Emotrons direkta momentreglering är en överlägsen teknik när det krävs noggrann kontroll av varvtal och moment. Siffrorna talar för sig själva: datauppdatering 40 000 gånger per sekund, 400 procent av nominellt motormoment vid 0 varv/min, momentrespons snabbare än 1 ms och en varvtalsnoggrannhet på ± 0,1 % av märkvarvtal. I många fall kan detta till och med uppnås utan en separat varvtalsgivare.
Spektakulär introduktion 1998
Tom Jönsson på Emotrons utvecklingsavdelning har varit delaktig i projektet hos Emotron ända sedan starten. Han minns den spektakulära lanseringen vid en mässa 1998:
– Den exakta styrning vi uppnår utan pulsgivaråterkoppling demonstrerades med hjälp av ett bowlingklot som kastades upp i luften och fångades upp på exakt rätt punkt, gång efter gång. Detta drog verkligen till sig uppmärksamheten, och det var svårt att övertyga besökarna om att det verkligen skedde utan givare.
40 000 gånger i sekunden för hög precision
Den direkta momentregleringen skyddar processen från störningar genom att reagera extremt snabbt på belastningstoppar, plötsliga lastförändringar eller felinställda ramptider. Faktiskt och önskat moment jämförs inte mindre än 40 000 gånger i sekunden med hjälp av en snabb DSP (digital signalprocessor). Detta är värdefullt vid till exempel kranstyrning då frekventa och kritiska starter och stopp kräver omedelbart högt moment, eller i krossapplikationer då varvtalet snabbt behöver justeras beroende på materialets typ och storlek.
Varvtalsregleringen i Emotrons frekvensomriktare säkerställer effektiv drift genom att omedelbart anpassa varvtalet vid förändringar i lasten. Detta är värdefullt till exempel vid kranstyrning när frekventa och kritiska starter och stopp kräver ett högt moment omedelbart och i krossapplikationer när varvtalet snabbt behöver anpassas till materialets typ och storlek.
Toppmoment upp till 400 procent
Frekvensomriktaren kan tillhandahålla högsta möjliga moment per ampere från en normal industrimotor, vilket gör det möjligt att styra en motor utan en varvtalsgivare men ändå behålla kontrollen över moment och varvtal. Genom att mäta motorströmmen och motorspänningen, kan motorns moment och varvtal kontrolleras löpande och med exakt precision i realtid. Emotrons frekvensomriktare är baserade på direktkontroll av den anslutna elmotorns magnetiska flöde och moment. Den höga precisionen i uppskattningen av flödet och momentet gör det möjligt att öka motorns toppmoment upp till 400 procent av nominellt moment, till och med vid 0 varv/min. För att ett så högt moment ska kunna uppnås, måste frekvensomriktaren matcha den ström som krävs.
Förhållandet ström-moment är 1:1
Med direkt momentreglering kan förhållandet moment/ström anses vara linjärt över nominellt moment, så att till exempel en ökning med 200 procent av strömmen ger en ökning av momentet med 200 procent. Tack vare detta kan den överlastkapacitet som krävs för att frekvensomriktaren ska kunna bibehålla full kontroll över motorn vara avsevärt lägre än utan direkt momentreglering.
Hög dynamik utan pulsgivaråterkoppling
Den grundläggande delen av den direkta momentregleringen är motormodellen som ger noggranna uppskattningar av motorns faktiska flöde och moment. Genom att jämföra de beräknade värdena och börvärdena med extremt hög beräkningsfrekvens, kan man uppnå en flödes- och momentreglering. Alla relevanta motorparametrar mäts automatiskt, tröghetsmomentet kontrolleras och interna parametrar ställs in automatiskt. Detta resulterar i momenttider som kan vara mindre än 1 ms och varvtalsnoggrannhet på upp till ± 0,1 % av märkvarvtalet, även utan en separat givare på motorn.
Fördubblat inbromsningsmoment
I kranapplikationer arbetar den direkta momentregleringen tillsammans med frekvensomriktarens bromschoppers så att inbromsningen startar och stannar vid exakt rätt tillfälle. Detta gör att motorn alltid kan leverera det moment som krävs i exakt det ögonblick som den mekaniska bromsen släpps. När en tung last bromsas bibehålls det önskade momentet medan varvtalet gradvis reduceras mot noll. Lasten sätts ned säkert innan den mekaniska bromsen ens hunnit aktiveras.
Inga felaktiga överströmslarm
Frekvensomriktare med direkt momentreglering har direktstyrning av motorns flöde och moment. Detta eliminerar effektivt felaktiga larm orsakade av chockbelastningar, störningar i elförsörjningen eller felaktigt inställda ramptider. Alla förändringar i frekvensomriktaren är direkt relaterade till motorns elektromagnetiska status, vilket ger smidig och noggrann styrning i alla lägen.
Användarvänlighet och nya funktioner
Den direkta momentregleringen är nu en mogen teknik, men arbetet på Emotrons utvecklingsavdelning fortskrider:
– Vi fokuserar på att ytterligare öka användarvänligheten och på att implementera nya funktioner och kommunikationsmöjligheter, säger Tom Jönsson. Vårt mål är att ständigt förbättra våra kunders processer med hjälp av den här tekniken.