ฟังก์ชั่นการติดตามความเร็วของไดรฟ์ AC (การเริ่มต้น Runaway)

ฟังก์ชั่นการติดตามความเร็วเป็นคุณสมบัติทางเทคนิคที่สำคัญของตัวแปลงความถี่ ส่วนใหญ่จะใช้เมื่อมอเตอร์อยู่ในสถานะหมุน (เช่นการอยู่ชายฝั่งเฉื่อยการลากโหลด ฯลฯ ) ตัวแปลงความถี่สามารถตรวจจับความเร็วจริงและเฟสของมอเตอร์ได้อย่างรวดเร็วและรีสตาร์ทมอเตอร์ที่ความถี่ที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงกระแสไฟฟ้าเกินค่าแรงดันไฟฟ้าหรือแรงกระแทกทางกลที่เกิดจากความถี่ไม่ตรงกันในช่วงเวลาของการเริ่มต้น คุณลักษณะนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ "Runaway Start", "การติดตามความเร็วแบบไม่มีเซ็นเซอร์" หรือ "รีสตาร์ทอัตโนมัติ" และมักจะเห็นได้ในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องเริ่มต้นและหยุดบ่อยครั้งหรือที่ความเฉื่อยของโหลดมีขนาดใหญ่

I. หลักการหลักและการใช้งานทางเทคนิค

1. หลักการทำงาน

ขั้นตอนการตรวจจับ: เมื่อตัวแปลงความถี่ได้รับสัญญาณเริ่มต้นจะตรวจพบความถี่แรงดันไฟฟ้าที่เหลือและเฟสบนขั้วมอเตอร์ผ่านหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) หรือหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า (PT) และคำนวณความเร็วจริงในปัจจุบันของมอเตอร์

Synchronous Stage: ตัวแปลงความถี่จะปรับความถี่เอาต์พุตอย่างรวดเร็วไปยังจุดความถี่ที่ตรงกับความเร็วมอเตอร์ปัจจุบันตามความเร็วที่ตรวจพบ (ตัวอย่างเช่นหากความเร็วมอเตอร์ปัจจุบันสอดคล้องกับความถี่ 20Hz ตัวแปลงความถี่จะส่งออก 20Hz ก่อน)

ขั้นตอนการเร่งความเร็วที่ราบรื่น: หลังจากยืนยันการซิงโครไนซ์ความถี่ตัวแปลงความถี่ค่อยๆเพิ่มความถี่เอาท์พุทไปยังค่าเป้าหมายตามเส้นโค้งการเร่งความเร็วที่ตั้งไว้ล่วงหน้า (เช่นเชิงเส้นหรือรูปตัว S) เสร็จสิ้นกระบวนการเริ่มต้น

2. ประเด็นทางเทคนิคที่สำคัญ

การตรวจจับแบบไม่มีเซ็นเซอร์: ไม่จำเป็นต้องมีการติดตั้งตัวเข้ารหัสเพิ่มเติม เฉพาะอัลกอริทึมในตัวของตัวแปลงความถี่เท่านั้นที่ใช้ในการวิเคราะห์แรงไฟฟ้าของมอเตอร์ (EMF) หรือแรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัล/รูปคลื่นปัจจุบัน เหมาะสำหรับโครงการปรับปรุงหรือสถานการณ์ราคาประหยัด

การตอบสนองที่รวดเร็ว: เวลาในการตรวจจับมักจะอยู่ในช่วง 10 ถึง 100 มิลลิวินาทีเพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์เสร็จสิ้นการซิงโครไนซ์ก่อนการชะลอตัวที่สำคัญเนื่องจากการชายฝั่งเฉื่อยดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงความล้มเหลวในการเริ่มต้นที่เกิดจากความแตกต่างของความเร็วมากเกินไป

อัลกอริทึมการปรับตัว: สามารถระบุพารามิเตอร์มอเตอร์ที่แตกต่างกัน (เช่นการเหนี่ยวนำและความต้านทาน) และเข้ากันได้กับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส (IM) และมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSM)

ii. สถานการณ์แอปพลิเคชันทั่วไป

อุปกรณ์โหลดความเฉื่อยสูง

ฉาก: แฟน ๆ , ปั๊มน้ำ, เครื่องปั่นเหวี่ยง, บอลโรงสี, สายพานลำเลียงและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ยังคงหมุนอยู่เนื่องจากความเฉื่อยหลังจากถูกปิดตัวลง

จุดปวด: หากตัวแปลงความถี่เริ่มต้นโดยตรงก่อนที่มอเตอร์จะหยุดอย่างสมบูรณ์วิธีการเริ่มต้นแบบดั้งเดิมจะทำให้เกิดกระแสเกินเนื่องจากการซ้อนทับของแรงไฟฟ้าเคาน์เตอร์และแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่เกิดจากความไม่ตรงกันระหว่างความเร็วมอเตอร์และความถี่เอาท์พุทของตัวแปลงความถี่

ค่า: ฟังก์ชั่นการติดตามความเร็วสามารถเริ่มต้นได้โดยตรงในระหว่างกระบวนการชายฝั่งของมอเตอร์หลีกเลี่ยงเวลารอการหยุดทำงานและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต (เช่นการรีสตาร์ทอย่างรวดเร็วหลังจากการปิดฉุกเฉินของพัดลมในโรงงานปูนซีเมนต์)

2. ระบบเชื่อมโยงแบบหลายมอเตอร์

ฉาก: ในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นเครื่องพิมพ์เครื่องจักรสิ่งทอและสายการผลิตกระดาษที่มีมอเตอร์หลายตัวทำงานร่วมกันเมื่อมอเตอร์หยุดหนึ่งครั้งเนื่องจากความผิดปกติและเริ่มต้นใหม่

จุดปวด: หากความเร็วของมอเตอร์เดี่ยวไม่ได้ซิงโครไนซ์กับมอเตอร์วิ่งอื่น ๆ เมื่อรีสตาร์ทมันจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในความตึงเครียดของวัสดุ (เช่นการทำลายผ้าหรือการเหี่ยวย่นกระดาษ)

ค่า: โดยการติดตามความเร็วในการหมุนมอเตอร์รีสตาร์ทสามารถจับคู่ความเร็วในการทำงานของระบบได้อย่างรวดเร็วการรักษาการซิงโครไนซ์หลายเครื่องและลดอัตราเศษซาก

3. สถานการณ์สำหรับการกู้คืนไฟดับหรือรีเซ็ตข้อผิดพลาด

สถานการณ์: อุปกรณ์ที่ต้องเริ่มต้นใหม่อย่างรวดเร็วเมื่อกริดพลังงานได้รับการฟื้นฟูหรือกำจัดข้อผิดพลาดหลังจากถูกปิดตัวลงเนื่องจากความผันผวนของกริดพลังงานการป้องกันความล้มเหลวของอินเวอร์เตอร์ ฯลฯ (เช่นปั๊มบำบัดน้ำเสีย

จุดปวด: วิธีการเริ่มต้นแบบดั้งเดิมต้องรอให้มอเตอร์หยุดการหมุนอย่างสมบูรณ์ซึ่งอาจนำไปสู่การหยุดชะงักของการไหลของกระบวนการหรือความเสียหายของอุปกรณ์ (เช่น backflow น้ำเสีย, การทำให้แข็งตัวของวัสดุ)

ค่า: มันสามารถเริ่มต้นได้โดยตรงเมื่อมอเตอร์ไม่หยุดอย่างสมบูรณ์ลดเวลาการกู้คืนและลดการสูญเสียการหยุดชะงักของการผลิต

4. โหลดประเภทคำติชมพลังงาน

ในสถานการณ์ต่าง ๆ เช่นเครนลดวัตถุหนักและลิฟต์ขยับขึ้นมาว่างมอเตอร์ในสถานะการผลิตไฟฟ้ายังคงหมุนต่อไปเนื่องจากภาระเมื่อหยุด

จุดปวด: การเริ่มต้นโดยตรงอาจทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าบัส DC ของตัวแปลงความถี่ให้สูงขึ้นเนื่องจากมอเตอร์อยู่ในสถานะการผลิตพลังงาน (การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน) หรือสร้างกระแสการไหลเข้าขนาดใหญ่

ค่า: ฟังก์ชั่นการติดตามความเร็วสามารถตรวจจับทิศทางการหมุนและความเร็วของมอเตอร์ได้ก่อนเริ่มต้นที่ความถี่ที่ตรงกันและในเวลาเดียวกันก็ใช้พลังงานความคิดเห็นผ่านหน่วยเบรกเพื่อให้แน่ใจว่าจะเริ่มต้นได้อย่างปลอดภัย

iii. ข้อดีและข้อ จำกัด ในการทำงาน

ข้อได้เปรียบหลัก

หลีกเลี่ยงผลกระทบกระแสเกิน: จำกัด กระแสเริ่มต้นที่จะอยู่ภายในสองเท่าของกระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ (การเริ่มต้นแบบดั้งเดิมอาจถึง 5 ถึง 7 ครั้ง) เพื่อป้องกันตัวแปลงความถี่และมอเตอร์

ลดเวลาเริ่มต้น: ไม่จำเป็นต้องรอให้มอเตอร์หยุดอย่างสมบูรณ์ สามารถเริ่มต้นได้โดยตรงระหว่างการชายฝั่งปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ (ตัวอย่างเช่นเวลารีสตาร์ทของพัดลมจะลดลงจาก 2 นาทีเป็น 30 วินาที)

ลดการสึกหรอเชิงกล: กำจัดผลกระทบของเกียร์และการลื่นไถลสายพานที่เกิดจากความแตกต่างของความเร็วในช่วงเวลาของการเริ่มต้นและยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบเชิงกล

เพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ: ปรับให้เข้ากับความต้องการการกู้คืนอย่างรวดเร็วหลังจากการปิดระบบฉุกเฉินโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์การผลิตอย่างต่อเนื่อง (เช่นปิโตรเคมีและการถลุงเหล็ก)

ข้อ จำกัด

ความแม่นยำในการตรวจจับความเร็วต่ำนั้นมี จำกัด : เมื่อความเร็วมอเตอร์ต่ำกว่า 10% ถึง 20% ของความเร็วที่กำหนด (เช่นการเข้าใกล้สถานะการปิด) สัญญาณแรงไฟฟ้าด้านหลังจะอ่อนแอซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวในการตรวจจับและต้องเปลี่ยนไปใช้โหมดเริ่มต้นแบบดั้งเดิม

การพึ่งพาพารามิเตอร์มอเตอร์ที่แข็งแกร่ง: หากพารามิเตอร์มอเตอร์ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของตัวแปลงความถี่ (เช่นกำลังไฟและหมายเลขขั้ว) ไม่ตรงกับสถานการณ์จริงมันอาจนำไปสู่การเบี่ยงเบนในการคำนวณความเร็วและพารามิเตอร์จะต้องปรับให้เหมาะสมอีกครั้ง

จำเป็นต้องใช้หน่วยเบรกที่เป็นตัวเลือก: สำหรับการโหลดความเฉื่อยสูงหรือสถานการณ์การตอบกลับพลังงานต้องมีการกำหนดค่าตัวต้านทานการเบรกเพิ่มเติมหรือหน่วยตอบรับจะต้องได้รับการกำหนดค่าเพื่อใช้พลังงานปฏิรูปที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเริ่มต้น