Hei acolo! În calitate de furnizor VFD (unitate de frecvență variabilă), am văzut de prima dată cum aceste dispozitive Nifty pot avea un impact mare asupra stresului mecanic al motoarelor. Deci, să săpăm în modul în care un VFD afectează tensiunea mecanică pe un motor.
Ce este oricum un VFD?
Înainte de a sări în partea de stres mecanic, să trecem repede peste ceea ce este un VFD. Un VFD este un dispozitiv care controlează viteza unui motor electric prin variația frecvenței și a tensiunii furnizate. Este ca un comutator mai dimmer pentru motorul dvs., permițându -vă să -i reglați viteza în funcție de nevoile dvs. Fie că alergi unVFD trifazatpentru o configurație industrială sau unUnitate de viteză variabilă pentru motorul cu o singură fazăPentru o aplicație mai mică, VFD -urile oferă multă flexibilitate.
Modul în care VFD reduce stresul mecanic
Pornire soft
Unul dintre cele mai mari moduri în care un VFD reduce tensiunea mecanică este prin pornirea moale. Când un motor pornește direct peste linie (fără VFD), se confruntă cu o uriașă intrare a curentului. Această creștere bruscă poate provoca multă tensiune mecanică asupra componentelor motorului, cum ar fi rulmenții, arborele și cuplajele. Este ca și cum ai trânti piciorul pe pedala de gaz într -o mașină - pune multă încordare pe motor și tracțiune.
Cu un VFD, motorul începe treptat. VFD crește încet frecvența și tensiunea, permițând motorului să -și atingă viteza de funcționare fără probleme. Acest început blând reduce tensiunea asupra componentelor mecanice, care pot prelungi durata de viață a motorului și poate reduce costurile de întreținere. De exemplu, într -un sistem de benzi transportoare, un pornire moale poate împiedica centura să smulgă și să reducă uzura pe scripete și rulmenți.
Controlul vitezei
Un alt mod în care un VFD ajută la stresul mecanic este prin asigurarea unui control precis al vitezei. În multe aplicații, motoarele nu trebuie să funcționeze la viteză maximă tot timpul. De exemplu, un ventilator dintr -un sistem de ventilație poate avea nevoie să funcționeze doar la jumătate de viteză de cele mai multe ori. Folosind un VFD pentru a regla viteza motorului, puteți reduce tensiunea mecanică pe lamele ventilatorului și motorul în sine.
Rularea unui motor la o viteză mai mică reduce, de asemenea, forțele centrifuge care acționează asupra părților rotative. Aceste forțe pot provoca vibrații și stres asupra rulmenților și arborelor. Păstrând viteza sub control, puteți minimiza aceste probleme și asigurați o operație mai fiabilă. O3,7kW VFDPoate fi o alegere excelentă pentru aplicațiile în care trebuie să controlați viteza unui motor în acest interval.
Controlul cuplului
VFD -urile oferă, de asemenea, controlul cuplului, ceea ce este crucial pentru reducerea stresului mecanic. Cuplul este forța de rotație pe care o produce un motor. În unele aplicații, cum ar fi pompele și compresoarele, sarcina de pe motor poate varia. Fără un VFD, motorul poate fi necesar să producă mai mult cuplu decât este necesar, ceea ce poate duce la creșterea stresului mecanic.
Un VFD poate regla producția de cuplu a motorului în funcție de sarcină. Când sarcina este ușoară, VFD reduce cuplul, ceea ce reduce tensiunea pe componentele motorului. Când sarcina crește, VFD poate crește cuplul pentru a răspunde cererii. Acest control dinamic al cuplului ajută la menținerea motorului în funcțiune eficientă și reduce uzura.
Creșterea potențială a stresului mecanic
Armonice
În timp ce VFD -urile oferă multe beneficii în ceea ce privește reducerea stresului mecanic, acestea pot introduce și unele probleme. Unul dintre acestea este armonica. VFD -urile folosesc electronice de putere pentru a converti puterea de curent alternativ în DC și apoi înapoi la AC la o frecvență variabilă. Acest proces poate genera armonice, care sunt frecvențe electrice care sunt multipli ai frecvenței fundamentale.
Aceste armonice pot provoca căldură și vibrații suplimentare în motor. Căldura poate crește temperatura înfășurărilor motorului, ceea ce poate reduce durata de viață a izolației și poate crește riscul de eșec. Vibrațiile pot provoca, de asemenea, tensiune mecanică asupra componentelor motorului, în special a rulmenților și a arborelor. Cu toate acestea, VFD-urile moderne vin adesea cu filtre încorporate pentru a reduce conținutul armonic și pentru a minimiza aceste probleme.
Rezonanţă
O altă problemă potențială este rezonanța. Rezonanța are loc atunci când frecvența ieșirii VFD se potrivește cu frecvența naturală a motorului sau cu sistemul mecanic pe care îl conduce. Când se întâmplă acest lucru, vibrațiile pot fi amplificate, provocând stres mecanic excesiv.
Pentru a evita rezonanța, este important să dimensionați corect și să selectați VFD și motorul. VFD ar trebui să poată opera pe o gamă largă de frecvențe pentru a evita să se blocheze la frecvența rezonantă. În plus, sistemul mecanic ar trebui să fie proiectat pentru a avea o frecvență naturală care se află în afara gamei de operare a VFD.
Exemple din lumea reală
Să ne uităm la câteva exemple din lumea reală despre modul în care VFD-urile pot afecta stresul mecanic.
Sisteme HVAC
În sistemele HVAC (încălzire, ventilație și aer condiționat), VFD -urile sunt utilizate în mod obișnuit pentru a controla viteza ventilatoarelor și a pompelor. Folosind un VFD, sistemul poate regla fluxul de aer și fluxul de apă pe baza cererii reale. Acest lucru nu numai că economisește energie, dar reduce și stresul mecanic asupra ventilatoarelor și pompelor.
De exemplu, într -o clădire mare de birouri, ventilațiile de ventilație pot fi controlate de un VFD. În timpul orelor de vârf, când sunt mai puțini oameni în clădire, fanii pot rula cu o viteză mai mică. Acest lucru reduce tensiunea pe lamele ventilatorului și motorul și, de asemenea, economisește energie.
Pompe industriale
În aplicațiile industriale, pompele sunt adesea folosite pentru a muta lichidele. Un VFD poate fi utilizat pentru a controla viteza pompei pe baza debitului necesar. Acest lucru ajută la reducerea stresului mecanic pe rotorul, rulmenții și sigiliile pompei.
De exemplu, într -o instalație de tratare a apei, un VFD poate fi utilizat pentru a controla viteza pompelor care mișcă apa prin procesul de tratare. Prin reglarea vitezei în funcție de debitul de apă, pompa poate funcționa mai eficient și cu tensiune mai puțin mecanică.
Concluzie
În concluzie, VFD -urile pot avea un impact semnificativ asupra stresului mecanic al motoarelor. Pe de o parte, acestea oferă multe beneficii, cum ar fi pornirea moale, controlul vitezei și controlul cuplului, ceea ce poate reduce tensiunea pe componentele motorului și poate prelungi durata de viață. Pe de altă parte, pot introduce probleme precum armonice și rezonanță, care trebuie gestionate cu atenție.
Dacă aveți în vedere utilizarea unui VFD pentru aplicația dvs. cu motor, este important să alegeți VFD -ul potrivit și să vă asigurați că este instalat și configurat corespunzător. În calitate de furnizor VFD, sunt aici pentru a vă ajuta să faceți alegerea corectă și să vă asigurați că motorul dvs. funcționează fără probleme și eficient. Dacă aveți întrebări sau sunteți interesat să achiziționați un VFD, nu ezitați să vă adresați pentru o discuție despre nevoile dvs. specifice și cum putem lucra împreună pentru a obține cea mai bună soluție pentru aplicația dvs.
Referințe
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C., & Umans, SD (2003). Utilaje electrice. McGraw-Hill.
- Krause, PC, Wasynczuk, O., & Sudhoff, SD (2002). Analiza sistemelor de mașini electrice și de acționare. Wiley-Intersience.
- Chapman, SJ (2012). Fundamentele de utilaje electrice. McGraw-Hill.