Frekvens konverterlərinin avtomatlaşdırma sistemlərində tətbiqi

Daimi Daimetnik Sinqron Motordan (PMSM) Değişken Frekanslı Sürət Kontrolünün Kimya İplik və Şüşə Sənayesində Tətbiqi​

XIX əsrdə daimi maqnitlər elektrik motorlarının yaratılmasına istifadə edildi. Bu gün, elektron texnologiyaların sürətli inkişafı ilə birlikdə, Daimi Maqnitli Sinqron Motorlar (PMSM) və frekans çeviriciləri birgə açıq dövrü, yüksək sürətli, yüksək dəqiqlikli dəyişən frekanslı sürət kontrol sistemlərini təşkil edir. Bu sistemlər müxtəlif sənaye sahələrində kəskin şəkildə tətbiq olunur, gəmişəcə DC sürət kontrol sistemlərini və elektromaqnit slip sürət kontrol sistemlərini əvəz edib, güclü həyat qabiliyyəti göstərir.

Açığa çıxır ki, PMSM-nin fırlanma sürəti təchizat frekansına eyni orantılıdır. Elektrik təchizatının frekansının dəqiqliyinin təmin edilməsi halında, motorun fırlanma sürətinin dəqiqliyi də təmin edilir, bu da xətti mexaniki xüsusiyyətlərə səbəb olur. Məsələn, bir şirkətdə, iki müstəqil işləyən sinqron sistemi bir neçə ay davam etdirib, kümülativ sürət səhv nəticəsində nəticə nisbətən sıfıra bərabər olmuşdur.

Çünki frekans çeviricilərinin çıxış frekansının dəqiqliyi 1.0‰ - 0.1‰, hətta daha yüksək səviyyələrə çatmaq mümkündür, sistem də sürət dəqiqliyini artırır. Həmçinin, sistem daha az idarəetmə komponentləri ilə donulub, bu da onun devresinin başqa hər hansı bir növ sürət kontrol sistemindən sadələşdirilmiş olmasına səbəb olur. Əlavə olaraq, PMSM-lər yüksək effektivlik, enerji tasarrufu, kompakt ölçülər, fırça olmayan struktur, yüksək təhlükəsizlik və etibarlılığını özündə cəmləyir. Beləliklə, bu sistem indi müxtəlif sənaye sahələrində geniş və ümumi şəkildə tətbiq olunur. Məsələn, kimya iplik sənayesində saralama, uzadılma, ölçmə və godet rollarında; və düz şüşə furnasında anil Furnasında, şüşə furnasında qarışdırıcı, kenar rollar (və ya "çəkicilər") və şişə formalaşdırma makinelerində şüşə sənayesində tətbiq olunur.

​PMSM Dəyişən Frekanslı Sürət Kontrolünün Kimya İplik Sənayesində Tətbiqi​

PMSM dəyişən frekanslı sürət kontrol sistemləri kimya iplik eritmə makinələrində uğurlu şəkildə tətbiq olunmuşdur, bunun sistem şəkili (Şəkil 12-1) göstərilmiştir. Eritmə makinəsindəki ölçmə pompası sürət motoru PMSM ilə təchiz edilib, bu da kimya iplik elementin kvantitatif təminin dəqiqlikli sürət çıxışını tələb edir, bu da eritmə prosesinin tələblərini ödəməyə imkan verir. Iplik məhsul növlərinin dəyişdirilməsi zamanı, sadəcə ölçmə pompası sürət motorunun sürətinin dəyişdirilməsi proses tələblərini yerinə yetirir.

Başlıq ölçmə pompasının gücü adətən 0.37 kW-dən 11 kW-a qədər, motorlar 4 və ya 6 polu ilə təchiz edilir. Frekans dəyişiklik aralığı 25 Hz-dən 150 Hz-a qədərdir. Adətən, bir neçə motora sürət vermək üçün bir frekans çeviricisi seçilir, lakin xüsusi sistemlər (hər bir motora bir çevirici) də istifadə olunur, hər bir yanaşma özü də üstünlükləri və zəruriyyətlərini var etdirir.

Eritmədəki digər əsas proseslər, məsələn, saralama, uzadılma və godet rollarında, sabit fırlanma sürətləri və ya cütlər arasında müəyyən sürət nisbətləri tələb olunur. Dəyişən frekanslı sürət kontrol sistemi ideal bir seçimdir, bu fakt uzunmüddətli praktiki tətbiq vasitəsilə təsdiqlənib. Dəyişən frekanslı sürət kontrolünün istifadəsi nəticəsində, eritmə xəttinin sürəti 3,000-dən 7,000 m/dəq-qədər çatır. Dahili isidici elementlər ilə quraşdırılmış uzadılma rolları sabit sürət rejimində işləməlidir; onların PMSM gücü 0.2 kW-dən 7.5 kW-a qədər, sürətli iki polu motorlar seçilmişdir, frekans dəyişiklik aralığı 50 Hz-dən 250 Hz-a qədərdir. Dəyişən frekanslı idarəetmənin istifadəsi yüksək başlanğıc moment, sürətli təciləmə və çətin başlanğıc şərtləri (sert başlanğıc) tələblərini ödəyir.

​PMSM Dəyişən Frekanslı Sürət Kontrolünün Şüşə Sənayesində Tətbiqi​

Float şüşə anil furnasının ana sürət sisteminin dəyişən frekanslı sürət kontrol sistemləri Çin'dəki onlarla istehsal xətlərində tətbiq olunmuş və orijinal DC sürət sistemlərini əvəz edib, maraqlı iqtisadi nəticələr alınıb.

Float şüşə istehsal xəttində yüksək temperaturda olan şüşə sıvısı eritmə furnasından axırıncaya qədər yavaş-yavaş soyunur. Qalınlaşdıqdan sonra, şüşə anil furnasında isti dərəcələndirilir və sonra soyutma, testləmə, paketləmə və digər aşağı akım prosesslərindən keçir. Anil furnasının prosesi çox sərt tələblərə malikdir; təxminən 200 metr uzunluğunda hər bir rollerin davamlı və bərabər çalışması lazımdır. Dayandırılması qəbul edilə bilməz, çünki bu, ciddi iqtisadi ziyandan səbəb olar.

Bu tətbiq üçün TYB100-8 üç fazalı nadir maqnitli PMSM və Fuji G5 frekans çeviricisi seçilmişdir. Bu sistem nəzəriyyən binlərlə saat davam edən və təxminən hər cümlədən övgü almışdır. Onun asılı üstünlükləri:

1. ​Yüksək Sürət Dəqiqliyi (ən çox 0.4%)​: Məhsul quvvet toleranslarını təmin edir, surov materialları təpikləyir və baxılan iqtisadi fayda verir.
2. ​Yüksək Etibarlılıq: Bakım iş yükünü azaldır.
3. ​Enerji Tasarrufu: Sistem komponentlərinin azlığı və motorun özünün yüksək effektivliyi səbəbindən.
4. ​Kompakt və Hafif Dizayn: Təchizat daha kiçik və hafifdir.

Şüşə eritmə furnasında daha əvvəl DC sürət sistemləri istifadə olunurdu. Lakin, yüksək temperatur ortamı və bakım çətinliklərini nəzərə alaraq, 1995-ci ildən bəri dəyişən frekanslı sürət kontrol sistemləri istifadə olunur. Xüsusi olaraq, bu məqsədlə iki TYB400-8 motoru istifadə olunur. İşləmə tələbləri aşağıdakı kimi:

İki motor hər birinin kendi qarışdırıcısını sürət verir, bu da yüksək temperatur furnasında şüşə elementin qarışmasını təmin edir. Qarışmanın bərabər olması üçün, furnasın içində "ölüb qalan zonalar" qəbul edilə bilməz. Bu səbəbdən, iki qarışdırıcının işləmə sahələri bir qədər kəskin olmalıdır, amma dövrələn pəllələrin üzləşməsinə icazə verilməməlidir. İşləmə sahəsinin şəkili Şəkil 12-2-də göstərilmişdir.

Əgər fırlanma sürətləri n1 və n2 fərqlidirsə, onların toplanan təsiri sonradan pəllələrin üzləşməsinə səbəb ola bilər. Bu sistemin uzunmüddətli praktiki tətbiqi pəllələrin üzləşməsinin olmadığını təsdiqləyir, bu da sürət dəqiqliyinin tələbləri əsasında uyğun olduğunu göstərir.

Kenar rollar (və ya "çəkicilər") üzərində dəyişən frekanslı sürət kontrolünün tətbiqi də gözəl nəticələr verib. Şüşə istehsal xəttində, sıvı şüşə plastik yarı-sert vəziyyətinə çevrilərkən, onun uzadılması və düzəltilməsi lazımdır. Kenar rollar bu vacibli funksiyayı yerinə yetirir. Onların sürət motorları davamlı, addımlanmayan sürət idarəetməsi tələb edir. Hər bir çəkicinin sürəti, işləmə nöqtəsinin temperaturuna və şüşə növünə əsasən əvvəlcədən təyin olunmalıdır. Bu, geniş sürət aralığı, yüksək sürət dəqiqliyi və yaxşı dinamik cavab tələb edən mükəmməl idarəetmə sistem performansını tələb edir. Bu səbəbdən, mövcud Z₂-12, 0.6 kW, 1500 d/dəq DC motor sürət kontrol sistemi TYB500-6, 125 V, 50 Hz üç fazalı PMSM-lər ilə əvəz edilib. Frekans çeviricisi 10 Hz-dən 150 Hz-a qədər aralığında işləyir, bu da motora 200 d/dəq-dən 3000 d/dəq-ə qədər sürət aralığı verir. DC motorların sinqron motorlarla əvəz edilməsi yüksək istehsal avtomatlaşdırması, yüksək keyfiyyət, hafiflik və asan mərkəzi idarəetmə kimi üstünlüklər təmin edir.