijabilni frekvencijski pogon) dobavljač, iz prve sam ruke vidio kako ti sjajni uređaji mogu imati veliki utjecaj na mehanički stres motora. Dakle, kopamo kako VFD utječe na mehanički napon na motoru.
Što je VFD uopće?
Prije nego što uskočimo u mehanički dio stresa, brzo pređite na to što je VFD. VFD je uređaj koji kontrolira brzinu električnog motora promjenom frekvencije i napona koji mu se isporučuje. To je poput zatamnjenog prekidača za vaš motor, što vam omogućuje da prilagodite njegovu brzinu prema vašim potrebama. Bilo da trčite aTrofazni VFDza industrijsku postavku ili aPogon promjenjive brzine za jednofazni motorZa manju primjenu, VFDS nudi puno fleksibilnosti.
Kako VFD smanjuju mehanički stres
Meko pokretanje
Jedan od najvećih načina na koji VFD smanjuje mehanički stres je kroz meko pokretanje. Kad motor krene izravno preko crte (bez VFD -a), doživljava ogromnu struju. Ovaj nagli porast može uzrokovati puno mehaničkog stresa na komponentama motora, poput ležajeva, osovina i spojnica. To je poput udaranja stopala na papučicu gasa u automobilu - to je puno naprezanja na motor i pogon.
S VFD -om motor započinje postupno. VFD polako povećava frekvenciju i napon, omogućujući motoru da glatko postigne svoju radnu brzinu. Ovaj nježni početak smanjuje stres na mehaničkim komponentama, što može proširiti životni vijek motora i smanjiti troškove održavanja. Na primjer, u sustavu transportnih traka, meki početak može spriječiti da se pojas trza i smanji habanje na remenicama i ležajevima.
Kontrola brzine
Drugi način na koji VFD pomaže kod mehaničkog stresa je pružanje precizne kontrole brzine. U mnogim aplikacijama motori ne trebaju stalno trčati punom brzinom. Na primjer, ventilator u ventilacijskom sustavu možda će se morati pokrenuti samo na pola brzine većinu vremena. Korištenjem VFD -a za podešavanje brzine motora možete smanjiti mehanički napon na noževima ventilatora i samog motora.
Trčanje motora manjom brzinom također smanjuje centrifugalne sile koje djeluju na rotirajuće dijelove. Te sile mogu uzrokovati vibracije i stres na ležajevima i osovinama. Držeći brzinu, možete smanjiti ove probleme i osigurati pouzdaniji rad. A3.7kW VFDMože biti odličan izbor za aplikacije u kojima trebate kontrolirati brzinu motora u ovom rasponu.
Kontrola momenta
VFD -ovi također nude kontrolu zakretnog momenta, što je ključno za smanjenje mehaničkog stresa. Zakretni moment je rotacijska sila koju motor proizvodi. U nekim aplikacijama, poput crpki i kompresora, opterećenje na motoru može varirati. Bez VFD -a, motor će možda morati proizvesti više momenta nego što je potrebno, što može dovesti do povećanog mehaničkog stresa.
VFD može prilagoditi izlaz momenta motora na temelju opterećenja. Kad je opterećenje lagano, VFD smanjuje moment, što smanjuje napon na komponentama motora. Kad se opterećenje poveća, VFD može povećati okretni moment kako bi zadovoljio potražnju. Ova dinamička kontrola momenta pomaže da se motor učinkovito radi i smanjuje habanje.
Potencijalno povećanje mehaničkog stresa
Harmonika
Iako VFD -ovi nude mnoge prednosti u smislu smanjenja mehaničkog stresa, oni također mogu uvesti neke probleme. Jedna od njih je harmonika. VFD -ovi koriste Power Electronics za pretvaranje dolazne izmjenične snage u DC, a zatim natrag u AC na varijabilnoj frekvenciji. Ovaj postupak može generirati harmonike, to su električne frekvencije koje su višestruke temeljne frekvencije.
Ove harmonike mogu uzrokovati dodatnu toplinu i vibracije u motoru. Toplina može povećati temperaturu namota motora, što može smanjiti životni vijek izolacije i povećati rizik od neuspjeha. Vibracije također mogu uzrokovati mehanički naprezanje na komponentama motora, posebno ležajeva i osovina. Međutim, moderni VFD često dolaze s ugrađenim filtrima kako bi smanjili harmonični sadržaj i smanjili ove probleme.
Rezonanca
Drugi potencijalni problem je rezonanca. Rezonanca nastaje kada frekvencija VFD izlaza odgovara prirodnoj frekvenciji motora ili mehaničkog sustava koji vozi. Kad se to dogodi, vibracije se mogu pojačati, uzrokujući pretjerani mehanički stres.
Da biste izbjegli rezonancu, važno je pravilno veličinu i odabrati VFD i motor. VFD bi trebao biti u mogućnosti raditi na širokom rasponu frekvencija kako bi se izbjeglo da se zaglavi na rezonantnoj frekvenciji. Uz to, mehanički sustav treba biti dizajniran tako da ima prirodnu frekvenciju koja je izvan radnog raspona VFD -a.
Primjeri u stvarnom svijetu
Pogledajmo nekoliko primjera iz stvarnog svijeta kako VFD-ovi mogu utjecati na mehanički stres.
HVAC sustavi
U sustavima HVAC (grijanje, ventilacija i klima uređaj) VFD -ovi se obično koriste za kontrolu brzine ventilatora i pumpi. Korištenjem VFD -a, sustav može prilagoditi protok zraka i protok vode na temelju stvarne potražnje. To ne samo da štedi energiju, već i smanjuje mehanički stres na ventilatorima i pumpama.
Na primjer, u velikoj uredskoj zgradi ventilacijski ventilatori mogu kontrolirati VFD. Tijekom izvanrednih sati, kada je u zgradi manje ljudi, navijači mogu trčati manjom brzinom. To smanjuje stres na noževima ventilatora i motora, a također štedi energiju.
Industrijske pumpe
U industrijskim primjenama crpke se često koriste za pomicanje tekućine. VFD se može koristiti za kontrolu brzine crpke na temelju potrebne brzine protoka. To pomaže u smanjenju mehaničkog naprezanja na rotolu, ležajevima i brtvama crpke.
Na primjer, u postrojenju za pročišćavanje vode, VFD se može koristiti za kontrolu brzine crpki koje kreću vodu kroz postupak obrade. Podešavanjem brzine u skladu s protokom vode, crpka može djelovati učinkovitije i s manje mehaničkih stresa.
Zaključak
Zaključno, VFD -ovi mogu imati značajan utjecaj na mehanički stres motora. S jedne strane, nude mnoge prednosti kao što su meko pokretanje, kontrola brzine i kontrola zakretnog momenta, što može smanjiti naprezanje na komponentama motora i proširiti njegov životni vijek. S druge strane, oni mogu uvesti probleme poput harmonike i rezonancije, kojima je potrebno pažljivo upravljati.
Ako razmišljate o korištenju VFD -a za aplikaciju motora, važno je odabrati pravi VFD i osigurati da je pravilno instaliran i konfiguriran. Kao dobavljač VFD -a, tu sam da vam pomognem da napravite pravi izbor i osiguram da vaš motor radi glatko i učinkovito. Ako imate bilo kakvih pitanja ili ste zainteresirani za kupnju VFD -a, slobodno mi se obratite za razgovor o vašim specifičnim potrebama i kako možemo raditi zajedno kako bismo dobili najbolje rješenje za vašu aplikaciju.
Reference
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C., & Umans, SD (2003). Električni stroj. McGraw-Hill.
- Krause, PC, Wasynczuk, O., & Sudhoff, SD (2002). Analiza električnih strojeva i pogonskih sustava. Wiley-intercience.
- Chapman, SJ (2012). Osnove električnih strojeva. McGraw-Hill.