الزامات استفاده از درایو VFD با قدرت ۱۰۰ اسب بخار به همراه موتور وینچ چیست؟

اگر از یک سیستم وینچ استفاده می کنید (خواه برای ساخت و ساز، دریایی، معدن، یا حتی حمل و نقل مواد سنگین)، ارتقاء به یک درایو VFD 100 اسب بخاری یکی از تاثیرگذارترین تصمیماتی است که می توانید بگیرید. اما نکته اینجاست که ضربه زدن به هر VFD تصادفی 100 اسب بخاری روی موتور وینچ آن را قطع نمی کند. من بیش از 8 سال است که VFD (مبدل‌های فرکانس، برای افراد ناآشنا) عرضه می‌کنم، و نمی‌توانم به شما بگویم که چند بار مشتری به من مراجعه کرد که گفت VFD جدید موتور وینچ خود را 2 هفته بعد سرخ کرده است، زیرا آنها یک مرحله کلیدی را رد کرده‌اند. امروز، من دقیقاً آنچه را که باید قبل از وصل کردن یک VFD 100 اسب بخاری به موتور وینچ خود بررسی، تأیید و تأیید کنید، بررسی می‌کنم - بدون کرک، فقط یک معامله واقعی که تجهیزات شما را در حال کار و تیم شما را ایمن نگه می‌دارد.

ابتدا، بیایید اصول اولیه را به طور مستقیم بیان کنیم: یک VFD حتی برای یک وینچ چیست؟ موتور وینچ فقط با یک سرعت ثابت کار نمی کند. باید با گشتاور بالا شروع شود (برای برداشتن بار سنگین از روی زمین)، سرعت آن را به آرامی برای موقعیت یابی دقیق کاهش دهد، و در هنگام توقف بار را بدون خزش نگه دارد. اینجاست که یک VFD وارد می شود - فرکانس و ولتاژ ورودی به موتور را تنظیم می کند و به شما کنترل کامل روی سرعت و گشتاور می دهد. اگر با وینچ‌های کوچک‌تر کار می‌کنید، ممکن است به گزینه‌های پایین‌تر HP نگاه کنید، مانند یکورودی تک فاز VFD 5 اسب بخاریا الف10 اسب بخار VFDبرای چیزهای سبک، اما 100 اسب بخار برای دکل های بزرگ است، بنابراین ریسک بالاتر است.

1. تطبیق ولتاژ و فاز موتور (گام اول غیرقابل مذاکره)

این رایج ترین اشتباهی است که می بینم. موتورهای وینچ برای یک ولتاژ و فاز خاص ساخته شده اند و VFD شما باید با آن 100% مطابقت داشته باشد. بسیاری از وینچ‌های قدیمی‌تر 3 فاز 480 ولت هستند، اما برخی از وینچ‌های قدیمی‌تر ممکن است 1 فاز 240 ولت باشند (اگرچه این روزها یک فاز برای 100 اسب بخار بسیار نادر است - جریان بسیار زیاد است). نکته مهم اینجاست: HP دارای امتیاز VFD به ولتاژ و فاز ورودی آن وابسته است، نه فقط HP به تنهایی. بنابراین یک VFD 100 اسب بخار برای 480 ولت 3 فاز با یک VFD 100 اسب بخار برای 240 ولت 3 فاز یا حتی یک واحد 1 فاز 100 اسب بخار (که اساساً برای 100 اسب بخار شنیده نشده است) یکسان نیست.

بگذارید توضیح بدهم: اگر موتور وینچ شما 100 اسب بخار، 3 فاز 480 ولت است، نمی توانید یک VFD تصادفی 100 اسب بخاری بگیرید. باید تأیید کنید که VFD برای آن ولتاژ و فاز دقیق رتبه بندی شده است. اگر مطابقت نداشته باشید - مثلاً از یک VFD 240 ولتی در یک موتور 480 ولتی استفاده کنید - یا برق دریافت نمی کنید یا VFD ولتاژ بسیار کمی را فشار می دهد و منجر به گرم شدن بیش از حد و خرابی موتور می شود. اگر از VFD 480 ولتی روی موتور 240 ولتی استفاده کنید، سیم‌پیچ‌های موتور را فوراً سرخ می‌کنید.

نکته حرفه ای از سنگرها: من همیشه از مشتریان می خواهم قبل از دست زدن، پلاک موتور را بکشند. این پلاک دارای ولتاژ، فاز، HP و آمپرهای بار کامل (FLA) است - که FLA برای اندازه‌گیری VFD مهم‌تر از HP است، اما بیشتر در یک ثانیه. اگر هنوز در مورد انواع مختلف VFD یاد می‌گیرید، آن را بررسی کنیدمبدل فرکانس VFDصفحه در سایت ما برای تجزیه رتبه بندی ولتاژ و فاز. برای سیستم های 3 فاز 100 اسب بخار، الفدرایو فرکانس 3 فازاسب کار استاندارد شما است، اما مطمئن شوید که برای مشخصات موتور خاص شما کالیبره شده است.

2. آمپر بار کامل (FLA) و ضریب سرویس (SF) - فقط به HP متکی نباشید

در اینجا یک اشتباه دیگر وجود دارد: مردم روی عدد 100 اسب بخار ثابت می کنند و فکر می کنند این تنها چیزی است که نیاز دارند. اما HP یک درجه بندی توان در یک ولتاژ خاص است، در حالی که FLA جریان واقعی است که موتور تحت بار کامل می کشد - این برای اندازه گیری یک VFD بسیار دقیق تر است، به خصوص برای وینچ هایی که به گشتاور اضافی نیاز دارند. یک موتور وینچ 100 اسب بخاری ممکن است FLA حدود 120 آمپر (برای 480 ولت 3 فاز) داشته باشد، اما VFD باید آن جریان را به اضافه یک بافر 10 تا 15 درصدی برای نوک گشتاور کنترل کند (که وینچ ها همیشه دریافت می کنند - فکر کنید وقتی بار به یک طاقچه می رسد، موتور باید با شدت بیشتری بکشد).

اکثر VFD ها جریان نامی خود را در کنار HP فهرست می کنند. بنابراین یک VFD 100 اسب بخاری باید دارای جریان خروجی نامی باشد که حداقل برابر با FLA موتور باشد، به علاوه کمی اضافی. اگر موتور دارای ضریب سرویس (SF) بالاتر از 1.0 (مثلاً 1.15) باشد، می‌خواهید که VFD آن جریان اضافی را نیز کنترل کند. برای مثال، یک موتور با 120 آمپر FLA و 1.15 SF تحت بار سنگین تا 138 آمپر می کشد، بنابراین VFD شما باید حداقل 140 آمپر درجه بندی شود، نه فقط 120 آمپر که شماره HP پیشنهاد می کند.

من یک بار مشتری داشتم که یک VFD استاندارد 100 اسب بخاری را روی یک موتور وینچ با 1.15 SF نصب کرد. VFD در هنگام بلند کردن بار 98000 پوندی در جریان اضافه حرکت می کرد. به نظر می رسد، جریان خروجی VFD تنها 120A بود، که دقیقاً FLA موتور بود – بدون بافری برای ضریب سرویس. ما آن را با یک VFD کمی بزرگتر و با رتبه فعلی 100 اسب بخار عوض کردیم و مشکل برطرف شد. اخلاقیات داستان: از اندازه گیری فقط HP صرف نظر کنید، FLA و ضریب سرویس را بررسی کنید.

3. گشتاور مورد نیاز برای عملیات وینچ - این ساخت یا شکست است

وینچ ها فقط در مورد گشتاور هستند، نه فقط سرعت. هنگامی که یک وینچ بار سنگینی را بلند می کند، برای به حرکت درآوردن بار به گشتاور راه اندازی بالا و برای نگه داشتن آن یا بلند نگه داشتن آن بدون توقف نیاز دارد. یک VFD استاندارد (مانند نمونه های کوچک برای پمپ ها یا فن ها) گشتاور کم سرعت کافی برای وینچ ندارد. به همین دلیل است که شما به یک VFD درجه بندی شده برای عملیات گشتاور ثابت (CT) نیاز دارید – چیزی که اکثر VFD های همه منظوره چنین نیستند.

VFD های همه منظوره برای بارهای گشتاور متغیر (مانند فن ها، پمپ ها، جایی که گشتاور با کاهش سرعت کاهش می یابد) طراحی شده اند. وینچ ها به گشتاور ثابت نیاز دارند: مهم نیست که موتور در 10 دور در دقیقه می چرخد ​​یا 100 دور در دقیقه، برای جابجایی بار به همان مقدار گشتاور نیاز دارد. یک VFD دارای رتبه CT نسبت ولتاژ به فرکانس صحیح را در سرعت‌های پایین تامین می‌کند، بنابراین موتور زمانی که گشتاور زیاد است متوقف نمی‌شود یا جریان زیادی نمی‌کشد.

یک چیز دیگر: اگر وینچ شما شروع و توقف مکرر و سنگین انجام می دهد (مانند وینچ معدنی که تمام روز سنگ معدن را بالا می برد)، یک VFD با محافظ اضافه بار داخلی یا شاید حتی یک درایو برداری می خواهید. درایوهای برداری (که بخشی ازمبدل فرکانس VFDخط) کنترل گشتاور بهتری را در سرعت‌های پایین، تا 0 دور در دقیقه ارائه می‌کند، بنابراین می‌توانید بار را کاملاً بدون خزش نگه دارید. من از درایوهای برداری بر روی وینچ های دریایی استفاده کرده ام که نیاز به ثابت نگه داشتن قایق در دریاهای مواج دارند - آنها برای این نوع کاربردها بهتر از VFD های استاندارد کار می کنند.

4. الزامات محیطی و نصب - وینچ ها سخت هستند، VFD شما نیز سخت است

وینچ ها در انبارهای تحت کنترل آب و هوا استفاده نمی شوند - آنها در زیر باران، گرد و غبار، گرمای شدید یا سرما هستند. VFD شما باید آن را حفظ کند. بیایید آن را تجزیه کنیم:

• درجه بندی دما: اگر وینچ شما در دماهای بالاتر از 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) کار می کند، به VFD با درجه حرارت بالاتر نیاز دارید، یا باید VFD را کاهش دهید (خروجی آن را کاهش دهید) تا از گرم شدن بیش از حد جلوگیری شود. گرد و غبار و کثیفی نیز یک مشکل هستند - به دنبال VFD با رتبه IP مناسب برای محیط خود باشید. به عنوان مثال، IP20 برای نصب در داخل ساختمان مناسب است، اما IP54 یا بالاتر برای مکان های بیرونی، گرد و غبار یا مرطوب بهتر است.
• نصب: تابلوهای کنترل وینچ اغلب در فضاهای تنگ با تجهیزات دیگر قرار دارند. مطمئن شوید که VFD شما دارای فرم فاکتور فشرده و متناسب است و خنک کننده مناسبی دارد—بعضی از VFD ها دارای فن های داخلی هستند که باید از گرد و غبار دور باشند، بنابراین ممکن است لازم باشد یک فن یا فیلتر برای خود VFD نصب کنید.
• کیفیت برق ورودی: وینچ ها هنگام شروع به کار می توانند باعث کاهش یا افزایش ولتاژ شوند (این همان گشتاور بالایی است که در مورد آن صحبت کردیم). برق ورودی تاسیسات شما باید به اندازه کافی برای یک VFD 100 اسب بخار پایدار باشد—اگر تجهیزات سنگین دیگری در همان مدار دارید، ممکن است به یک راکتور خط یا فیلتر هارمونیک نیاز داشته باشید تا کیفیت برق را خوب نگه دارید. هارمونیک های VFD می توانند با سایر تجهیزات به هم بریزند، بنابراین اگر تاسیسات شما دارای تجهیزات الکترونیکی حساس باشد، فیلتر ایده خوبی است.

5. سازگاری موتور - موتورهای وینچ قدیمی در مقابل جدید

اگر یک موتور وینچ قدیمی را با یک VFD 100 اسب بخاری جایگزین می کنید، باید مطمئن شوید که VFD با آن موتور قدیمی کار می کند. موتورهای قدیمی (قبل از دهه 1990) ممکن است رتبه بندی عایق متفاوتی داشته باشند - برخی برای ولتاژهای سریعی که VFD ها تولید می کنند طراحی نشده اند، که می تواند به مرور زمان عایق را فرسوده و باعث خرابی زودرس موتور شود. اگر موتور قدیمی دارید، ممکن است لازم باشد یک فیلتر موج سینوسی بین VFD و موتور نصب کنید تا آن میخ ها را صاف کنید.

موتورهای جدیدتر با عایق کاری اینورتر ساخته می شوند، بنابراین با VFD ها خوب هستند، اما همچنان باید تنظیمات VFD را با موتور مطابقت دهید. اکثر VFD ها به شما اجازه می دهند مشخصات پلاک موتور (ولتاژ، فاز، FLA، RPM) را وارد کنید تا VFD بتواند به موتور کالیبره شود. اگر این مرحله را رها کنید، VFD ممکن است موتور را در حداکثر راندمان کار نکند یا باعث آسیب شود. به عنوان مثال، اگر RPM نامی موتور 1800 باشد، و VFD اشتباه تنظیم شده باشد، ممکن است موتور را خیلی سریع یا خیلی کند کار کند و فشار غیرضروری به آن وارد کند.

یک بررسی سریع برای وینچ های کوچکتر (فقط در مورد)

من می دانم که برخی از شما ممکن است وینچ های کوچکتری داشته باشید، بنابراین من این را می اندازم. اگر قدرت وینچ شما کمتر از 10 اسب بخار است،10 اسب بخار VFDکار می کند، اما اگر ورودی تک فاز باشد، aورودی تک فاز VFD 5 اسب بخارمعمولا کافی است برای 3 فاز کمتر از 10 اسب بخار، a3 اسب بخار VFD 3 فازاگر موتور شما کوچکتر باشد ممکن است زیاده روی کند، اما همیشه مشخصات را بررسی کنید. اما برای یک وینچ 100 اسب بخاری، همه آن VFD های کوچک قابل مقایسه نیستند—شما به واحدی نیاز دارید که برای گشتاور سنگین و پیوسته ساخته شده باشد.

کلمه پایانی: از بررسی قبل از نصب صرفنظر نکنید

در پایان روز، استفاده از یک VFD 100 اسب بخاری با موتور وینچ کاملاً قابل انجام است، اما تنها در صورتی که جزئیات را به درستی دریافت کنید. این بدان معناست که ولتاژ/فاز را بررسی کنید، جریان/HP را با FLA و ضریب سرویس مطابقت دهید، مطمئن شوید که برای گشتاور ثابت رتبه بندی شده است، شرایط محیطی را در نظر بگیرید و با مشخصات موتور خود کالیبره کنید. اگر در اینجا گوشه ها را برش دهید، به خرابی زودرس موتور، آسیب VFD یا حتی مسائل ایمنی توجه می کنید - هیچ اپراتور وینچی نمی خواهد بار لغزند زیرا کنترل گشتاور خاموش بود.

اگر آماده دریافت 100 اسب بخار VFD مناسب برای وینچ خود هستید، یا در مورد اندازه، رتبه بندی گشتاور یا هر چیز دیگری سؤالی دارید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. با تیم ما تماس بگیرید تا در مورد تنظیمات خاص خود صحبت کنید—ما راه حل های عمومی را پیشنهاد نمی کنیم، ما با شما کار می کنیم تا VFD دقیقی را پیدا کنیم که متناسب با وینچ، موتور و محیط شما باشد.

مراجع

• "VFD های مبدل فرکانس برداری"، راکول اتوماسیون (دسترسی از طریق: /وکتور-فرکانس-مبدل/مبدل-فرکانس-با-عملکرد-بالا/مبدل-فرکانس-vfd.html)
• "مشخصات ورودی تک فاز VFD 5 اسب بخاری"، اتوماسیون راکول (دسترسی از طریق: /وکتور-فرکانس-مبدل/مبدل-فرکانس-با-عملکرد-بالا/مبدل-فرکانس-عملکرد-بالا/ورودی-تک فاز-5hp-vfd.html)
• "جزئیات فنی 3 فاز VFD 3 اسب بخار"، اتوماسیون راکول (دسترسی از طریق: /بردار-فرکانس-مبدل/مبدل-فرکانس-عملکرد-بالا/مبدل-فرکانس-با-عملکرد-بالا/3 اسب بخار-vfd-3-phase.html)
• "راهنمای برنامه VFD 10 اسب بخاری"، اتوماسیون راکول (دسترسی از طریق: /وکتور-فرکانس-مبدل/مبدل-فرکانس-عملکرد-بالا/مبدل-فرکانس-عملکرد-بالا/10-hp-vfd.html)
• «بهترین روش‌های درایو فرکانس 3 فاز»، اتوماسیون راکول (دسترسی از طریق: /وکتور-فرکانس-مبدل/مبدل-فرکانس-عملکرد-بالا-مبدل/درایو-فرکانس-سه فاز.html)