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整合應用變頻器製造節能有一套

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攝陽企業股份有限公司課長劉啟發。
攝陽企業股份有限公司課長劉啟發。

隨著能源價格節節上揚,對製造業而言,最主要的議題之一就是節能,攝陽企業課長劉啟發指出,為了有效降低用電,製造業對於變頻器的需求,也正大幅上揚。

變頻器因為容量大小的不同,連帶也會造成功能及性能方面變化。以三菱變頻器系列為例,小型的FR-D700,設定簡單,主要應用於搬運、包裝、纖維、印刷機等;小型、高性能的FR-E700,則是應用於搬運、升降、包裝、車床、壓縮機等;而應用於風機、水泵、空調的FR-F700P,節能效果就非常明顯。

而更高階的FR-A700,則可以應用於搬運、升降、包裝、車床、壓縮機、印刷機械、捲繞機械等,最高階的FR-A800變頻器,除了可以應用於FR-A700的目標行業外,還可以應用於船舶、鋼鐵、盾構機、冷凍機、起重機等領域。

劉啟發指出,FR-A800的容量陣容非常豐富,除了200V的電壓源外,還有400V的規格設計,電壓源可承受高變動率的好處,在於台電供電如果出現降壓時,不容易跳機。劉啟發強調,選擇變頻器時,通常都會選擇電流值來對應,由於不同廠牌的電流值不一樣,三菱變頻器特別改用電流值來標示,方便客戶選擇。

選擇變頻器時,驅動性能必須要相當卓越,如FR-A800通過獨立研發,搭配高速的驅動芯片,以強化驅動性能和響應性能,即使負載變動率大,仍然很穩定,可放心並且高精度的運用於各項用途。

如對紙張、絲線、電線、各種薄片、膠帶等進行長尺寸加工時,需要加以線速度控制。FR-A800高響應性,可快速追隨線速度的變化,從而抑制轉速不勻的發生,可讓收放卷機構平順運轉,紙張就不容易斷掉,為高品質產品的穩定供給作出貢獻。

而在研磨方面,透過向量控制及V/F控制,提供更快的高速驅動,讓工作機床可進行鏡面般的精細加工,以滿足多樣化新素材的削切與研磨。FR-A800低速高轉矩的特性,還可以實現重物的平穩移動,尤其在為了滿足世界各國繁忙的物流需要,起重機每天要搬運港口的大量集裝箱,通過低速高轉矩,將可滿足起重機安定平穩的動作,對應順暢的貨物裝卸作業。

FR-A800還可在不使用感測(PLG)的狀態下,檢測出馬達磁極位置及速度,進行PM馬達驅動。通過變頻器本體檢測馬達電流,即使無感測狀態,也可實現接近於AC伺服的高精度PM馬達控制,進而實現設備間平穩的搬運。

其次則是要重視安全規格及設計,才可防範未然的故障,即使發生報警,也可迅速恢復。在符合安全規格方面,因應不同的需求,會有不同的認證,如標準對應PLd、SIL2(STO),通過內置選件,則可對應PLe、SIL3。在機構須緊急停止時,可經由安全機能端子控制,達到緊急輸出停止功能。

最新對應DC24V控制電源,保持原有的AC控制電源輸入,再追加外接DC24V控制電源輸入端子。從外部輸入DC24V電源時,確保對控制電路的供電,即使切斷主電源也可持續進行參數設定及通訊,也可以進行安全維護作業。

通過溫度監視防範故障,則是在變頻器內部搭載溫度傳感器,周圍溫度較高時就會輸出信號,以便在溫升過高發生時,能夠迅速對應,可用於檢測控制盤內冷卻風扇故障等引起的盤內溫度上升。

故障發生時,能否迅速對應,也需要加以注意,如變頻器保護功能動作前的運行狀態資料,可由USB隨身碟進行複製,再以FR Configurator2軟體進行簡單故障解析。變頻器時鐘功能設定,可確認保護功能動作時的具體時間(電源OFF時可加裝電池避免時鐘被重置)。該時間也會反映到Trace data,可在故障解析時發揮作用。

劉啟發指出,由於三菱本身就有要求精細的製造部門,三菱變頻器在設計時就已考慮到嚴格的使用環境,如為了確保對振動的耐久性,通過3D的振動解析,來確認構造強度和零部件配置,加上台灣與日本氣候相近,更適合使用日系的變頻器。

簡單設定&簡單操作,則是有效達成啟動作業的效率化,如通過USB隨身碟進行參數複製,易懂的顯示設計及參數組結構,更可提高操作性。對應不同系統及用途的節能功能,不僅節能效果一目了然,待機電量也有相當程度的削減,達到工廠的有效節能。

系統的對應力,除了針對各種主流通訊網絡可以達到一次管理外,彈性的軟體設計控制,可以根據用途選擇最佳容量,如空調就是輕負載,電梯就是重負載,同時還能達到省接線、省空間的要求。