Modul decentralizované jednotky s měničem frekvence pro plynulou regulaci otáček asynchronního motoru

Jednotka řady UF-I30 je určena pro dodatečné zabudování do strojů a zařízení kde je žádoucí spojitě nebo krokově regulovat otáčky asynchronního motoru případně motorů.

Jedná se o zařízení typu:

  • Kotoučové pily – regulace otáček řezného kotouče.
  • Pásové pily – regulace rychlosti pilového pásu.
  • Vrtačky – regulace otáček vrtáku.
  • Soustruhy – regulace otáček vřetene.
  • Dopravníkové systémy – regulace rychlosti válečků, pásu nebo řetězu.
  • Klimatizační a ventilační zařízení – regulace průtoku vzduchu.
  • Oběhová čerpadla – řízení průtoku kapalného média.
  • Výkonové ventilátory – regulace sání pro nastavení přetlaku.

Dle charakteru konkrétní aplikace obsahuje jednotka UF-I30 mimo měnič frekvence následující prvky:

  • Jistič nebo pojistky.
  • Výkonové spínací prvky pro bezpečné odepnutí pohonu od sítě.
  • Vstupní AC tlumivku k omezení nárazového proudu a vylepšení účiníku.
  • EMI filtr k potlačení elektromagnetických interferencí.
  • Brzdný odpor sloužící ke zkrácení času doběhu motoru.
  • Výstupní AC tlumivku k omezení namáhání izolace motoru napěťovými špičkami.

Jednotka UF-I30 nám dává možnost získat mnoho výhod při přestavbě systému s přímým pohonem motorů. Základní výhoda je spojitá regulace otáček dálkovým ovládáním přímo z ovládacího panelu. Obsluha řídí plynule otáčky motoru v nastaveném rozsahu, který může dosahovat až 10-200% jmenovitých otáček. Při napojení jednotky UF-I30 do hierarchie celého ovládacího systému je možné otáčky motoru řídit automaticky nadřazeným řídícím systémem.

Dalšími přednostmi tohoto řešení jsou také rozběhy motorů, zabudované ochranné funkce a snížení mechanického opotřebení navazujících zařízení. Kromě možných úspor energie (podle aplikace až 70 %) vznikají také úspory nákladů. Proto je zařazování měničů frekvence i v nových oblastech použití mimořádně atraktivní a často také nezbytné. Jako příklady mohou sloužit aplikace s náhradou škrticích ventilů u čerpadlových zařízení nebo náhrada mechanicky nastavitelných převodů v dopravní technice. Podobně je to u strojních zařízení jako pily a vrtačky kde se s výhodou nahrazuje složité nastavení převodů typu kaskádové řemenice nebo variátoru. V neposlední řadě se měničem frekvence nahrazuje dodnes často používaný způsob rozběhu asynchronních motorů přepínáním hvězda / trojúhelník.

Jedinou jednotkou UF­I30 je možno řídit více samostatných motorů, nutné je pouze správně dimenzovat výkon jednotky dle počtu a jmenovitých proudů jednotlivých motorů. Toto řešení se často používá u zařízení typu dopravníky, kde je použito více propojených pohonů.

Příklady aplikací

Jednotky řady UF-I30

Plynulá regulace rychlosti pilového pásu, nastavení potenciometrem přímo z řídícího panelu. Toto řešení je vhodné jako náhrada původního řešení s variátorem nebo s dvourychlostním motorem. Vhodné pro řezání měkkých hliníkových slitin nebo tvrdých nerezových ocelí.

Jednotky řady UF-I30

Plynulá regulace rychlosti kotouče u kotoučových pil. Vhodné pro řezání materiálů rozdílné tvrdosti. Požadovanou rychlost kotouče obsluha nastavuje přímo z ovládacího pultu.

Jednotky řady UF-I30

Více-kroková nebo plynulá regulace rychlosti válečkových, pásových nebo řetězových dopravníků. Vhodné pro zrychlení pohybu materiálu na vzdálený přesun nebo naopak zpomalení při založení materiálu do pracovního prostoru např. pásové pily.

Jednotky řady UF-I30

Plynulá regulace otáček vrtačky nebo frézy pro nastavení optimální obvodové rychlosti nástroje s ohledem na tvrdost materiálu. Správné nastavení otáček má vliv na kvalitu opracovaného povrchu ale taky na životnost nástroje samotného.

Jednotky řady UF-I30

Řízení tlaku u vodních čerpadel. Vestavný PID regulátor může udržovat konstantní tlak bez použití dalších řídících jednotek (PLC).

Kontaktní formulář




Co je měnič frekvence

Měnič frekvence v současném pojetí je elektronický přístroj, který umožňuje měnit frekvenci sítě na požadovanou frekvenci. Měniče frekvence jsou určeny pro nejrůznější použití, avšak v běžném technickém slovníku se jimi rozumějí měniče pro asynchronní motory. Tímto spojením získávají tyto střídavé točivé stroje schopnost hospodárně regulovat otáčky v širokém rozsahu. Měniče frekvence se skládají z výkonové části, zajišťující přeměnu parametrů napájecí sítě, a z řídicí elektroniky, která ovládá výkonovou část a umožňuje komunikaci s okolím. Řídicí elektronika moderních měničů často zvládne mnoho úloh, které by jinak musely být zahrnuty v nadřazeném řídicím systému.

Měnič frekvence jako softstartér

Charakteristické hodnoty momentové charakteristiky asynchronních motorů spouštěných přímým připojením na síť jsou záběrný moment při nulové úhlové rychlosti, maximální moment jako nejvyšší bod a jmenovitý moment odpovídající jmenovitým otáčkám motoru. Při sledování proudové křivky nelze přehlédnout záběrný proud, který je pěti- až sedminásobkem proudu jmenovitého. Rozběh motoru o velkém výkonu přímým připojením na síť tak způsobí úbytek napětí v síti. Naprosto odlišná je situace při rozběhu motoru s použitím měniče frekvence. Proud narůstá lineárně na hodnotu jmenovitého proudu a starosti s několikanásobným proudem při rozběhu motoru tak odpadají. Měnič frekvence je proto považován za ideální softstartér. Klasický softstartér nebo přepínač hvězda-trojúhelník lze také použít k omezení záběrného proudu. Zároveň je však třeba si uvědomit, že v tomto případě je také omezován moment, a u těžkých rozběhů, např. drtiče nebo naloženého dopravníku, by se pohon vůbec nemusel rozeběhnout. Při rozběhu s měničem frekvence je již v nulové úhlové rychlosti k dispozici dostatečný moment.

Potřeba regulace otáček

U mnoha zařízení je třeba řídit otáčky pro regulaci dopravovaného množství daného média (materiál na dopravnících, voda pro čerpadla či vzduch pro ventilátory). Ze všech dosud používaných metod regulace je právě metoda řízení otáček měniči frekvence nejhospodárnější, neboť je při ní spotřebováváno nejméně elektrické energie.

Moderní pohony s asynchronními motory a měniči frekvence

Jedním ze současných trendů v oblasti moderních regulovaných pohonů je snižování jimi spotřebovávané elektrické energie a zvyšování jejich účinnosti. Téměř šedesát procent elektrické energie spotřebovávají elektrické motory pro pohon mechanických zařízení. Jsou-li pohony neregulované, značná část této energie je neefektivně zmařena. Výrobci strojních zařízení proto stále častěji instalují před elektrické motory pro pohon jejich zařízení měniče frekvence. Stejně tak provozovatelé starších zařízení se intenzivně snaží vhodně nahradit dosavadní způsoby regulace řešením s měniči frekvence. Hlavními přednostmi tohoto řešení jsou kromě regulace otáček také rozběhy motorů, zabudované ochranné funkce a snížení mechanického opotřebení navazujících zařízení. Měniče frekvence tak lze najít v pračkách, pohonech garážových vrat a závor, v tepelných čerpadlech, dopravnících, jeřábech, extrudérech, drtičích, dmychadlech, kompresorech, odstředivkách, pecích, papírenských strojích a válcovnách, na čerpadlech a ventilátorech v domácnostech i v průmyslu a v mnoha dalších úlohách.

Příklad použití jednotky UF-I30 pro regulaci rychlosti řezného pásu horizontální pásové pily

Pásová pila se šnekovou převodovkou a dvourychlostním asynchronním motorem pro pohon pilového pásu. Přepínačem na ovládacím panelu obsluha volí rychlost řezného pásu 45 m/min nebo 90 m/min. Výrobcem zvolený rozsah rychlosti je optimální pro řezání středně tvrdých ocelí a litiny. Je ale nedostačující pro dělení měkkých neželezných kovů nebo tvrdších ocelí kde je nutné nastavit nižší případně vyšší otáčky než standardní volba. Použitím jednotky UF-I30, která je schopna udržovat maximální točivý moment už od nulových otáček motoru, je možné plnohodnotně využít elektrický pohon řezného pásu a rozsah řezných rychlostí rozvinout do širšího spektra. Dle použité původní sestavy motoru a převodovky je možné docílit rozsahu rychlostí v rozmezí až 10-150 m/min.

Pokud je u pohonu pilového pásu použita variátorová převodovka, je tato nahrazena pevným převodem. Zvýší se tím účinnost převodu a sníží riziko prokluzu, taky opotřebení dílu jako řemenu, ložisek a hřídele vlivem velkých přítlacných sil na variátoru.

Na ovládací pult pily je umístěn otočný regulační prvek – potenciometr, kterým obsluha spojitě řídí rychlost řezného pásu. Požadovanou rychlost tedy obsluha odečítá a nastavuje podle stupnice pod knofíkem potenciometru.

Jednotka UF-I30 se upevňuje na podstavec stroje v blízkosti hlavního elektrorozvadeče. Kabelovými svazky je tato jednotka propojena s rozvadečem pily, ovládacím pultem a motorem pro pohon pásu. Po instalaci technik nastaví parametry jednotky s ohledem na použitý motor, převodovku a další funkční požadavky. Rozsah řezné rychlosti je možné nastavit ca 10-150 m/min dle konkrétní aplikace a požadavku zákazníka. Tento rozsah je dostačující pro řezání tvrdé oceli i měkkých slitin hliníku v kombinaci se správně  zvoleným typem pilového pásu.

Jako rozšíření je možno instalovat digitální zobrazovač rychlosti. Toto zařízení snímá skutečnou rychlost řezného pásu a zobrazuje na LCD displeji umístěném na ovládacím pultu případně na jiném místě v zorném poli obsluhy.