Matumizi ya Frequency Converters katika Mipango ya Automation

Matumizi ya Mawasilisho ya Kiwango cha Mzunguko wa Moto wa Kipermanente (PMSM) katika Utekelezaji wa Mzunguko wa Kiwango katika Viwanda vya Nyuni ya Kimikia na Vitanga

Mwishowe mwa miaka ya 19, magoto mapermanente yalitumiwa kutengeneza mikobo ya umeme. Leo, kwa maendeleo yasiyofikika ya teknolojia ya umeme, Mikobo ya Kipermanente Synchronous (PMSM) na wakati wa kubadilisha pamoja wanafanya mfumo wa kiwango cha mzunguko wa kipermanente ambao ni wazi, wa kiwango cha juu na uaminifu wa kiwango cha juu. Mfumo huo umetumika sana katika sekta nyingi za kiwango, kubadilisha mfumo wa kiwango wa DC na mfumo wa kiwango wa electromagnetic slip, ukizidisha nguvu.

Ni wazi kwamba kiwango cha mzunguko cha PMSM linajulikana kuwa lenye kihesabu tofauti na kiwango cha matokeo. Ikiwa upatikanaji wa kiwango cha matokeo unahifadhiwa, basi upatikanaji wa kiwango cha mzunguko cha moto unahifadhiwa pia, kutoa viwango vya kimkoa. Kwa mfano, katika kampuni moja, mfumo wa mzunguko wa kipermanente wake aliyewezekana kufanya kazi kwa muda wa masiku kadhaa, na hatari ya kusongeza kiwango cha mzunguko ilikuwa karibu sifa.

Tangu upatikanaji wa kiwango cha matokeo wa wakati wa kubadilisha unaweza kufikia 1.0‰ - 0.1‰, au zaidi, basi upatikanaji wa kiwango cha mzunguko wa mfumo unaweza kuzidi. Zaidi ya hayo, mfumo una chombo chache za kudhibiti, kufanya tawi lake lisilo la kujua kwa uraibu kuliko aina yoyote nyingine ya mfumo wa kiwango. Vinginevyo, PMSM ina faida kama vile kiwango cha juu, ufanisi wa juu, kutokosa nishati, ukubwa ndogo, kutokuwa na brush, na kuwa na usalama na imani. Hivyo basi, mfumo huo umetumika sana katika sekta nyingi za kiwango. Mifano yaliyotumika ni kama vile katika vitanga vya nyuni ya kimikia; na vitanga vya annealing furnaces ya glass ya kwenye kitanga, vitanga vya kubadilisha mafuta, edge rollers (au "pullers"), na mashine ya kutengeneza bottles.

Matumizi ya Mzunguko wa Kiwango cha Mzunguko wa PMSM katika Viwanda vya Nyuni ya Kimikia

Mfumo wa mzunguko wa kiwango cha PMSM umefanikiwa kutumika katika mashine za melt-spinning ya nyuni ya kimikia, kama inavyoonyeshwa katika ramani (Figure 12-1). Moto wa mzunguko wa pump metering katika mashine ya spinning unatumia PMSM, unahitaji upatikanaji wa kiwango cha mzunguko wa juu kudhibiti upatikanaji wa kiwango cha suluhisho la nyuni ya kimikia, ili kutekeleza matumizi ya mzunguko wa spinning. Wakati wa kubadilisha aina ya bidhaa za nyuni, tu kubadilisha kiwango cha mzunguko cha motori ya mzunguko wa pump metering kunaweza kutekeleza matumizi ya mzunguko.

Nguvu ya pump metering kuu huwa ni kati ya 0.37 kW hadi 11 kW, na mikobo yenye poles 4 au 6. Mzunguko wa kiwango unabadilika kati ya 25 Hz hadi 150 Hz. Mara nyingi, converter mmoja wa kiwango hutumika kudhibiti mikobo mingapi, ingawa mikopo muhimu (converter kwa moto) pia yanatumika, kila njia ina faida na hatari zake.

Matumizi muhimu mengine katika mzunguko wa spinning, kama vile winding, stretching, na godet rollers, yanahitaji kiwango cha mzunguko cha kimkoa au viwango vya mzunguko vya vipimo vya roller. Mfumo wa mzunguko wa kiwango ni chaguo bora, kama kilivyohitimika kwa muda mrefu. Baada ya kutumia mzunguko wa kiwango, kiwango cha mzunguko cha line ya spinning unaweza kufikia 3,000 hadi 7,000 m/min. Stretch rollers wenye vipeo vya moto vya ndani yanahitaji mzunguko wa kimkoa; PMSM wenye nguvu kati ya 0.2 kW hadi 7.5 kW, mikobo vya mzunguko wa juu yenye poles 2, na mzunguko wa kiwango wa 50 Hz hadi 250 Hz. Kutumia mzunguko wa kiwango kutoa nguvu ya juu ya mzunguko, uzito wa haraka, na kutekeleza matumizi ya mazingira ya juu (hard starting).

Matumizi ya Mzunguko wa Kiwango cha Mzunguko wa PMSM katika Viwanda vya Vitanga

Mfumo wa mzunguko wa kiwango wa mzunguko wa kuu wa annealing furnaces ya float glass umetumika kwenye vitanga kadhaa katika China, kubadilisha mzunguko wa DC wa zamani na kupata faida za kiwango.

Mzunguko wa production line wa float glass unahusu mafuta ya mafuta ya kimanga ya juu kutoka kwa melting furnace, kukutana kwa polepole kwenye mzunguko, baada ya kuwa solid, kimanga huchukuliwa kwa annealing furnace kwa ajili ya heat treatment, kabla ya kuingia kwenye cold end kwa cutting, inspection, packing, na matumizi mengine. Mzunguko wa annealing furnace unahitaji matumizi sana; kwenye urefu wake wa karibu 200 mita, kila roller lazima aweze kufanya kazi kwa uraibu na kwa muda mrefu. Kusimamishwa haipaswi kuwa, kwa sababu italeta matumizi makubwa.

Kwa matumizi haya, TYB100-8 three-phase rare-earth PMSM na Fuji G5 frequency converter walichaguliwa. Mfumo huo umefanya kazi kwa uraibu na salama kwa masaa kadhaa na kushiriki utaratibu. Faida muhimu zake ni:

1. Uaminifu wa Kiwango cha Juu (hadia 0.4%): Huchukua matumizi ya kiwango cha ubavu, kutokosa raw materials, na kutokosa faida za kiwango.
2. Uaminifu wa Juu: Kuregeza kazi ya kusimamia.
3. Kutosha Nishati: Kwa sababu ya chombo chache na ufanisi wa moto.
4. Umbio na Urefu wa Kimara: Vifaa vinavyoonekana vigumu na vibichi.

Mixers katika furnaces za kimanga zilizotumika DC drives. Lakini, kutokana na mazingira ya joto kwa juu na changamoto za kusimamia, mfumo wa mzunguko wa kiwango umetumika tangu 1995. Kwa undani, mikobo miwili ya TYB400-8 yamechaguliwa kwa hii. Matumizi hayo ni:

Mikobo miwili hayo yadhibiti mixers zao, kuchanganya mafuta ya kimanga katika furnace ya joto kwa juu. Kupitia kwa kutosha uniformity, "dead zones" katika furnace bath haipaswi kuwa. Hivyo basi, eneo la kazi la mixers miwili linapaswa kulingana kidogo, lakini liwezekanavyo ili paddle zao si zisitegemezi. Ramani ya eneo la kazi inaonyeshwa katika Figure 12-2.

Ikiwa kiwango cha mzunguko n1 na n2 ni tofauti, mzunguko wao unaweza kuletea majonzi ya paddle. Matumizi ya muda mrefu ya mfumo huo umeshiriki kuwa hakuna majonzi, kuma kuhakikisha kuwa uaminifu wa kiwango unafaa.

Matumizi ya mzunguko wa kiwango kwenye edge rollers (au "pullers") imeleta matumizi nzuri. Katika mzunguko wa vitanga, wakati mafuta ya kimanga yanabadilika kutoka kwenye mazingira ya likizo kwa mazingira ya plastic semi-solid, yanahitaji kuwa stretch na kuwa plane. Edge rollers huyahusu hii. Mikobo yao yanapaswa kutoa mzunguko wa kimara, stepless. Kiwango cha mzunguko cha kila puller motor lazima litengenezwe kulingana na temperature ya kazi na aina ya kimanga. Hii linahitaji ufundi mzuri wa mfumo wa kudhibiti: kiwango cha mzunguko cha juu, uaminifu wa kiwango cha juu, na dynamic response mzuri. Hivyo basi, mfumo wa DC motor speed control wa zamani wa Z₂-12, 0.6 kW, 1500 r/min ulibadilishwa na TYB500-6, 125 V, 50 Hz three-phase PMSMs. Converter wa kiwango unafanya kazi kati ya 10 Hz hadi 150 Hz, kutolea kiwango cha mzunguko cha moto kati ya 200 r/min hadi 3000 r/min. Kubadilisha mikobo ya DC na mikobo synchronous kunatengeneza faida kama vile automation ya juu, ubora, uchungu, na kusimamia kwa uraibu.