汎用インバータの外部配線とアプリケーション仕様

産業オートメーション - 速度制御 - 省エネ技術

可変周波数ドライブ（VFD）は、主にACモータの速度とトルクを調整するために使用されるパワーエレクトロニクス機器の一種です。モーターに供給する電源の周波数を変えることで、VFDはさまざまなプロセス要件に合わせてモーターの速度を正確に制御することができます。VFDの主な機能には、速度制御、省エネ、プロセス制御精度の向上、モーターや機器の保護、さまざまな負荷要件への対応、送電網の品質向上などがある。

I. 周波数コンバータの主な役割

1.スピードコントロール：ユーザーは、モーターの回転数を1つの速度に固定するのではなく、実際の必要性に応じて調整することができます。

2.エネルギー効率：回転数を調整することで、オフピーク時のエネルギー消費を抑える。消費電力は速度の3乗に比例する。

3.工程管理精度の向上スムーズなスタート/ストップと正確な速度/トルク制御により、生産品質を向上。

4.モーターと機器の保護ソフトスタート/ストップは衝撃を軽減し、過電流、過電圧、過負荷などの様々な保護を提供します。

5.異なる負荷への適応：モーターを最適な効率ポイントで動作させることができ、定トルク負荷または可変トルク負荷に適しています。

6.電力網の質の向上：入力電流の高調波歪みは、フィルターやアクティブ・フロントエンド技術によって低減される。

第二に、周波数コンバーターの選択である。

(i) 負荷特性とモータパラメータ

● 負荷タイプ：定トルク（クレーンなど、過負荷容量を選択）、可変トルク（ファンやポンプなど、省エネを選択）。
● モーターのパラメーター：電力、電圧、電流、極、周波数範囲を合わせる。

(ii) インバータ性能パラメータ

● 電力容量：モーター出力より小さくない、重負荷は20% ~ 30%のマージンを残す。
● 管理方法：V/F制御（低コスト、シンプルな速度制御）、ベクトル制御（高精度トルク/速度制御）。
● 過負荷容量：一般的に1分間120%から150%をサポートする。

(環境適応と機能的ニーズ

設置環境：温度(-10~40℃)、湿度(<90%)、保護等級(IP)。
EMC：リアクタとフィルタを追加し、PLCと電力を共有しないようにする。
クラフト機能：PID制御、マルチバンド速度、ジャンプ周波数、制動機能（制動抵抗器）。
インターフェイスとセキュリティ：通信（Modbus/Profinet）、安全機能（STO）。

III.メンテナンスと修理の優先順位

使用環境（温度と湿度）を確認し、高温時の放熱を助けるためにカバーを開ける。
粉塵を清掃し、周囲に臭気や可燃性・爆発性ガスがないことを確認する。
本体に異常振動、異音、異臭がないか、端子が締まっているか確認する。
モーター動作の滑らかさと温度をチェックする。
入力電圧、電流、出力電流のパラメータを監視します。

周波数コンバータの典型的な配線

従来のインバータメーカー（ABB、シーメンス、シュナイダーなど）は数多くある。このセクションではSiemens SINAMICS V20 三相400 V周波数コンバータ例として、説明してください。

典型的な配線手順（図 20-1 を参照）：

電源は、ヒューズ、コンタクター、入力リアクター、フィルターを介して電源端子に接続されている。 L1、L2、L3.モーター端子 U、V、W 出力リアクトルを介してモータに接続する。すべての機器の PE 端子は接地する必要があります。制動端子は、制動ユニットと制動抵抗器を接続してエネルギー制動に使用します。BOPインターフェースモジュールによる遠隔操作、またはインテリジェント接続モジュールによる迅速な試運転が可能です。

図 20-1 インバータの典型的な配線

図 20-2 SINAMICS V20 の主回路と制御回路の配線図

注意すべき点
1.シールドケーブルの長さ制限：同じ条件下で、使用するシールドケーブルの長さは、シールドされていないケーブルの長さより短い。
2. 87Hz技術: 400Vインバータを動作周波数87Hzの230V/400Vモータに接続する場合、モータは以下のように選択する必要がある。三角接続。