Notkun tækistofna í stjórnakerfum
Notkun varubreytandi frekvensstýringar með PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) í kemilegum efna- og glerindustri
Í 19. öld voru varulegar magnhöfðar notaðar til að búa til rafmagnsvarpar. Í dag, með hræðilega hraða framfarir í tækni, mynda PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motors) og frekvensbreytir saman opinn lykkju, háhraða, nákvæma varubreytandi frekvensstýringarkerfi. Þessi kerfi hafa verið víðtæklega notuð í ýmsum iðnaðarverðum, sem hafa skipt út fyrir hefðbundna DC-hraðastýringakerfi og magnhleðsluhrystingakerfi, sem sýna sterk líffræði.
Það er vel þekkt að snúningur PMSM er strengt hlutfallslegur við aflfræði. Ef nákvæmni aflfræðis er tryggð, er nákvæmni snúningar varpsins einnig tryggð, sem leiðir til línulegra verkferðaraðila. Til dæmis, í einu fyrirtæki, keyrðu tvær óháðir aðgerandi samhengi áfram án stoðs margar mánuði, og samlögð hraðavillulag var næst ekkert.
Þar sem nákvæmni úttaksgreiningar frekvensbreytara getur orðið 1,0‰ - 0,1‰, eða jafnvel hærri, er nákvæmni stýringarkerfisins einnig aukin. Auk þess, hefur kerfið færri stýringarefni, sem gerir virkjunina ennfremur einfaldari en hvaða hraðastýringarkerfi sem er. PMSM hafa auk þess kosti eins og hár afmarkaþyngd, hávirkni, orkuóspurning, smá stærð, eru óborðuð og bera hágildi og öruggu. Því miður er þetta kerfi nú víðtæklega og algengt notuð í ýmsum iðnaðarverðum. Dæmi um það eru vindun, stréttun, mælingar og godet rollar í kemilegu efna-iðnaði; og notkun í hvílunarofnum fyrir flötglas, blandingar í glasofnum, kantarollar (eða "tegundir") og flašamaskínur innan glasverksins.
Notkun PMSM varubreytandi frekvensstýringar í kemilegu efna-iðnaði
PMSM varubreytandi frekvensstýringarkerfi hafa verið fullnægt sett í framleiðslu af smeltuvörpunarmaskínum fyrir kemileg efni, eins og sýnt er í kerfismynd (Mynd 12-1). Drifivarpur mæliganga í spunnimaskínum notar PMSM, sem krefst nákvæmra snúningar til að stjórna mælanlegri framleiðslu kemilegs efna, sem uppfyllir kröfur spunnar. Þegar búið er að breyta tegundum efna, er nógu að breyta hraða drifivarpsins fyrir mæliganga til að uppfylla ferlið.
Afl hagnaðsmæliganga er venjulega á bilinu 0,37 kW til 11 kW, með varpum með 4 eða 6 pólar. Breytingar á frekvens eru á bilinu 25 Hz til 150 Hz. Venjulega er valið einn frekvensbreyti til að dreifa mörg varp, en sérstök kerfi (ein frekvensbreyti fyrir hvert varp) eru einnig notuð, hver nálgun hefur sín kosti og minuskosti.
Annað mikilvæg ferli í spunn, eins og vindun, stréttun og godet rollar, krefst annaðhvort fasts snúninga eða ákveðinnar snúningarhlutföld milli parsett raðar. Varubreytandi frekvensstýringarkerfi er besta valmöguleiki, sem staðfest er af langtíma praktískri vinnum. Eftir að hafa tekið við varubreytandi frekvensstýringu, geta spunnar línur niður á 3.000 til 7.000 m/min. Stréttunarrollar með innri hitun krefjast fasts snúninga; PMSM afl er á bilinu 0,2 kW til 7,5 kW, með hágangi tvípólar varpar, sem hafa frekvensbreytingarbil á 50 Hz til 250 Hz. Notkun varubreytandi stýringar veitir hágangar orku, hraða flýtur og uppfyllir kröfur fyrir erfitt byrjunarstilli (hard starting).
Notkun PMSM varubreytandi frekvensstýringar í glasverki
Varubreytandi frekvensstýringarkerfi fyrir aðaldrif fyrir hvílunarofnin á flötglasverkum hafa verið sett í framleiðslu á tölfræðilega tvöfalt á löngu í Kína, sem hafa skipt út fyrir upphaflega DC-drif og náð góðum fjárhagsaflæðum.
Flötglasframleiðslulína lýsir hæða hitastigi glasleysu sem rennur frá smeltuofninu, sem svo kylst aftur á ljósa í línu. Eftir að glaði hefur festast, fer hann í hitameðferð í hvílunarofninu áður en hann fer í köld endann fyrir skerðingu, próf, pakning og aðrar neðstu ferli. Hvílunarofnin ferli leggja sterka kröfur; yfir um 200 metra lengd, verður hvert rulli að starfa óhætt og jafnt. Stöðugangar eru alveg ósamkomandi, þar sem þeir myndu valda stórum fjárhags tapum.
Fyrir þessa notkun var valið TYB100-8 þríþásarjarðar PMSM saman við Fuji G5 frekvensbreyti. Þetta kerfi hefur verið í óhætti og öruggu starfi fyrir tíusenda klukkutíma og fengið lof frá öllum. Mikil kostir hans eru:
- Hár snúningarnákvæmni (upp að 0,4%): Tryggir vekturþykktarkröfur, sparrar rawefni og gefur augljósan fjárhagsaflæði.
- Hár öruggun: Lætur niður við viðhaldi.
- Orkuóspurning: vegna færra kerfisefnanna og varpsins hárar virkni.
- Smá og laust hönnun: Tækið er minni og laust.
Blandarar innan glasofna notuðu áður DC-drif. En með tilliti til hæða hitastigs og viðhaldsvandamála, hafa verið tekin við varubreytandi frekvensstýringarkerfi síðan 1995. Sérstaklega eru tvö TYB400-8 varp notuð til þess. Starfskröfur eru eftirfarandi:
Tvö varp dreifa sín eigin blandarar, sem blandast glasleysu innan hæða hitastigs ofns. Til að tryggja jafnt blandingar, er ekki leyft að hafa "deadd zones" innan ofnsbaðs. Því miður verður að vera litill svefn milli starfsbils tveggja blandarara, en þeir verða stilltir svo að snúendur paddlar ekki hitta. Skýrsla af starfsbili er sýnd í Mynd 12-2.
Ef snúningar n1 og n2 eru mismunandi, gæti samanlagt áhrif leitt til að paddlarnar hitti. Langtíma praktísk notkun kerfisins hefur sýnt að engir paddlarsamrunar hafi komið fyrir, sem staðfestir að snúningarnákvæmni uppfylli kröfur.
Notkun varubreytandi frekvensstýringar á kantarullar (eða "pullers") hafa einnig gengið vel. Á glasframleiðslulínunni, sem glasleysan brotar sig frá væku til plastíska halvvæku, þarf að stréttast og flattast í plan. Kantarullar standa fyrir þessa mikilvæga virkni. Drifivarpar þeirra verða að veita óhætti, stigafrágreidda hraðastýringu. Hraði hverrar puller varpsins ætti að vera fyrirreiknaður á grundvelli þingsstaðar hitastigs og glasteyps. Þetta krefst góðs stýringarkerfis: víða hraðabili, hár hraðanákvæmni og góða dynaða svari. Þar af leiðandi var Z₂-12, 0,6 kW, 1500 o/min DC-motor hraðastýringarkerfi skipt út fyrir TYB500-6, 125 V, 50 Hz þríþásar PMSM. Frekvensbreyti keyrir á bilinu 10 Hz til 150 Hz, sem veitir varps hraðabili á 200 o/min til 3000 o/min. Skipta út DC-varpa fyrir samhengi varpar býður upp á förmenn eins og hærri framleiðsluautómat, betri gæði, lægra vigt og auðveldari samþætt stýring.
