Toepassing van Frekwensie-omsetters in Outomatiseringsstelsels

Toepassing van Vervaringsfrequentie-spoedbeheer van Permanente Magnetmotor (PMSM) in die Kemiese Vlak- en Glasindustrie​

In die 19de eeu is permanente magneete gebruik om elektriese motore te skep. Vandag, met die vinnige vooruitgang in elektroniese tegnologie, vorm Permanente Magnet-Sinchronise Motors (PMSMs) en frekwensie-omskakelaars saam oop-lus, hoëspoed, hoëakkuraatheid vervaringsfrequentie-spoedbeheersisteme. Hierdie sisteme word wyd toegepas in verskeie industriële sektore, waar hulle tradisionele DC-spoedbeheersisteme en elektromagnetiese glijvlaks spoedbeheersisteme vervang, wat sterk lewenskrag demonstreer.

Die rotasiespoed van 'n PMSM is streng eweredig aan die voorsieningsfrekwensie. As die akkuraatheid van die voorsieningsfrekwensie verseker word, is die rotasiespoedakkuraatheid van die motor ook verseker, wat lineêre meganiese eienskappe lei. Byvoorbeeld, by een onderneming het twee onafhanklik opererende sinchronise sisteme kontynu vir 'n paar maande gedra, en die kumulatiewe spoedfout was naby nul.

Aangesien die uitsetfrekwensieakkuraatheid van frekwensie-omskakelaars 1,0‰ - 0,1‰, of selfs hoër, kan bereik word, is die spoedakkuraatheid van die beheersisteem ook verbeter. Verder het die sisteem minder beheereenhede, wat sy skakeling vereenvoudig maak ten opsigte van enige ander tipe spoedbeheersisteem. Daarbenewens het PMSMs voordele soos hoë vermogen-faktor, hoë effektiwiteit, energiebesparing, kompaktheid, gebrosseerdheid, en hoë veiligheid en betroubaarheid. Gevolglik word hierdie sisteem nou wye en algemeen in verskeie industriële afdelings gebruik. Voorbeelde sluit in winding, rekking, matiging, en godet roltoepassings in die kemiese vlak-industrie; en toepassings in annealovens vir plat glas, glasoven roering, randrolle (of "trekkers"), en bottelvormmasjiene binne die glasindustrie.

​Toepassing van PMSM Vervaringsfrequentie-spoedbeheer in die Kemiese Vlak-industrie​

PMSM vervaringsfrequentie-spoedbeheersisteme is suksesvol geïmplementeer in smelt-spinsmasjiene vir kemiese vlakke, soos getoon in die sisteemdiagram (Figuur 12-1). Die matigingspomp-aandryfmotor in die spinsmasjien maak gebruik van 'n PMSM, wat presiese spoeduitset vereis om die kwantitatiewe voorsiening van die kemiese vlak-oplossing te beheer, wat die behoeftes van die spintegniek bevredig. Wanneer vlakprodukte verander word, volstaan dit om die spoed van die matigingspomp-aandryfmotor te verstel om die tegniekse vereistes te vervul.

Die vermogen van die hoofmatigingspomp varieer tipies van 0,37 kW tot 11 kW, met motore met 4 of 6 poolpare. Die frekwensie-variasie bereik is 25 Hz tot 150 Hz. Gewoonlik word een frekwensie-omskakelaar gekies om meerdere motore te dryf, alhoewel gespesialiseerde sisteme (een omskakelaar per motor) ook gebruik word, elke benadering het sy eie voor- en nadelige.

Ander noodsaaklike prosesse in spining, soos winding, rekking, en godet rolle, vereis ofwel konstante rotasiespoede of spesifieke spoedverhoudings tussen gepaarde rolle. Die vervaringsfrequentie-spoedbeheersisteem is die ideaalste eerste keuse, 'n feit wat deur langdurige praktiese bedryf bevestig is. Nadat vervaringsfrequentie-spoedbeheer aangewend is, kan spinline-spoede 3 000 tot 7 000 m/min bereik. Rekrolle met interne-verwarmings-elemente vereis konstante spoedbedryf; die bykomende PMSM-kracht varieer van 0,2 kW tot 7,5 kW, met hoëspoed twee-poolmotors gekies, met 'n frekwensie-aanpassingsbereik van 50 Hz tot 250 Hz. Deur vervaringsfrequentie-beheer te gebruik, word hoë start-trek, vinnige versnelling, en die vereistes vir swaar start-toestande (hard starting) bevredig.

​Toepassing van PMSM Vervaringsfrequentie-spoedbeheer in die Glasindustrie​

Vervaringsfrequentie-spoedbeheersisteme vir die hoofdrywers van floatglas annealovens is toegepas op tientalle produksielyne in China, wat die oorspronklike DC-drywers vervang en bevredigende ekonomiese voordele oplewer.

'n Floatglas-produksielyn behels hoëtemperatuur glas-vloeistof wat uit die smeltoven vloei, geleidelik langs die lyn afkoel. Na verstar word die glas in die annealoven onderwerp aan hittebehandeling voordat dit na die koue einde gaan vir snitting, inspeksie, inpakking, en ander agterstroom-prosesse. Die annealoven-proses stel streng vereistes; oor sy ongeveer 200-meter lengte moet elke roller kontinu en uniform werk. Stoppage is absoluut onaanvaarbaar, aangesien dit aansienlike ekonomiese verliese sal veroorsaak.

Vir hierdie toepassing is 'n TYB100-8 driefase selde-aarde PMSM saam met 'n Fuji G5 frekwensie-omskakelaar gekies. Hierdie sisteem het kontinu en veilig vir tientalle duisende ure gewerk en lof van alle kante ontvang. Sy hoofvoordele is:

1. ​Hoë Spoedakkuraatheid (tot 0,4%)​: Verseker produk-diktes toleransies, bespaar grondstowwe, en lewer duidelike ekonomiese voordele.
2. ​Hoë Betroubaarheid: Verminder instandhouding-arbeidslading.
3. ​Energiebesparing: As gevolg van minder sisteemkomponente en die motor se inherente hoë effektiwiteit.
4. ​Kompakte en Ligte Ontwerp: Die toerusting is kleiner en ligter.

Roerders binne glas-smeltovens het voorheen DC-drywers gebruik. Tog, met inagneming van die hoëtemperatuur-omgewing en instandhoudingsuitdagings, is vervaringsfrequentie-spoedbeheersisteme sedert 1995 aangewend. Spesifiek word twee TYB400-8 motore hiervoor gebruik. Die bedryfsvereistes is as volg:

Die twee motore dryf hul onderskeie roerders, wat die glasoplossing binne die hoëtemperatuur-oven meng. Om menguniformiteit te verseker, is "doodgebiede" binne die ovenbad nie toegelaat nie. Dus, die werksareas van die twee roerders moet liggies oorlap, maar gerangskik word sodat die draaiende peddelblare nie bots nie. 'n Skematiese diagram van die werksarea word in Figuur 12-2 getoon.

As die rotasiespoede n1 en n2 verskil, kan hul kumulatiewe effek uiteindelik lei tot botsing van die roerpeddelblare. Langdurige praktiese toepassing van hierdie sisteem het geen peddelbotsinge bewys nie, wat bevestig dat die spoedakkuraatheid die vereistes bevredig.

Die toepassing van vervaringsfrequentie-spoedbeheer op randrolle (of "trekkers") het ook uitstekende resultate opgelewer. Op die glasproduksielyn, terwyl die gesmolte glas geleidelik van 'n vloeistoftoestand na 'n plastiese semi-vaste toestand transformeer, moet dit gestrek en gevlak word. Randrolle fokus hierop. Hul aandryfmotors moet kontinue, traplose spoedbeheer bied. Die spoed van elke trekkermotor moet vooraf ingestel word op grond van faktore soos die werkpunt-temperatuur en glastipe. Dit vra oulike beheersisteemprestasie: wyd spoedbereik, hoë spoedakkuraatheid, en goeie dinamiese reaksie. Derhalwe is die bestaande Z₂-12, 0,6 kW, 1500 r/min DC-motor spoedbeheersisteem vervang met TYB500-6, 125 V, 50 Hz driefase PMSMs. Die frekwensie-omskakelaar werk oor 'n bereik van 10 Hz tot 150 Hz, wat 'n motor spoedbereik van 200 r/min tot 3000 r/min verskaf. DC-motors met sinchronise motors vervang bied voordele soos hoër produksie-automatisering, superieur gehalte, ligter gewig, en makliker sentrale beheer.