5 تغییر پارامتر برتر VFD

برنامه نویسی درایوهای فرکانس متغیر (VFD) برای تطبیق با اکثر کاربردهای صنعتی تنها به ابتدایی‌ترین تنظیمات برای کارکرد موتور نیاز دارد. این ۵ تغییر پارامتر VFD را برای بهینه‌سازی برنامه‌نویسی VFD برای تطبیق با اکثر برنامه‌های درایو موتور درک کنید.

آنچه در این مقاله خواهیم آموخت

• تنظیم پنج پارامتر که می‌تواند از اکثر برنامه‌ریزی‌های VFD مراقبت کند.
• روش کنترل VFD، FLA موتور، زمان شتاب و کاهش سرعت را در نظر بگیرید.
• همچنین سرعت و منبع اجرا و استراحت خطا را در نظر بگیرید.

درایو فرکانسی چیست؟‎

درایوهای فرکانس متغیر (VFD) دستگاه‌های الکترونیکی هستند که از سوئیچ‌های سریع عمل یا ترانزیستور دوقطبی گیت عایق (IGBT) برای تبدیل توان ورودی سه فاز به فرکانس و ولتاژ خروجی متغیر برای کنترل سرعت موتور استفاده می‌کنند. تنظیمات VFD شامل برنامه نویسی است و پنج تغییر پارامتر برای اکثر برنامه ها به حساب می‌آید.

کاربرد درایو های فرکانسی

از طریق درایوهای فرکانسی می توانیم موتورهای الکتریکی را برای اجرای طیف گسترده ای از برنامه ها استفاده کنیم. با VDFها می توان تا کنترلی را که با عملیات سراسری یا وسایل مکانیکی امکان پذیر نیست، به دست آورد. با موتورهای کنترل‌شده با VFD، کاربران می‌توانند کارایی سیستم را با تطبیق سرعت موتور برای حفظ تقاضای دقیق سیستم بهینه کنند. اکثر کاربردهای VFD کارایی سیستم را بهبود می بخشد و معمولاً در کمتر از یک سال سرمایه گذاری VFD در صرفه جویی در انرژی را ارائه می دهد.

قابلیت های درایو فرکانسی

مانند سایر لوازم الکترونیکی، VFD ها در قابلیت و عملکرد پیشرفت کرده اند و کنترل سیستم بیشتری را برای کمک به حذف دستگاه های خارجی و کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) فراهم می کنند. با توجه به این نوآوری‌ها، قابل درک است که ممکن است فرد با چشم‌انداز برنامه‌نویسی VFD برای کاربرد آنها غرق شود. با این حال، بیشتر برنامه ها برای کارکردن موتور فقط به ابتدایی ترین تنظیمات نیاز دارند. این به این دلیل است که VFD ها برای ساده کردن امور پیچیده طراحی و مهندسی شده اند.

خرید پی ال سی امرن

تنظیمات درایو

در بیشتر موارد، تنظیمات پیش‌فرض VFD برای یک برنامه کافی است و نیازی به تنظیم ندارد. به طور معمول، بیش از دوازده تنظیمات برای یک برنامه تنظیم نمی شود. در زیر فهرستی از پنج تنظیمات پارامتر برتر برنامه‌ریزی شده توسط نصاب‌های VFD برای توضیح اینکه تنظیمات چیست و چرا به آن‌ها نیاز است را نشان می‌دهد.

کنترل V/f

کنترل V/f معمولاً برای سیستم هایی استفاده می شود که نیازی به کنترل دقیق سرعت ندارند، مانند فن ها یا پمپ ها. در ابتدایی ترین روش های کنترل V/f، موتور مجاز است از سرعت فرمان دور شود (دریفت). تغییر جزئی در سرعت تأثیر چندانی بر عملکرد کلی سیستم ندارد زیرا سایر برنامه‌های درایو سرعت را برای حفظ تقاضای سیستم تنظیم می‌کنند.

به عنوان مثال، اگر از یک فن خواسته شود تا با نیم سرعت کار کند و نتواند تقاضا را حفظ کند، بیشتر پیکربندی‌های سیستم، از طریق حلقه PI VFD یا با یک دستگاه خارجی، فرمان سرعت را تقویت می‌کنند تا سرعت موتور مورد نیاز برای برآورده کردن تقاضا را فراهم کند. کنترل V/f متداول‌ترین روش کنترلی است که برای پیاده‌سازی به برنامه‌نویسی کمی یا بدون نیاز به برنامه‌نویسی نیاز دارد.

چه زمانی از درایو های فرکانسی استفاده کنیم؟

تنظیمات

اکثر سازندگان درایو، با سالها تجربه در برنامه، تنظیمات پیش فرض خود را برای اکثر برنامه های پمپ و فن پیکربندی کرده اند. این پیش‌فرض‌ها صرفه‌جویی بهینه در مصرف انرژی را بدون نیاز به برنامه‌ریزی کم یا بدون نیاز ارائه می‌کنند. حتی برنامه‌های غیرمتغیر گشتاور، مانند کمپرسور، می‌توانند از مزایای کنترل V/f برای نصب آسان استفاده کنند.

تعمیر و نگهداری

روش های کنترل برداری خودحسگر، کنترل فرآیند را بهبود می بخشد و تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد. به عنوان مثال، کنترل بردار خود سنج سرعت موتور را تا 1/200 سرعت نامی موتور تنظیم می کند، کنترل سرعت پویا، گشتاور راه اندازی بالا تا سرعت پایین را ارائه می دهد و جریان و گشتاور را بدون دستگاه های خارجی محدود می کند. برای ارائه این قابلیت‌های پیشرفته کنترل موتور، VFD به اطلاعات مشخصه موتور مانند جریان بدون بار موتور، مقاومت و اندوکتانس‌ها نیاز دارد.

بدست اوردن اطلاعات موتور

برای به دست آوردن این اطلاعات کلیدی، VFD از طریق یک تنظیم موتور ساده اجرا می شود که نیاز به داده های اصلی پلاک موتور مانند جریان نامی، ولتاژ و سرعت دارد تا از طریق صفحه کلید وارد شود. کاربردهایی که بیشترین بهره را از این کنترل می‌برند عبارتند از میکسر، ماشین لباسشویی و پرس پانچ/استمپ.

سیگنال بازخورد سرعت کنترل بردار حلقه بسته برای به حداکثر رساندن کنترل فرآیند و به حداقل رساندن تعمیر و نگهداری. کنترل برداری حلقه بسته امکان کنترل دقیق سرعت تا یک دور در دقیقه، گشتاور راه اندازی بالا در سرعت صفر، کنترل سرعت صفر و تنظیم گشتاور را فراهم می کند. از این ویژگی ها در برنامه هایی استفاده می شود که نمی توانند بیش از چند دور در دقیقه منحرف شوند وگرنه خروجی محصول با مشخصات طراحی شده آن مطابقت ندارد.

فیدبک موتور

به عنوان مثال، بسیاری از اکسترودرها از بازخورد رمزگذار برای حفظ سرعت موتور تا الزامات دقیق استفاده می کنند تا اطمینان حاصل شود که محصول با مشخصات آن مطابقت دارد. بازخورد رمزگذار همچنین نظارت دقیق گشتاور را تضمین می‌کند تا به VFD اجازه می‌دهد به شرایط گشتاور بالا که ممکن است دستگاه را مسدود یا آسیب برساند، واکنش نشان دهد. همان الزامات تنظیم موتور که در کنترل برداری خودحسگر ایجاد شده است در کنترل برداری حلقه بسته برای بهینه سازی کنترل موتور و کاهش جبران مورد نیاز توسط بازخورد رمزگذار مورد نیاز است.

هر چه VFD ویژگی های موتور را بهتر درک کند، بهتر می تواند موتور را راه اندازی کند. این با یا بدون بازخورد موتور درست است. کاربردهایی مانند اکسترودرها، دوک‌های پرسرعت و بازکننده‌های کششی ثابت از کنترل بردار حلقه بسته بهره می‌برند.

تنظیم VFD برای آمپرهای بار کامل موتور (FLA)
۲. آمپر تمام بار موتور چیست؟

از آنجایی که اکثر تنظیمات روش کنترل VFD از قبل برای رایج ترین کاربرد آنها پیش فرض است، اولین تنظیم واقعی که توسط هر نصاب VFD برنامه ریزی شده است، آمپر بار کامل موتور (FLA) یا تنظیم جریان نامی موتور است. موتورها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که هنگام کار با توان نامی و ولتاژ نامی، امکان کارکرد مداوم در جریان‌های نامی پلاک‌شان را فراهم کنند. برنامه ریزی یک VFD با رتبه بندی FLA موتور، اضافه بار حرارتی الکترونیکی VFD را برای موتور در حال کار پیکربندی می کند.

چرا باید آمپرهای بار کامل موتور را تنظیم کنم؟

اگرچه VFD ها شروع کننده های نرم طبیعی هستند، موتورها می توانند برای دوره های زمانی کوتاهی مانند هنگام راه اندازی، بارگذاری ضربه، کاهش سرعت یا چرخه کاربرد بیش از حد از جریان نامی خود فراتر روند. با این حال، جریان های زیاد برای مدت زمان طولانی منجر به گرمای بیش از حد در موتور می شود که می تواند منجر به کاهش طول عمر و خرابی زودرس شود. شرایط قفل روتور نیز ممکن است به دلیل آسیب مکانیکی در بار یا کوپلینگ رخ دهد. با گذشت زمان، سایش بار نیز می‌تواند منجر به افزایش جریان الکتریکی شود که ممکن است بیش از FLA موتور باشد.

خرید اینورتر یاسکاوا

برای جلوگیری از خرابی موتور، تنظیم FLA موتور VFD برای FLA پلاک موتور برنامه ریزی می شود. اعمال اضافه بار حرارتی الکترونیکی VFD در درایو، الزامات حفاظت از اضافه بار موتور مورد نیاز توسط کد ملی برق (NEC) و کدهای محلی را برآورده می کند. استفاده از اضافه بار حرارتی الکترونیکی VFD به کاربر این امکان را می دهد که اضافه بار مکانیکی موتور را حذف کند، که هزینه، نقطه خرابی احتمالی و هرگونه نیاز تعمیر و نگهداری را با حفظ یکپارچگی تماس های اضافه بار حذف می کند.

عملکردهای حفاظتی

عملکرد حفاظت از اضافه بار الکترونیکی VFD، سطح اضافه بار موتور را بر اساس جریان خروجی، فرکانس خروجی، مشخصات موتور حرارتی و زمان تخمین می زند. هنگامی که VFD بار اضافی موتور را تشخیص می دهد، یک خطا ایجاد می شود و خروجی VFD خاموش می شود تا موتور را از خرابی حرارتی محافظت کند.

این منحنی های اضافه بار را می توان بر اساس قابلیت های موتور تنظیم کرد. بسیاری از موتورهای فن پمپ برای بارگذاری گشتاور متغیر طراحی شده اند، به این معنی که برای جریان نامی در سرعت کاهش یافته طراحی نشده اند.

اضافه بارهای مداوم کاهش یافته برای کاهش تعمیر و نگهداری و اطمینان از به حداکثر رساندن طول عمر عملیاتی موتور ارائه شده است. VFD ها اضافه بارها را از پیش تنظیم کرده اند تا انواع موتورهای مختلف را محاسبه کنند، از جمله بارهای گشتاور متغیر با محدوده سرعت 40:1، بارهای گشتاور ثابت محدوده سرعت 100:1 و موتورهای غیر متعارف مانند موتورهای آهنربای دائم .

زمان های شتاب و کاهش سرعت
۳. زمان های شتاب و کاهش سرعت برای یک سیستم موتور محرک چیست؟

VFD ها شروع کننده های نرم طبیعی هستند. آنها جریان هجومی را هنگام تغییر سرعت کاهش می دهند. برای انجام این کار، یک VFD موتور را بر اساس زمان های برنامه ریزی شده شتاب و کاهش سرعت، راه اندازی و متوقف می کند. این زمان ها یا نرخ های شیب دار مشخص می کنند که درایو چقدر طول می کشد تا از سرعت صفر به حداکثر فرکانس برسد. نرخ های ثابت یا مجموعه های متعددی از نرخ ها می توانند وجود داشته باشند که بر اساس شرایط عملیاتی یا از طریق دستورات ارسال شده به VFD تنظیم می شوند .

چرا زمان شتاب/کاهش سرعت را تنظیم کنید؟

استفاده از زمان مناسب شتاب و کاهش سرعت، جریان هجومی در شروع و افزایش جریان در هنگام تغییر سرعت را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. این منجر به افزایش طول عمر موتور (گرمای کمتر) و پیشرانه (تغییر گشتاور بالا پویا کمتر) می شود. VFD همچنین این جریان ها را از خط جدا می کند. بنابراین، نیازی به تامین برق زیاد توسط ترانسفورماتور نیست، که می تواند باعث گرمایش غیر ضروری یا ولتاژ تغذیه آن شود، که ممکن است بر عملکرد VFD یا سایر بارهای روی سیستم تأثیر بگذارد. جریان های هجومی کمتر به این معنی است که هزینه های تقاضا توسط شرکت برق به دلیل نوسانات جریان/توان حذف می شود.

VFD ها بر اساس کاربرد مورد نظرشان، به طور پیش فرض روی متداول ترین زمان های شتاب و کاهش سرعت تنظیم شده اند. درایوهای فن/پمپ زمان رمپ طولانی تری خواهند داشت، در حالی که درایوهای صنعتی معمولی زمان رمپ کوتاه تری خواهند داشت. این به ساده سازی فرآیند نصب کمک می کند. با این حال، همه پیش فرض ها برای هر برنامه ای کار نمی کنند. تنظیم این زمان های سطح شیب دار برای حفظ جریان در محدوده درایو و موتور مورد نیاز است.

اینرسی

بر اساس اینرسی بار، بر اساس قابلیت های فعلی درایو/موتور، می توان بار را سریعتر از حد مجاز راه اندازی/توقف کرد. نرخ‌های شتاب/کاهش تهاجمی منجر به جریان‌های بالاتری می‌شود که ممکن است بر درایو و موتور تأثیر بگذارد و منجر به اضافه بار یا خطای جریان اضافه شود. تنظیم زمان صحیح شتاب و کاهش سرعت، عملکرد مناسب سیستم را تضمین می کند و در عین حال از عدم عملکرد خطا اطمینان می دهد.

نقاط محوری در منحنی شتاب/کاهش در شروع و توقف هر سطح شیب دار رخ می دهد. اینجاست که بیشترین گشتاور یا جریان برای انجام حرکت موتور مورد نظر مورد نیاز است. بنابراین، در شرایطی که زمان کلی رمپ باید کم باقی بماند، می توان تنظیماتی را در این نقاط انجام داد تا زمان کل رمپ کاهش یابد. به این نقاط، تنظیم‌های زمان‌بندی منحنی s یا jerk گفته می‌شود. این تنظیمات زمان را در نقاط تنش بالای سطح شیب دار شتاب یا کاهش سرعت افزایش می دهد تا تاثیر آن بر زمان کلی شروع/ توقف کاهش یابد.

سرعت و منبع کار برای کنترل موتور مورد نیاز است
۴. سرعت و منبع اجرا چیست؟

یک VFD در هر لحظه از عملکرد خود به دو چیز نیاز دارد: فرمان اجرا و مرجع سرعت. دستور run به درایو می‌گوید که باید موتور را کار کند، در حالی که مرجع سرعت به VFD می‌گوید که چه فرکانسی را اجرا کند. هر دو ورودی برای ارائه کنترل موتور مورد نیاز هستند. در غیر این صورت، موتور بیکار می نشیند. راه‌اندازی یا عدم راه‌اندازی یکی از رایج‌ترین تماس‌های عیب‌یابی پشتیبانی فنی است که نصاب VFD انجام می‌دهد.

چرا باید دستور سرعت و اجرا را تنظیم کنم؟

تنظیم فرمان سرعت و اجرای VFD بیشتر به نحوه کارکرد موتور مربوط می شود و کمتر به این بستگی دارد که آیا می خواهید موتور کار کند یا نه. اکثر سازندگان به طور پیش فرض درایوهای خود را از ورودی های دیجیتال و آنالوگ کار می کنند. کنتاکت ها و رله ها به درایو داده می شوند تا فرمان اجرای درایو را اجرا کنند. سپس از ورودی های آنالوگ برای تغذیه یک مرجع سرعت به درایو استفاده می شود. این مراجع آنالوگ می تواند سیگنال های 0-10 ولت dc، +/-10 ولت dc، 0-20 میلی آمپر یا 4-20 میلی آمپر باشد. هر منبع مرجع مزایای خاص خود را دارد. تولید یک مرجع ولتاژ ساده است و درک آن آسان است، در حالی که سیگنال های جریان در فواصل طولانی تری منتشر می شوند بدون اینکه به راحتی تحت تأثیر نویز الکتریکی مجاور قرار گیرند. راه های دیگر کنترل از طریق کنترل مستقیم صفحه کلید یا از طریق ارتباطات شبکه انجام می شود.

هر یک از این مراجع سرعت دقیق مورد نیاز برای راه اندازی موتور را در اختیار VFD قرار می دهد. هرچه مرجع کنترل سرعت موتور یک VFD دقیق تر باشد، VFD در دستیابی به تقاضای سیستم دقیق تر است. برآورده کردن دقیق تقاضای سیستم به معنای مزایای صرفه جویی بیشتر انرژی است که توسط VFD به دست می آید. هدف هر رابط فرمان دستیابی به کنترل مورد نیاز برای سیستم است که کارایی، کیفیت و ایمنی را به حداکثر برساند.

بازنشانی خطا
۵. بازنشانی خطا در VFD چیست؟

شرایط خارجی زیادی برای درایو وجود دارد که می تواند منجر به شرایط کاری خارج از مشخصات آنها شود. برای حفظ طول عمر محصول و جلوگیری از خرابی، VFD ها برای محافظت از خود، خطاها را ترکیب کرده و راه اندازی می کنند. نمونه هایی از شرایطی که ممکن است باعث خطای VFD شوند عبارتند از: زمان شروع تهاجمی، زمان توقف تهاجمی، از دست دادن توان و وضعیت قفل روتور.

چرا هنگام پیکربندی VFD ها بازنشانی خطا را تنظیم کنید؟

بسیاری از VFD ها دارای قابلیت بازنشانی خودکار خطا هستند. این ویژگی به درایو اجازه می‌دهد تا شرایطی خارج از محدوده برنامه‌ریزی خود را شناسایی کند و برای محافظت از خود، موتور و بقیه سیستم مکانیکی، خطا ایجاد کند. ویژگی بازنشانی خطا به کاربر این امکان را می‌دهد تا رویدادها را شناسایی کند و در صورت حذف، درایو را به حالت عادی بازگرداند. هدف از تنظیم مجدد خودکار غلبه بر عیوب مزاحم و حفظ عملکرد مداوم است. زمان از کار افتادن هزینه دارد و ویژگی‌های بازنشانی خودکار به سیستم اجازه می‌دهد تا عملکرد خود را برای رویدادهایی که برای توقف تولید ضروری تشخیص داده نشده‌اند تا زمانی که توسط کارکنان تایید شده بررسی شود، حفظ کند.

یک مثال از این می تواند افزایش ولتاژ ناشی از رعد و برق باشد. اینها اتفاقات نادری هستند که نیازی به تحلیل بیشتر ندارند. درایو از عملکرد خود در چنین شرایطی جلوگیری کرد و در نتیجه از خود محافظت کرد. ویژگی تنظیم مجدد خودکار به درایو اجازه می دهد تا بدون دخالت کاربر، پشتیبان گیری را شروع کند و در زمان و هزینه صرفه جویی کند.

مطمئن شوید که 5 پارامتر برتر VFD را تنظیم کنید

راه های زیادی برای پیاده سازی فناوری VFD برای خودکارسازی نیازهای کنترل موتور وجود دارد. راه اندازی VFD می تواند پیچیده باشد اما اکثر برنامه ها برای راه اندازی و اجرا به تنظیمات کمی نیاز دارند. علاوه بر این، VFD ها فرآیند نصب را ساده کرده اند. یکی از راه‌ها از طریق روتین‌های راه‌اندازی اپلیکیشن یا جادوگران است.

این روال‌ها نصب‌کننده را طی فرآیند برنامه‌نویسی درایو خود با استفاده از منوهای پرسش و پاسخ راهنمایی می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که برنامه برای کار در صورت نیاز برنامه‌ریزی شده است. VFD ها برای سهولت استفاده و به حداکثر رساندن بازگشت سرمایه (ROI) با بهینه سازی کارایی، کیفیت و ایمنی طراحی شده اند.

بیشتر بخوانید : اینورتر چیست؟