Mit einer Frequenzumrichter oder variabler Frequenzantrieb (VFD) zur gleichzeitigen Steuerung mehrerer Motoren ist eine gängige Praxis in verschiedenen industriellen Anwendungen. In solchen Konstellationen werden alle Motoren mit der gleichen Ausgangsfrequenz des Antrieb mit variabler Geschwindigkeitwodurch theoretisch synchronisierte Drehzahlen gewährleistet werden. Aufgrund von Unterschieden in der Motorherstellung und den Lastbedingungen können jedoch Abweichungen bei den tatsächlichen Motordrehzahlen auftreten. Diese Unterschiede können, wenn sie nicht behoben werden, zu kumulativen Fehlern führen. Im Folgenden werden sechs kritische Überlegungen bei der Verwendung eines variabler Frequenzumrichter um mehrere Motoren anzutreiben.
Hinweis 1: Die Leistungsdifferenz des Motors sollte nicht zu groß sein
Bei Verwendung einer Wechselrichter VFD Um mehrere Motoren anzutreiben, sollten die Nennleistungen der Motoren so nah wie möglich beieinander liegen, idealerweise innerhalb von zwei Leistungsstufen voneinander. Erhebliche Leistungsunterschiede können zu einer ungleichmäßigen Lastverteilung führen, bei der Motoren mit höherer Nennleistung mehr Last tragen, was ein Ungleichgewicht verursacht. Dieses Ungleichgewicht kann die Effizienz des Gesamtsystems beeinträchtigen und zu einem erhöhten Verschleiß der Motoren führen. Um dieses Risiko zu minimieren, sollten Sie Motoren mit ähnlichen Nennleistungen auswählen und eine Erhöhung der Motorleistung um eine Stufe in Betracht ziehen, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.
Anmerkung 2: Die Motoren sollten am besten vom selben Hersteller gefertigt werden.
Für eine optimale Leistung und Synchronisierung ist es ratsam, Motoren desselben Herstellers zu verwenden, vorzugsweise aus derselben Produktionscharge, wenn möglich. Motoren verschiedener Hersteller oder sogar verschiedener Chargen können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, z. B. den Schlupf (die Differenz zwischen der Geschwindigkeit des rotierenden Magnetfelds des Stators und des Rotors). Die Verwendung von Motoren mit einheitlichen Eigenschaften trägt zur Aufrechterhaltung der Synchronisierung bei und verringert die Wahrscheinlichkeit kumulativer Fehler, was eine gleichmäßigere Lastverteilung und einen reibungsloseren Betrieb gewährleistet.
Hinweis 3: Berücksichtigen Sie die Länge des Motorkabels vollständig
Die Länge der Motorkabel hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung des variabler Frequenzantrieb. Längere Kabel erhöhen die Kapazität zwischen den Kabeln selbst und der Erde, was aufgrund des hohen Oberwellengehalts in der Ausgangsspannung des Frequenzumrichters zu hochfrequenten kapazitiven Strömen führen kann. Diese Ströme können den Betrieb des Frequenzumrichters stören und die Leistung beeinträchtigen. Daher ist es wichtig, bei der Planung der Installation die Gesamtlänge der Kabel zu berücksichtigen. Stellen Sie sicher, dass die Gesamtlänge aller an den Frequenzumrichter angeschlossenen Kabel innerhalb der vom Hersteller empfohlenen Grenzwerte liegt. Installieren Sie bei Bedarf Ausgangsdrosseln oder Filter am Ausgang des Frequenzumrichters, um die Auswirkungen langer Kabelwege abzuschwächen.
Hinweis 4: Der Frequenzumrichter kann nur im U/f-Steuermodus betrieben werden.
Bei der Steuerung mehrerer Motoren mit einem einzigen variabler Frequenzumrichterist es wichtig, den V/F-Regelungsmodus (Spannung/Frequenz) anstelle der Vektorregelung zu verwenden. Der V/F-Regelungsmodus eignet sich besser für Anwendungen mit mehreren Motoren, da er ein konstantes Verhältnis zwischen Spannung und Frequenz für alle Motoren aufrechterhält und somit eine gleichmäßigere Drehzahlregelung gewährleistet. Außerdem sollte der Nennbetriebsstrom des VFD mindestens das 1,2-fache des Gesamtnennstroms aller Motoren zusammen betragen. Dadurch wird sichergestellt, dass der VFD die Last ohne Überlastung bewältigen kann, was zur Langlebigkeit sowohl des VFD als auch der Motoren beiträgt.
Hinweis 5: Zum Schutz des Motors sollte ein Thermorelais vor jedem Motor installiert werden.
Um jeden Motor vor Überhitzung und möglichen Schäden zu schützen, sollte ein Thermorelais vor jedem Motor installiert werden. Im Gegensatz zu Luftschutzschaltern bieten Thermorelais einen präziseren Schutz vor Überlastungen, indem sie einen übermäßigen Stromfluss aufgrund von Überhitzung erkennen und den Motor vom Frequenzumrichter trennen, bevor ein Schaden entsteht. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Hauptstromkreis während des VFD-Betriebs unterbrochen wird, wodurch ein kontinuierlicher Schutz für jeden Motor und die Integrität des gesamten Systems gewährleistet wird.
Hinweis 6: Bremseinheit und Bremswiderstand müssen hinzugefügt werden
Für Anwendungen, die eine schnelle Abbremsung erfordern, ist es wichtig, eine Bremseinheit und einen Bremswiderstand zum Wechselrichter VFD. Diese Bauteile verhindern Überspannungen beim Bremsen, indem sie die überschüssige Energie ableiten, die beim Abbremsen der Motoren entsteht. In einigen Fällen können kleinere Frequenzumrichter mit einer eingebauten Bremseinheit ausgestattet sein; in diesem Fall muss nur ein externer Bremswiderstand angeschlossen werden. Durch den Einbau dieser Komponenten wird ein gleichmäßigerer und sicherer Betrieb bei schneller Abbremsung gewährleistet und eine mögliche Beschädigung des Frequenzumrichters und der Motoren verhindert.
Wenn Sie sich mit diesen sechs Schlüsselfragen befassen, können Sie die Leistung und Zuverlässigkeit Ihrer variabler Frequenzantrieb System beim Antrieb mehrerer Motoren. Jeder Punkt hebt kritische Aspekte des Systemdesigns hervor und hilft dabei, häufige Fallstricke zu vermeiden und sicherzustellen, dass Ihre Motoren effizient und harmonisch arbeiten.
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