Nízkonapäťové FM
Trh s nízkonapäťovými frekvenčnými meničmi (FM) je ako vo svete, tak aj na Slovensku dynamicky sa rozvíjajúcim odvetvím priemyslu. Tomu zodpovedá aj množstvo výrobcov a široké spektrum výrobkov.
Vo všeobecnosti existujú 4 hlavné spôsoby riadenia súčasných priemyselných FM:
- skalárne, resp. U/F riadenie
- vektorové riadenie
- priame riadenie momentu (DTC, DTFC)
- pseudo vektorové riadenie
Pridaná hodnota modernejšieho spôsobu riadenia je v zlepšení dynamiky, štartovacieho momentu a mierneho zlepšenia účinnosti (optimalizácia toku). Preto boli vyvinuté algoritmy, ktoré rozširujú vlastnosti skalárnych meničov o tieto vylepšenia. Z marketingových dôvodov mnohé firmy uvádzajú takéto riešenia ako vektorové-bezsnímačové. Keďže v skutočnosti to vektorové riadenie nieje, ujal sa názov pseudovektorové riadenie (existujú však aj skutočné vektorové-bezsnímačové FM). Pseudovektorové riadenie je asi najlepšia voľba pre väčšinu priemyselných aplikácii ako sú čerpadlá, ventilátory, kompresory a dopravníky, pretože su necitlivé voči zmenám teploty motora a dĺžkam káblov. Priame riadenie momentu a vektorové riadenie je naopak na tieto veličiny citlivé, preto musia byť riadiace algoritmy týchto meničov doplnené o ich výpočty (kompenzácie).
Pre najnáročnejšie aplikácie z pohľadu dynamiky, presnosti, hĺbky regulácie (momentu i rýchlosti) sú jediným správnym riešením vektorové meniče a meniče s priamym riadením momentu (na báze striedavých pohonov s asynchrónnymi motormi), ktoré v dnešnej dobe plne nahrádzajú pohony na báze jednosmerných motorov.
Porovnanie výhod a nevýhod vektorových meničov s meničmi s priamym riadením momentu.
Kvalitatívne iné riešenie je založené na synchrónnych motoroch s permanentnými magnetmi, ktoré si úspešne razia cestu aj v ťažkých priemyselných prevádzkach, ako sú papierenské stroje, výťahy a mnohé ďalšie. Ich výhodou oproti asynchrónnym pohonom sú:
- vyššia účinnosť
- vyššia presnosť
- menšie rozmery motora
- lepšia dostupnosť pomalobežných motorov (aj cca 100 ot/min)
Vysokonapäťové FM
Trh s vysokopäťovými FM je dnes v búrlivom vývoji. Na rozdiel od nízkonapäťových FM je táto lukratívna oblasť prístupná len veľkým a technologicky najrozvinutejším firmám. Čo sa týka spôsobu riadenia rovnako ako pri nízkonapäťových FM sa uplatňuje skalárne, vektorové a priame momentové riadenie. Na rozdiel od nízkonapäťových FM je boj zvádzaný vo vývoji a použití výkonových prvkov. Trend nízkonapäťovej výkonovej elektroniky je pomerne jednoznačný od GTO tyristorov sa prešlo ku IGBT tranzistorom a FM s prúdovým medziobvodom sa používajú už len pri niektorých špeciálnych najvýkonnejších aplikáciách. Pri VN riešeniach je situácia oveľa pestrejšia. Prvé FM boli zostavené z nízkonapäťových tyristorov. Postupne sa nevýhoda používania množstva výkonových spínačov čiastočne vyvážila špeciálnym zapojením celých výkonových blokov výsledkom čoho bol menič s 30 pulzným usmernením. Takéto FM boli na trhu relatívne dlhú dobu, pokiaľ nenastal boom vo vývoji vysokonapäťových spínacích prvkov. Postupne boli vyvinuté špeciálne IGCT a SGCT tyristory, MV IGBT a najnovšie IEGT tranzistory. Presadzujú sa FM s prúdovým i napäťovým medziobvodom. Vývoj ide stále dopredu, charakteristické ale je, že firmy sa väčšinou zamerali na vývoj vysokonapäťových FM s niektorým z vymenovaných výkonovým prvkom alebo na určitú topológiu. V marketingovej oblasti sa to potom prejavuje tak, že sa poukazuje na výhody riešenia s týmto prvkom a na nevýhody konkurenčných riešení. Spoločnosť PWMotors, s.r.o. je nestranná spoločnosť, ktorá Vám vie posúdiť (navrhnúť) vhodnosť konkrétneho FM na konkrétnu aplikáciu, pretože zas platí, že každé riešenie má svoje výhody aj nevýhody.