In qualità di fornitore di azionamenti a frequenza variabile (VFD) da 45KW, ricevo spesso richieste da parte dei clienti sull'impostazione dei parametri di frenatura di questi azionamenti. L'impostazione corretta dei parametri di frenatura è fondamentale per il funzionamento sicuro ed efficiente del motore controllato dal VFD. In questo post del blog ti guiderò attraverso il processo di impostazione dei parametri di frenata di un VFD da 45KW, spiegando i concetti chiave e fornendo consigli pratici.
Comprendere le basi della frenata nei VFD
Prima di immergersi nel processo di impostazione dei parametri, è importante comprendere i principi di base della frenatura nei VFD. Quando un motore è in funzione, immagazzina energia cinetica. Quando il VFD riduce la frequenza per rallentare il motore, il motore agisce come un generatore, riconvertendo l'energia cinetica in energia elettrica. Questa energia elettrica deve essere dissipata correttamente per evitare sovratensione nel bus CC del VFD.
Esistono due tipi principali di metodi di frenatura nei VFD: frenata dinamica e frenata rigenerativa.
- Frenatura dinamica: Nella frenatura dinamica, l'energia elettrica in eccesso viene dissipata sotto forma di calore in una resistenza di frenatura. Il VFD monitora la tensione del bus CC e, quando la tensione supera una determinata soglia, attiva un transistor di frenatura per collegare la resistenza di frenatura al bus CC, consentendo la dissipazione dell'energia.
- Frenata rigenerativa: La frenatura rigenerativa restituisce l'energia elettrica in eccesso all'alimentatore. Questo metodo è più efficiente dal punto di vista energetico ma è anche più complesso e costoso.
Fattori che influenzano le impostazioni dei parametri di frenatura
È necessario considerare diversi fattori quando si impostano i parametri di frenatura di un VFD da 45KW:
- Inerzia motoria: L'inerzia del motore e del carico che aziona influisce sulla quantità di energia cinetica che deve essere dissipata durante la frenata. I sistemi a inerzia più elevata richiedono una maggiore potenza frenante.
- Requisiti di coppia frenante: La coppia frenante richiesta dipende dall'applicazione. Ad esempio, le applicazioni che richiedono arresti rapidi, come i nastri trasportatori in alcuni ambienti industriali, necessitano di una coppia frenante più elevata.
- Soglia di tensione del bus CC: Questo è il livello di tensione al quale il VFD attiva il circuito di frenatura. Un'impostazione troppo bassa di questa soglia può causare l'attivazione frequente del circuito di frenatura, mentre un'impostazione troppo alta può causare l'intervento della protezione da sovratensione.
- Selezione della resistenza di frenatura: Se si utilizza la frenatura dinamica, il valore della resistenza e la potenza nominale del resistore di frenatura sono critici. Un resistore con una resistenza troppo alta potrebbe non dissipare l'energia abbastanza velocemente, mentre un resistore con una resistenza troppo bassa può causare una corrente eccessiva e danneggiare il transistor di frenatura.
Guida passo passo all'impostazione dei parametri di frenatura
1. Determinare il metodo di frenatura
Innanzitutto, decidi se utilizzare la frenatura dinamica o la frenatura rigenerativa in base ai requisiti dell'applicazione e al budget. La frenatura dinamica è più comunemente utilizzata per la maggior parte delle applicazioni generiche grazie alla sua semplicità e al costo inferiore.
2. Calcolare l'energia di frenata
L'energia di frenatura (E) può essere calcolata utilizzando la formula (E=\frac{1}{2}J\omega^{2}), dove (J) è il momento di inerzia del motore e del carico e (\omega) è la velocità angolare. Il momento di inerzia (J) può spesso essere ottenuto dalle specifiche del produttore del motore e del carico.
3. Selezionare la resistenza di frenatura (per la frenatura dinamica)
- Valore di resistenza: Il valore di resistenza (R) del resistore di frenatura può essere calcolato utilizzando la formula (R = \frac{V_{DC}^{2}}{P_{braking}}), dove (V_{DC}) è la tensione del bus CC e (P_{braking}) è la potenza di frenatura richiesta.
- Potenza nominale: La potenza nominale del resistore di frenatura deve essere selezionata per gestire la massima potenza di frenatura. Si consiglia di scegliere un resistore con una potenza nominale superiore al valore calcolato per tenere conto dei carichi di picco a breve termine.
4. Impostare la soglia di tensione del bus CC
Nelle impostazioni dei parametri del VFD, trovare il parametro relativo alla soglia di tensione del bus CC per l'attivazione della frenatura. Un valore tipico per questa soglia è circa il 10 - 15% più alto della normale tensione del bus CC durante il funzionamento a pieno carico.
5. Impostare il tempo di frenata e la coppia
- Tempo di frenata: Regolare il parametro del tempo di frenatura in base ai requisiti dell'applicazione. Tempi di frenatura più brevi richiedono una coppia frenante più elevata.
- Coppia frenante: Imposta il parametro della coppia frenante massima. Questo valore dovrebbe rientrare nelle capacità del motore e del VFD.
6. Test e messa a punto
Dopo aver impostato i parametri iniziali, eseguire una prova di funzionamento. Monitorare la tensione del bus CC, la velocità del motore e le prestazioni di frenatura. Se la tensione del bus CC supera il limite di protezione da sovratensione, aumentare il valore di resistenza del resistore di frenatura o regolare la soglia della tensione del bus CC. Se la frenata è troppo lenta, aumentare la coppia frenante o ridurre il tempo di frenata.
Consigli pratici
- Consultare il manuale del produttore: Il manuale del produttore del VFD fornisce informazioni dettagliate sulle impostazioni dei parametri di frenatura e sui valori consigliati per le diverse applicazioni.
- Utilizza gli strumenti di simulazione: Alcuni produttori di VFD offrono strumenti di simulazione che possono aiutare a calcolare l'energia di frenatura, selezionare il resistore di frenatura appropriato e prevedere le prestazioni di frenatura.
- La sicurezza prima di tutto: Quando si lavora con le resistenze di frenatura, tenere presente che possono diventare molto calde durante il funzionamento. Garantire una ventilazione adeguata e seguire tutte le norme di sicurezza.
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Conclusione
L'impostazione dei parametri di frenatura di un VFD da 45KW richiede una buona comprensione dei principi di base della frenatura, la considerazione di vari fattori e un'attenta regolazione dei parametri. Seguendo i passaggi e i suggerimenti delineati in questo post del blog, puoi garantire il funzionamento sicuro ed efficiente del tuo motore controllato da VFD.
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Riferimenti
- Manuale dell'azionamento a frequenza variabile, varie edizioni
- Documentazione del produttore per VFD da 45KW
- Documenti tecnici sul controllo motore e sui sistemi frenanti