У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
Опорная частота. Основные способы управления частотным электроприводом. Векторное управление без обратной связи
Согласно последним данным статистики примерно 70% всей выработанной электроэнергии в мире потребляет электропривод. И с каждым годом этот процент растет.
При правильно подобранном способе управления электродвигателем возможно получение максимального КПД, максимального крутящего момента на валу электромашины, и при этом повысится общая производительность механизма. Эффективно работающие электродвигатели потребляют минимум электроэнергии и обеспечивают максимальную экономичность.
Для электродвигателей, работающих от преобразователя частоты ПЧ, эффективность во многом будет зависеть от выбранного способа управления электрической машиной. Только поняв достоинства каждого способа, инженеры и проектировщики систем электроприводов смогут получить максимальную производительность от каждого способа управления.
Содержание:
Способы контроля
Многие люди, работающие в сфере автоматизации, но не сталкивающиеся вплотную с процессами разработки и внедрения систем электроприводов полагают, что управление электродвигателем состоит из последовательности команд, вводимых с помощью интерфейса от пульта управления или ПК. Да, с точки зрения общей иерархии управления автоматизированной системой это правильно, однако есть еще способы управления самим электродвигателем. Именно эти способы и будут оказывать максимальное влияние на производительность всей системы.
Для асинхронных электродвигателей, подключенных к преобразователю частоты, существует четыре основных способа управления:
- U/f – вольт на герц;
- U/f с энкодером;
- Векторное управление с разомкнутым контуром;
- Векторное управление с замкнутым контуром;
Все четыре метода используют широтно-импульсную модуляцию ШИМ, которая изменяет ширину фиксированного сигнала путем изменения длительности импульсов для создания аналогового сигнала.
Широтно-импульсная модуляция применяется к преобразователю частоты путем использования фиксированного напряжения шины постоянного тока. путем быстрого открытия и закрытия (правильней сказать коммутации) генерируют выходные импульсы. Варьируя ширину этих импульсов на выходе получают «синусоиду» нужной частоты. Даже если форма выходного напряжения транзисторов импульсная, то ток все равно получается в виде синусоиды, так как электродвигатель имеет индуктивность, которая влияет на форму тока. Все методы управления основываются на ШИМ модуляции. Разница между методами управления заключается лишь в методе вычисления подаваемого напряжения на электродвигатель.
В данном случае несущая частота (показана красным) представляет собой максимальную частоту коммутации транзисторов. Несущая частота для инверторов, как правило, лежит в пределах 2 кГц – 15 кГц. Опорная частота (показана синим) представляет собой сигнал задания выходной частоты. Для инверторов применимых в обычных системах электроприводов, как правило, лежит в пределах 0 Гц – 60 Гц. При накладывании сигналов двух частот друг на друга, будет выдаваться сигнал открывания транзистора (обозначен черным цветом), который подводит силовое напряжение к электродвигателю.
Способ управления U/F
Управление вольт-на-герц, наиболее часто называемое как U/F, пожалуй, самый простой способ регулирования. Он часто используется в несложных системах электропривода из-за своей простоты и минимального количества необходимых для работы параметров. Такой способ управления не требует обязательной установки энкодера и обязательных настроек для частотно-регулируемого электропривода (но рекомендовано). Это приводит к меньшим затратам на вспомогательное оборудование (датчики, провода обратных связей, реле и так далее). Управление U/F довольно часто применяют в высокочастотном оборудовании, например, его часто используют в станках с ЧПУ для привода вращения шпинделя.
Модель с постоянным моментом вращения имеет постоянный вращающий момент во всем диапазоне скоростей при одинаковом соотношении U/F. Модель с переменным соотношением вращающего момента имеет более низкое напряжение питания на низких скоростях. Это необходимо для предотвращения насыщения электрической машины.
U/F — это единственный способ регулирования скорости асинхронного электродвигателя, который позволяет регулирование нескольких электроприводов от одного преобразователя частоты. Соответственно все машины запускаются и останавливаются одновременно и работают с одной частотой.
Но данный способ управления имеет несколько ограничений. Например, при использовании способа регулирования U/F без энкодера нет абсолютно никакой уверенности, что вал асинхронной машины вращается. Кроме того, пусковой момент электрической машины при частоте 3 Гц ограничивается 150%. Да, ограниченного крутящего момента более чем достаточно для применения в большинстве существующего оборудования. Например, практически все вентиляторы и насосы используют способ регулирования U/F.
Данный метод относительно прост из-за его более «свободной» спецификации. Регулирование скорости, как правило, лежит в диапазоне 2% — 3% максимальной выходной частоты. Отклик по скорости рассчитывается на частоту свыше 3 Гц. Скорость реагирования частотного преобразователя определяется быстротой его реакции на изменение опорной частоты. Чем выше скорость реагирования – тем быстрее будет реакция электропривода на изменение задания скорости.
Диапазон регулирования скорости при использовании способа U/F составляет 1:40. Умножив это соотношение на максимальную рабочую частоту электропривода, получим значение минимальной частоты, на которой сможет работать электрическая машина. Например, если максимальное значение частоты 60 Гц, а диапазон составляет 1:40, то минимальное значение частоты составит 1,5 Гц.
Паттерн U/F определяет соотношение частоты и напряжения в процессе работы частотно-регулируемого электропривода. Согласно ему, кривая задания скорости вращения (частота электродвигателя) будет определять помимо значения частоты еще и значения напряжения, подводимого к клеммам электрической машины.
Операторы и технические специалисты могут выбрать необходимый шаблон регулирования U/F одним параметром в современном частотном преобразователе. Предустановленные шаблоны уже оптимизированы под конкретные применения. Также существуют возможности создания своих шаблонов, которые будут оптимизироваться под конкретную систему частотно-регулируемого электропривода или электродвигателя.
Такие устройства как вентиляторы или насосы имеют момент нагрузки, который зависит от скорости их вращения. Переменный крутящий момент (рисунок выше) шаблона U/F предотвращает ошибки регулирования и повышает эффективность. Эта модель регулирования уменьшает токи намагничивания на низких частотах за счет снижения напряжения на электрической машине.
Механизмы с постоянным крутящим моментом, такие как конвейеры, экструдеры и другое оборудование используют способ регулирования с постоянным моментом. При постоянной нагрузке необходим полный ток намагничивания на всех скоростях. Соответственно характеристика имеет прямой наклон во всем диапазоне скоростей.
Способ управления U/F с энкодером
Если необходимо повысить точность регулирования скорости вращения в систему управления добавляют энкодер. Введение обратной связи по скорости с помощью энкодера позволяет повысить точность регулирования до 0,03%. Выходное напряжение по-прежнему будет определятся заданным шаблоном U/F.
Данный способ управления не получил широкого применения, так как представляемые им преимущества по сравнению со стандартными функциями U/F минимальны. Пусковой момент, скорость отклика и диапазон регулирования скорости – все идентично со стандартным U/F. Кроме того, при повышении рабочих частот могут возникнуть проблемы с работой энкодера, так как он имеет ограниченное количество оборотов.
Векторное управление без обратной связи
Векторное управление (ВУ) без обратной связи используется для более широкого и динамичного регулирования скорости электрической машины. При пуске от преобразователя частоты электродвигатели могут развивать пусковой момент в 200% от номинального при частоте всего 0,3 Гц. Это значительно расширяет перечень механизмов, где может быть применен асинхронный электропривод с векторным управлением. Этот метод также позволяет управлять моментом машины во всех четырех квадрантах.
Ограничение вращающего момента осуществляется двигателем. Это необходимо для предотвращения повреждения оборудования, машин или продукции. Значение моментов разбивают на четыре различных квадранта, в зависимости направления вращения электрической машины (вперед или назад) и в зависимости от того, реализует ли электродвигатель . Ограничения могут устанавливаться для каждого квадранта отдельно или же пользователь может задать общий вращающий момент в преобразователе частоты.
Двигательный режим асинхронной машины будет при условии, что магнитное поле ротора отстает от магнитного поля статора. Если магнитное поле ротора начнет опережать магнитное поле статора, то тогда машина войдет в режим рекуперативного торможения с отдачей энергии, проще говоря – асинхронный двигатель перейдет в генераторный режим.
Например, машина по закупорке бутылок может использовать ограничение момента в квадранте 1 (направление вперед с положительным моментом) для предотвращения чрезмерного затягивания крышки бутылки. Механизм производит движение вперед и использует положительный момент для того, чтобы закрутить крышку бутылки. А вот устройство, такое как лифт, с противовесом тяжелее, чем пустая кабина, будет использовать квадрант 2 (обратное вращение и положительный момент). Если кабина подымается на верхний этаж, то крутящий момент будет противоположен скорости. Это необходимо для ограничения скорости подъема и недопущения свободного падения противовеса, так как он тяжелее, чем кабина.
Обратная связь по току в данных преобразователях частоты ПЧ позволяет устанавливать ограничения по моменту и току электродвигателя, поскольку при увеличении тока растет и момент. Выходное напряжение ПЧ может изменятся в сторону увеличения, если механизм требует приложения большего крутящего момента, или уменьшатся, если достигнуто его предельно допустимое значение. Это делает принцип векторного управления асинхронной машиной более гибким и динамичным по сравнению с принципом U/F.
Также частотные преобразователи с векторным управлением и разомкнутым контуром имеют более быстрый отклик по скорости – 10 Гц, что делает возможным его применение в механизмах с ударными нагрузками. Например, в дробилках горной породы нагрузка постоянно меняется и зависит от объема и габаритов обрабатываемой породы.
В отличии от шаблона управления U/F векторное управление использует векторный алгоритм, для определения максимально эффективного напряжения работы электродвигателя.
Векторное управления ВУ решает данную задачу благодаря наличию обратной связи по току двигателя. Как правило, обратная связь по току формируется внутренними трансформаторами тока самого преобразователя частоты ПЧ. Благодаря полученному значению тока преобразователь частоты проводит вычисления вращающего момента и потока электрической машины. Базовый вектор тока двигателя математически расщепляется на вектор тока намагничивания (I d) и крутящего момента (I q).
Используя данные и параметры электрической машины ПЧ вычисляет векторы тока намагничивания (I d) и крутящего момента (I q). Для достижения максимальной производительности, преобразователь частоты должен держать I d и I q разведенными на угол 90 0 . Это существенно, так как sin 90 0 = 1, а значение 1 представляет собой максимальное значение крутящего момента.
В целом векторное управление асинхронным электродвигателем осуществляет более жесткий контроль. Регулирование скорости составляет примерно ±0,2% от максимальной частоты, а диапазон регулирования достигает 1:200, что позволяет сохранять вращающий момент при работе на низких скоростях.
Векторное управление с обратной связью
Векторное управление с обратной связью использует тот же алгоритм управления, что и ВУ без обратной связи. Основное различие заключается в наличии энкодера, что дает возможность частотно-регулируемому электроприводу развивать 200% пусковой момент при скорости 0 об/мин. Этот пункт просто необходим для создания начального момента при трогании с места лифтов, кранов и других подъемных машин, чтоб не допустить просадки груза.
Наличие датчика обратной связи по скорости позволяет увеличить время отклика системы более 50 Гц, а также расширить диапазон регулирования скорости до 1:1500. Также наличие обратной связи позволяет управлять не скоростью электрической машиной, а моментом. В некоторых механизмах именно значение момента имеет большую важность. Например, мотальная машина, механизмы закупорки и другие. В таких устройствах необходимо регулировать момент машины.
3.1 Назначение и использование пульта управления частотного преобразователя
На пульте управления преобразователя частоты находятся 2 дисплея индикации (4 разряда, 7 сегментов), кнопки управления, аналоговый потенциометр, индикаторы работы и блочные индикаторы. С помощью кнопок можно устанавливать функциональные параметры, подавать управляющие команды и контролировать работу частотного преобразователя .
Дисплей пульта управления
При настройке (просмотре) функциональных параметров преобразователя на верхнем дисплее пульта управления отображаются коды соответствующих параметров, на нижнем – их значения.
В рабочем режиме преобразователя на обоих экранах индицируются текущие значения величин, которые выбираются с помощью функциональных параметров F 001 и F 002, при возникновении ошибки – код ошибки состояния преобразователя частоты .
Функциональные кнопки
Увеличение / уменьшение величины опорной частоты, задания для ПИД-регулирования
Вход в меню для установки / просмотра значений функциональных параметров. Значения функциональных параметров начинают мигать, когда их можно изменить
В режиме установки значений функциональных параметров: запись (подтверждение) выбранного значения параметра во внутреннюю память частотного преобразователя . При успешном завершении операции записываемое значение прекращает мигать.
В обычном режиме: изменение индикации верхнего дисплея.
В режиме установки: значений функциональных параметров: отмена операции изменения значения функционального параметра и переход в режим просмотра функциональных параметров из режима установки. Выход из меню.
В обычном режиме: изменение индикации нижнего дисплея.
В режиме установки значений функциональных параметров: переход к предыдущему параметру или увеличение значения параметра;
При работающем двигателе и при активном цифровом вводе: увеличение опорной частоты или задания для ПИД-регулирования (функция потенциометра).
В режиме индикации ошибок: переход к следующему коду ошибки.
В режиме установки значений функциональных параметров: переход к последующему параметру или уменьшение значения параметра;
При работающем двигателе и при активном цифровом вводе: уменьшение опорной частоты или задания для ПИД-регулирования (функция потенциометра).
В режиме индикации ошибок: переход к предыдущему коду ошибки.
При управлении с пульта управления: команда «вращение вперёд»
При управлении с пульта управления: РЕВЕРС – команда «реверсивное вращение», ШАГ – команда «шаговый режим» (выбирается с помощью функционального параметра F 014)
При работающем двигателе: число оборотов постепенно снижается, частотный преобразователь прекращает работать.
Группа индикаторов
Наименование
Состояние индикатора
Индикация на дисплее значения устанавливаемого задания на опорную частоту
Индикация на дисплее значения выходной частоты
Индикация на дисплее значения фактического выходного тока
Индикация на дисплее процента выходного тока
Индикация на дисплее значения оставшегося времени, процент для каждого шага функционирующей программы
Индикация на дисплее значения входного напряжения
Индикация на дисплее значения выходного напряжения
Индикация на дисплее значения скорости вращения двигателя
Индикация на дисплее значения устанавливаемого задания на давление
Индикация на дисплее значения давления обратной связи
Ни один из индикаторов не горит
Индикация на дисплее общего времени работы
Местный режим управления частотным преобразователем (с помощью пульта управления)
Установка частотного преобразователя совпадает с направлением вращения двигателя
Установка частотного преобразователя не совпадает с направлением вращения двигателя
Вращение двигателя вперёд, нагрузки нет
Реверсивное вращение двигателя, нагрузки нет
Просмотр и изменение значений функциональных параметров частотного преобразователя
В частотных преобразователях серии СТА- C 5. CP /СТА- C 3. CS имеется более двухсот функциональных параметров, хранящихся во внутренней памяти, значения которых можно просматривать и изменять, формируя, тем самым, различные режимы работы и общий алгоритм функционирования частотного преобразователя . Значения большинства параметров можно изменять во время работы частотного преобразователя (более подробно см. таблицу функциональных параметров), при этом они автоматически сохраняются при его выключении.
Например, Вам необходимо изменить несущую частоту преобразователя с 3 кГц (заводское значение параметра) до 6 кГц. Тогда необходимо произвести следующие действия:
Функцио-нальная
Статус состояния частотного преобразователя
Данные дисплеев пульта управления частотного преобразователя (верхний и нижний соответственно)
Преобразователь находится в рабочем режиме или остановлен (питание на преобразователь подано)
На верхнем и нижнем дисплеях индицируются значения величин, заданные функциональными параметрами F 001 и F 002 соответственно
Вход в меню функциональных параметров преобразователя. Режим просмотра
На верхнем дисплее отображается код функционального параметра, который устанавливался последним во время работы преобразователя, на нижнем дисплее – его действующее значение
Выбор функционального параметра, значение которого необходимо посмотреть или изменить
На верхнем дисплее отображается код выбранного пользователем функционального параметра, на нижнем дисплее – его действующее значение
Вход в режим изменения значения функционального параметра
На верхнем дисплее отображается код изменяемого пользователем функционального параметра, на нижнем дисплее – его действующее значение начинает мигать
Выбор значения функционального параметра
На верхнем дисплее отображается код изменяемого пользователем функционального параметра, на нижнем дисплее –мигает значение, выбранное пользователем
Подтверждение устанавливаемого значения функционального параметра
На верхнем дисплее отображается код изменяемого пользователем функционального параметра, на нижнем дисплее –значение, выбранное пользователем, перестает мигать
Выход из меню функциональных параметров частотного преобразователя
Возврат к первоначальному состоянию частотного преобразователя , но с измененной несущей частотой (6 кГц)
3.2 Пробный пуск частотного преобразователя
Выбор режима управления частотного преобразователя
В частотных преобразователях серии СТА- C 5. CP /СТА- C 3. CS имеется два основных режима управления частотного преобразователя в рабочем режиме: местный (с пульта управления преобразователя) и дистанционный (с клемм управления преобразователя или по интерфейсу RS -485). Для определения режима управления частотным преобразователем используется функциональный параметр F 003.
Перед пробным пуском
Перед пробным пуском проверьте корректность подключения силовых цепей, прочность фиксации болтов, прокладку проводов, целостность силовых кабелей, нагрузку.
Во время пробного пуска
Во время пробного пуска убедитесь, что двигатель плавно разгоняется и плавно останавливается, вращается в заданном направлении, отсутствуют нетипичные вибрации, нехарактерные звуки, дисплеи отображают точные значения.
Проверка направления вращения двигателя
При подаче электропитания на частотный преобразователь , на верхнем дисплее пульта управления индицируется надпись «С TA », далее на обоих дисплеях отображается значение «0.00» (если данное значение больше, чем 0.00, поверните потенциометр в крайнее левое положение). Блочные индикаторы “Гц” и индикатор работы “М / Д” начинают светиться. Этоговорит о том, что на верхнем дисплеем индицируется опорная частота, на нижнем – выходная.
Нажмите и удерживайте кнопку РЕВЕРС / ШАГ, происходит запуск частотного преобразователя , индикаторы работы “НАПР” и ”ПРЯМ” начинают светиться. На верхнем дисплее пульта управления индицируется значение опорной частоты для шагового режима – 5.00 Гц, на нижнем экране – выходная частота (от0.00 до 5.00 Гц), которая в соответствии со временем разгона в шаговом режиме (функциональный параметр F032) возрастает до 5 Гц (до опорной частоты). Отпустите кнопку РЕВЕРС / ШАГ. Показание на нижнем дисплее пульта управления уменьшается до нуля (двигатель останавливается). Значение на дисплее становится первоначальным.
Если при этом вращение двигателя происходило в направлении, отличном от требуемого, то необходимо изменить значение функционального параметра F046. Изменять порядок подключения фаз в соединении частотного преобразователя и двигателя нет необходимости.
Использование потенциометра пульта управления во время пуска
Подайте электропитание на частотный преобразователь , на обоих дисплеях пульта управления отображается значение «0.00», если данное значение больше, чем 0.00, то обязательно поверните потенциометр пульта управления преобразователя в крайнее левое положение. Блочные индикаторы “Гц” и индикатор работы “М / Д” начинают светиться.
Нажмите кнопку ПУСК, начинает светиться индикатор “НАПР”, а индикатор “ПРЯМ” начинает мигать. Преобразователь работает, вырабатывая выходную частоту, которая меньше минимальной стартовой частоты. Поверните потенциометр по часовой стрелке, выставив тем самым опорную частоту преобразователя. Теперь на верхнем дисплее пульта управления индицируется заданная опорная частота, а на нижнем – выходная частота, увеличивающаяся от 0.00 Гц до значения опорной частоты в соответствии с временем разгона преобразователя (функциональный параметр F 019).
Проверьте также другие рабочие параметры преобразователя, такие, как напряжение, ток, с помощью функциональных кнопок ВВОД / ВД и ОТМЕНА / НД.
При нажатии функциональной кнопки СТОП / СБРОС преобразователь перестает работать, уменьшая выходную частоту от опорной (выходной, если еще не достигнута опорная) до нулевой.
Задание / изменение опорной частоты преобразователя
Допустим, необходимо в местном режиме управления частотного преобразователя при неизменных времени разгона и времени торможения запустить двигатель при опорной частоте питающего напряжения 20 Гц в прямом направлении, затем разогнать его в том же направлении до номинальной скорости при опорной частоте питающего напряжения 50 Гц (режим задания опорной частоты – цифровой с пульта управления преобразователя), после чего осуществить реверс при опорной частоте питающего напряжения 50 Гц и остановить.
Методы управления частотно-регулируемым приводом (ЧРП)
Руководство по управлению ЧРП (частотно-регулируемыми приводами), методы управления и профессиональные советы.
Возможно, вам также будет интересно как выбрать частотно-регулируемый привод (ЧРП).
Управление частотным преобразователем подразумевает выбор метода управления частотно-регулируемым приводом. Итак, на что следует обратить внимание при выборе метода управления ЧРП? Как выбрать правильный метод управления частотно-регулируемыми приводами?
Двигатели потребляют половину всей электроэнергии, используемой в США. Выбор правильного метода управления позволяет добиться наиболее эффективной работы двигателя с максимальным крутящим моментом и производительностью. Эффективно работающие двигатели потребляют меньше электроэнергии и меньше простаивают, что позволяет значительно сократить расходы.
Для двигателей, управляемых инвертором (VFD), метод управления в значительной степени определяет эффективность и производительность двигателя в составе системы. Если инженеры и конструкторы понимают все преимущества, недостатки и технические характеристики методов управления, задача выбора правильного метода является достаточно простой.
Управление частотным приводом — методы
Многие люди, занятые в промышленности, полагают, что метод управления двигателем заключается в выборе способа управления инвертором, как в 2-х проводных, так и в 3-х проводных схемах подключения. Такие 2-х и 3-х проводные схемы подключения определяют, соединяются ли входные контакты инвертора с определенными контактами либо с импульсными кнопками пуска/останова привода. Методы управления, описанные в данной статье, более точно можно назвать методами управления двигателями. Эти методы определяют принцип управления двигателями с помощью инверторов.
Инверторы производятся в различных типоразмерах. Например, на вышеприведенном рисунке изображены два инвертора от Yaskawa America Inc. Оба инвертора относятся к серии A1000 и предусматривают трехфазное питание с напряжением от 380 до 480 В. Инвертор модели 0004FAA рассчитан на токовую нагрузку нормальном режиме 4,1 A и предназначен для управления двигателем мощностью до 2 л.с. (1,5 кВт), его масса составляет 9 фунтов (4 кг). Модель 0208AAA рассчитана на ток до 208 А, управляет двигателем мощностью до 150 л.с. (110 кВт) и весит 218 фунтов (99 кг).
Существуют четыре основных типа методов управления асинхронными двигателями с использованием конденсаторов DC-шины инвертора: V / f (вольт-частотное, скалярное), V / f с энкодером, векторное управление без обратной связи и векторное управление с обратной связью. Во всех указанных методах используются широтно-импульсная модуляция (ШИМ), то есть способ изменения ширины фиксированного сигнала путем модуляции длительности импульсов для создания переменного аналогового сигнала.
Применение метода ШИМ в сочетании с инверторами основано на использовании постоянного напряжения фиксированного значения, подаваемого конденсаторами DC-шины инвертора. Сборка биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) на выходе быстро открывается и закрывается, генерируя импульсы. Изменение ширины импульсов выходного сигнала используется для симуляции синусоидальной волны переменного тока. Несмотря на то, что выходной сигнал драйвера состоит из прямоугольных импульсов, обусловленных пульсацией переменного тока, форма колебаний сигнала будет синусоидальной, поскольку двигатель является асинхронным. Управление частотным преобразователем основывается на форме сигнала напряжения, генерируемого с помощью ШИМ. Разница в методах управления заключается в расчете напряжения, которое необходимо двигателю в текущий момент времени.
Двигатели переменного тока обычно управляются с помощью широтно-импульсной модуляции. В этом процессе несущая частота (красная линия) определяется работой выходных транзисторов инвертора. Как правило, несущая частота равна от 2 до 15 Гц. Опорная частота (синяя линия) — сигнал скорости, передаваемый двигателю, обычно ее значение составляет от 0 до 60 Гц. Точки пересечения этих двух кривых используются для модуляции выходных импульсов постоянного тока (черная линия), используемых для управления частотой вращения.
Вольт-частотное управление частотным преобразователем (V/f)
Различные паттерны вольт-частотного управления позволяют инверторам управлять различными устройствами с оптимальной производительностью для каждого из них. Паттерн постоянного крутящего момента представляет собой прямую линию, отражающую постоянный коэффициент V/f, причем в данном случае обеспечивается постоянство крутящего момента во всем диапазоне частоты вращения. Паттерн переменного крутящего момента имеет более низкие напряжения на низких частотах вращения для предотвращения насыщения магнитной системы двигателя.
Вольт-частотный метод управления частотным преобразователем (V/f) является наиболее простым методом управления двигателем. Он получил широкое распространение вследствие простоты реализации и минимального количества данных, которые требуется получать от двигателя. Данный метод не требует использования энкодера и настройки инвертора под двигатель (тем не менее, выполнение настройки рекомендуется). В результате, такой метод управления требует меньших затрат и минимума проводов. Метод управления V/f часто используется в оборудовании с частотой работы более 1000 Гц, поэтому он распространен в обрабатывающем оборудовании, в частности, в управлении шпинделем.
Метод V/f является единственным методом, позволяющим управлять несколькими двигателями с помощью одного инвертора. При этом все двигатели запускаются и останавливаются одновременно, а также работают с одинаковой частотой вращения.
Метод V/f имеет несколько ограничений. Например, метод не гарантирует вращение вала двигателя. Кроме того, начальный крутящий момент двигателя ограничен 150% мощности при частоте 3 Гц. Такого крутящего момента достаточно для большинства применений. Фактически, данный метод управления используется практически в любом вентиляторе или насосе с переменным крутящим моментом.
Простота метода частично нивелируется его скудными характеристиками. Частота вращения обычно регулируется с шагом 2-3% от максимальной. Скорость отклика составляет 3 Гц. Скорость отклика определяется качеством реакции инвертора на изменение опорной частоты. Увеличение скорости отклика означает возрастание скорости реакции двигателя на изменение опорной частоты.
Методы управления частотным преобразователем также имеют диапазоны регулирования частоты вращения (выраженные в виде коэффициентов). Диапазон регулирования частоты вращения V / f равен 1:40. Умножив это отношение на максимальную частоту, можно определить минимальную частоту вращения двигателя, управляемого инвертором. Например, при максимальной частоте 60 Гц и диапазоне регулирования 1:40, драйвер с управлением V / f может управлять двигателем с минимальной частотой 1,5 Гц.
Паттерн V/f определяет вольт-частотный коэффициент для двигателя, причем инвертор может использовать только один запрограммированный паттерн. Паттерн V/f (или кривая V/f) определяет зависимость напряжения от текущей скорости двигателя (частоты вращения).
Операторы или технические специалисты могут выбрать предустановленный паттерн V/f при программировании инвертора. Эти предустановки оптимизированы под конкретные задачи. Пользователи могут самостоятельно запрограммировать собственный паттерн V/f для достижения необходимых для характеристик.
Такие устройства как вентиляторы и насосы имеют переменный крутящий момент. Паттерн переменного крутящего момента V/f позволяет предотвратить неисправности и улучшить производительность и КПД. Такой паттерн снижает ток намагничивания на низких частотах за счет уменьшения питающего напряжения.
Аналогично, для оборудования с постоянным крутящим моментом, например, конвейеров, экструдеров и подъемников, используются паттерны V/f с постоянным крутящим моментом. Такое оборудование требует постоянного тока намагничивания на любых скоростях. Именно поэтому указанные паттерны имеют прямой уклон по всему диапазону скоростей.
В общем случае, инвертор будет выдавать напряжение в зависимости от частоты вращения двигателя и в соответствии с используемым паттерном V/f.
| Метод управления V/f | Метод управления V/f с энкодером | ||
| Преимущества | Недостатки | Преимущества | Недостатки |
| Не требуется автоматическая настройка (но рекомендуется) | Нет гарантии, что вал отвечает на команды из за отсутствия обратной связи | Не требуется автоматическая настройка (но рекомендуется) | Необходимо использовать энкодер и блок обратной связи |
| Допустимо использовать высокую опорную частоту (>400 Гц) | Начальный крутящий момент составляет 150% при 3 Гц | Допустимо использовать высокую опорную частоту (>400 Гц), однако существуют ограничения, связанные с разрешением энкодера | Начальный крутящий момент составляет 150% при 3 Гц |
| Несколько двигателей управляются одним инвертором | Лучшее управление скоростью в сравнении с методом V/f | ||
| Допустимо использовать простую обратную связь | |||
| Не требуется энкодер | |||
Вольт-частотное управление (V/f) с энкодером
Если оборудование требует более точной регулировки скорости с возможностью работы на более высокой опорной частоте, в драйвере может использоваться энкодер. Энкодер позволяет добиться регулировки с шагом до 0.03% от максимальной частоты. Выходное напряжение, как и в предыдущем методе, будет определяться запрограммированным в инверторе паттерном V/f. Такая реализация позволяет осуществлять высокоскоростное управление без динамической обратной связи, поскольку значения напряжения и частоты задаются заранее.
Этот метод управления не получил широкого распространения, поскольку влечет за собой дополнительные затраты на энкодер и организацию обратной связи, однако не несет каких-либо значительных преимуществ в сравнении со стандартным методом V/f. Начальный крутящий момент и диапазон регулировки частоты вращения аналогичны методу V/f без энкодера. Кроме того, верхние рабочие частоты ограничены числом импульсов, генерируемых датчиком за оборот.
Векторное управление без обратной связи
Векторное управление частотным преобразователем без обратной связи (OLV) используется для более глубокого и динамичного управления двигателем. Данный метод позволяет независимо контролировать скорость и крутящий момент двигателей, то есть схож с методом управления двигателями постоянного тока.
Ограничения крутящего момента разбиты на четыре квадранта в зависимости от направления вращения двигателя (прямое или обратное) и режима его работы — разгон или торможение. Например, оборудование для закупорки бутылок требует ограничения крутящего момента, заданного в квадранте 1. С другой стороны, оборудование для разматывания требует прямого вращения двигателя, но отрицательного крутящего момента для натяжения нити. В данном случае, необходимый крутящий момент находится в квадранте 4.
При управлении по методу OLV двигатели могут производить 200% от их номинального крутящего момента при частоте 0.3 Гц. Высокий крутящий момент на низких частотах вращения может использоваться во многих видах оборудования. Данный метод управления позволяет использовать ограничения крутящего момента четырех квадрантов.
Ограничение крутящего момента позволяет предотвратить повреждение оборудования, станков или продукции. Ограничения разнесены по четырем квадрантам в зависимости от направления вращения двигателя (прямое или обратное) и режима его работы — разгон или торможение. Ограничения могут быть установлены независимо для каждого квадранта, либо операторы могут установить общее ограничение крутящего момента при программировании инвертора.
Условием движения является сонаправленность скорости и крутящего момента. Например, положительная скорость и крутящий момент будут использоваться для движения конвейера в прямом направлении. Ситуация, когда двигатель движется под действием нагрузки, называется регенерацией. Если ротор двигателя переменного тока вращается быстрее, чем магнитное поле в статоре, он начинает работать как генератор. В результате, регенерированная энергия подается обратно в инвертор.
Векторное управление без обратной связи
- не требует использования датчика
- хороший начальный крутящий момент: 200% при 0.3 Гц
- возможно использовать ограничения четырех квадрантов
- подходит для ударных нагрузок
- необходима автонастройка для получения наилучших характеристик
- нет гарантии ответа от вала двигателя из-за отсутствия обратной связи
- Шаг регулировки частоты вращения: ±0,2% от максимальной частоты
- Скорость отклика: 10 Гц
- Диапазон регулировки скорости: 1:200
- Выходное напряжение определяется векторным алгоритмом
Дрель, выкручивающая винты из дерева (отрицательный крутящий момент и обратное направление движения), может использовать ограничения квадранта 3. Разматывающее оборудование (прямое направление вращения и отрицательный крутящий момент) использует ограничения квадранта 4. Двигатель будет вращаться в прямом направлении, что необходимо для подачи материала, однако в этом случае требуется ограничение отрицательного крутящего момента, обусловленного регенерацией, вызванной разматываемой линией, с целью создания натяжения.
Векторное управление максимизирует крутящий момент путем поддержания тока крутящего момента (Iq) и тока намагничивания (Id) под углом 90°. I1 представляет собой общий ток двигателя (Iq + Id). Если угол ϴ> 90°, то sin ϴ > 1; если ϴ < 90°, то sin ϴ >1; но если ϴ = 90°, то sin ϴ = 1, при этом крутящий момент является максимальным. Инвертор пытается поддерживать значение угла ϴ, равное 90°, имитируя таким образом работу двигателя постоянного тока. В двигателе постоянного тока щетки конструктивно расположены под углом 90° для обеспечения постоянного максимального крутящего момента.
Контур обратной связи по току в данных инверторах позволяет операторам устанавливать ограничения крутящего момента для работы во всех четырех квадрантах. При увеличении тока двигателя увеличивается его крутящий момент. Напряжение питания двигателя может быть увеличено, если оборудование требует увеличения крутящего момента, и может быть уменьшено для ограничения крутящего момента. Именно эта возможность позволяет осуществлять динамическое управление частотным преобразователем в отличие от вольт-частотного метода управления (V/f).
Кроме ограничения крутящего момента, векторное управление без обратной связи имеет быстрый отклик на изменение скорости — 10 Гц, позволяя более динамично реагировать на нагрузки. К примеру, нагрузка на камнедробилку непрерывно меняется, поскольку зависит от размера и количества перерабатываемых камней.
В отличие от фиксированных паттернов V/f, для данного типа управления используется векторный алгоритм поиска наиболее подходящего выходного напряжения для работы двигателя. Векторное управление реализует данный алгоритм с помощью обратной связи по току двигателя. Ток обратной связи измеряется трансформаторами тока внутри инвертора. Считывание значений тока и расчеты выполняются в инверторе с высокой скоростью, определяя необходимый крутящий момент и параметры тока. Основной векторный алгоритм переводит ток намагничивания и ток крутящего момента в векторные величины. Векторное управление в значительной степени зависит от динамики двигателя, поэтому необходимо выполнить автоматическую настройку двигателя, чтобы инвертор получал максимум данных от двигателя.
Непрерывное поступление фактических данных о характеристиках и состоянии двигателя позволяет инвертору рассчитать ток намагничивания (Id) и ток крутящего момента (Iq) в виде векторов. Для достижения максимального КПД и крутящего момента инвертор должен обеспечивать расположение векторов под углом 90°. Именно 90°, поскольку sin (90) = 1, а значение 1 отражает максимальный крутящий момент двигателя.
Векторное управление без обратной связи позволяет жестко регулировать работу двигателя. Шаг регулировки частоты вращения составляет +/- 0.2% от максимальной частоты, а диапазон регулировки частоты достигает 1:200, что позволяет устройству работать на низких скоростях без потери крутящего момента.
Векторное управление с обратной связью
В векторном управлении с обратной связью используется векторный алгоритм для определения выходного напряжения, аналогично системе без обратной связи. Ключевое различие заключается в использовании в конструкции энкодера. Это позволяет добиться крутящего момента в размере 200% от номинального при нулевой частоте вращения. Такое свойство очень важно для оборудования, удерживающего грузы без движения, такого как лифты, краны и подъемники.
Обратная связь с применением энкодера позволяет добиться скорости отклика свыше 50 Гц и регулировать скорость в частоту вращения 1:1500, что является наилучшим показателем среди всех методов управления. Инвертор с обратной связью также может запускать двигатель в режиме управления только крутящим моментом, а не частотой вращения. Такой режим используется в оборудовании, для которого крутящий момент является более важным параметром, нежели частота вращения двигателя. Намоточное и размоточное оборудование, оборудование для закупоривания бутылок и прочее подобное оборудование — отличные примеры устройств, требующих управления крутящим моментом.
Векторное управление частотным преобразователем с обратной связью
- Может работать в режиме управления крутящим моментом
- Превосходный начальный крутящий момент: 200% от номинального момента при 0 об/мин
- Возможно использовать ограничения четырех квадрантов
- Идеально подходит для ударных нагрузок
- Допускается работа при нулевой скорости
- Необходима автонастройка для получения наилучших характеристик
- Необходимо использовать энкодер и блок обратной связи
- Шаг регулировки частоты вращения: ±0,02% от максимальной частоты
- Отклик скорости: >50 Гц
- Диапазон регулировки скорости: 1:1500
- Выходное напряжение определяется векторным алгоритмом
Частотный преобразователь
Частотный преобразователь напряжения — это электрический прибор, служащий для преобразования напряжения и частоты переменного тока в напряжение с заданной амплитудой и частотой. Он также способен преобразовывать постоянное напряжение в переменное с заданными характеристиками.
Для чего нужен частотный преобразователь?
Этот вопрос задают множество людей, которым впервые понадобилось подключить трехфазный двигатель насоса или вентилятора. Конечно, любой электродвигатель можно напрямую подключить к сети переменного тока через соответствующую защитную аппаратуру (моторный автоматический выключатель или контактор с тепловым реле).
Рассмотрим процессы, происходящие в электродвигателе в момент прямого пуска с помощью автоматического выключателя или кнопки включения контактора на примере обычного трехфазного асинхронного двигателя.
На статорные обмотки электродвигателя подается переменное напряжение, которое генерирует соответствующее электромагнитное поле этих обмоток. Это поле, направленное в сторону ротора, в свою очередь заставляет генерироваться электрический ток в короткозамкнутых витках ротора. Затем ток в обмотках ротора генерирует ответное магнитное поле, которое и приводит к движению ротора относительно статора. Все эти процессы, возникающие в момент пуска, называются процессом намагничивания статора и ротора.
Трехфазный электродвигатель сам по себе не нужен: на его валу обязательно присутствует нагрузка (самая простая — в виде лопастей вентилятора). В ситуации с нагруженным конвейером всё сложнее. Тем не менее, у этой нагрузки есть момент инерции – момент, который необходимо преодолеть двигателю для запуска вращения вала. Таким образом, все эти электромагнитные и механические силы в момент пуска напрямую соотносятся с обычным пусковым током двигателя. Как несложно догадаться, этот ток будет в несколько раз (2-7) больше номинального тока двигателя, который получится в установившемся режиме работы.
Скорость вращения электродвигателя или число оборотов в минуту
Скорость вращения вала как асинхронных, так и синхронных электродвигателей определяется частотой вращения магнитного поля статора. Магнитное поле вращается соответственно подаваемому на обмотки статора переменному току по трем фазам. Именно это «вращение» электрического тока в статоре приводит к вращающемуся магнитному полю и определяется по формуле:
n = (60 • f / p) • (1 — s)
где n – номинальное число оборотов вала асинхронного электродвигателя, p – число пар полюсов (см. на паспортной табличке), s – скольжение (разность скоростей поля ротора и поля статора), f – частота переменного тока (например, 50 Гц). Число пар полюсов статора зависит от конструкции катушек статора. Скольжение зависит от нагрузки на валу электродвигателя. Таким образом, подключив электродвигатель к сети переменного тока, мы получим вращение с постоянной скоростью.
Зачем нужно регулировать скорость и как это делается?
Заданное в паспортной табличке число оборотов двигателя на 1 минуту не всегда устраивает потребителя. Иногда скорость механизма хочется уменьшить, а давление в трубе наоборот поднять. Возникает потребность в изменении частоты вращения вала электродвигателя. Как видно из формулы выше, наиболее простой способ изменения частоты вращения вала электродвигателя –изменить частоту переменного тока f.
Принцип работы частотного преобразователя
Вот тут и приходит на помощь частотный преобразователь, иначе говоря ЧРП (частотно-регулируемый привод). Он, как говорилось в самом начале, позволяет задавать на своем выходе заданные в настройках амплитуду напряжения и частоту переменного тока.
Частота вы выходе может регулироваться в диапазоне 0.01 — 590 Гц если брать инверторы серии AS3 Toshiba. Для серии S15 Toshiba диапазон регулирования находится в пределах 0.01 — 500 Гц. Для серии nC3E Toshiba диапазон регулирования находится в пределах 0.01 — 400 Гц. Это объясняется функциональным назначением разных серий ПЧ.
Напряжение на выходе может изменяться в диапазоне от 0 В до напряжения питания ПЧ, т.е. текущего напряжения на входе частотного преобразователя. Это свойство можно использовать для получения нужного выходного напряжения и частоты, что ценно, например, для испытания стендового оборудования. Правда для этого придется использовать специальный выходной синусный фильтр, чтобы получить чистые синусоидальное напряжение и ток.
С частотой все понятно, но зачем нужно изменять напряжение?
Дело в том, что для поддержания определенного магнитного поля в обмотках статора требуется изменять не только частоту, но и напряжение. Получается, что частота должна соответствовать определенному напряжению. Этот называется законом скалярного управления U/f (V/f), где U или V — напряжение.
Также существует закон векторного регулирования. Векторное регулирование используется для оборудования, где требуется поддерживать необходимый крутящий момент на валу при низких скоростях электродвигателя, высокое быстродействие и точность регулирования частоты вращения. Векторное управление представляет собой математический аппарат в «мозге» частотного преобразователя, который позволяет точно определять угол поворота ротора по токам фаз двигателя.
Использование частотника позволяет убрать большой пусковой ток, достигая таким образом значительного экономического эффекта при частых пусках и остановках электродвигателя.
Схема частотного преобразователя
Ниже представлена типовая схема частотного преобразователя. Входное сетевое трехфазное или однофазное напряжение подается через опциональный входной фильтр на клеммы диодного моста. Неуправляемый диодный (или управляемый тиристорный) мост преобразует переменное напряжение сети в постоянное пульсирующее напряжение. Для фильтрации пульсаций служит звено постоянного тока из одного или нескольких конденсаторов C.
Напряжение в звене постоянного тока после выпрямления трехфазного напряжения будет равно согласно формуле: 380*1,35 = 513 В.
Дроссель DCL в звене постоянного тока позволяет дополнительно сгладить пульсации напряжения после диодного моста и выполняет функции снижения гармоник выпрямителя, инжектируемых в питающую сеть.
Транзисторы T1-T6 инвертора с помощью специального алгоритма системы управления генерируют на клеммы электродвигателя 3 пакета импульсов, разнесенных по трем фазам на 120 градусов во времени. Ни рисунке ниже показана только одна фаза: пачка выходных импульсов широтно-импульсной модуляции (ШИМ), проходя через обмотку электродвигателя, сгладится до формы, напоминающей синусоиду. Частота импульсов ШИМ (опорная частота) в промышленных преобразователях обычно составляет 3-4 кГц, но для ПЧ малой мощности может доходить до 16 кГц. Чем выше частоты ШИМ, тем будет меньше гармонических искажений «синусоиды» на выходе инвертора. Но при этом возрастают тепловые потери на силовых транзисторах, что уменьшает КПД. В ПЧ Toshiba величину частоты можно изменять, регулируя таким образом тепловые потери.
Выходное напряжение частотного преобразователя будет всегда ниже входного сетевого напряжения. Это связано с потерями в силовом модуле и алгоритме получения ШИМ импульсов.
Между частотным преобразователем и электродвигателем можно установить дополнительный фильтр, позволяющий значительно улучшить форму выходного напряжения после частотника. Это необходимо для того, чтобы импульсы ШИМ не разрушали изоляцию обмоток двигателя и не вызывали перенапряжения на конце длинного кабеля. Подробнее о выходных фильтрах.
Тормозной прерыватель (Brake Chopper)
На схеме частотного преобразователя можно заметить еще один транзисторный ключ T7. Его назначение — сброс энергии звена постоянного тока при значительном превышении напряжения на конденсаторах. Перенапряжение возникает в том случае, когда частота вращения вала электродвигателя превышает частоту тока на клеммах электродвигателя (например, при торможении). Это часто встречается на кранах или крупных вентиляторах, когда невозможно быстро затормозить вращение.
При наступления события превышения напряжения DC, этот транзисторный ключ T7 замыкается, передавая энергию звена постоянного тока на тормозной резистор. Конечно, резистор при этом может очень сильно нагреться и даже разрушится, но при этом не пострадает наиболее дорогое оборудование — частотный преобразователь.
Тормозной резистор является опциональным оборудованием и подключается к специальным клеммам преобразователя частоты.
КПД частотного преобразователя
Такие важные параметры как КПД частотника и производительность воздушного потока для его охлаждения можно посмотреть в соответствующем столбце следующей таблицы на примере серии VF-AS3 TOSHIBA.
| Питающая сеть | Допустимая мощность двигателя (kW) | Типоразмер частотника | Размер корпуса | КПД | Мощность тепловыделения на радиаторе охлаждения (Вт) *1 | Мощность тепловыделения передней части инвертора (Вт) *1 | Требуемое значение потока воздушного охлаждения (м³/мин) | Площадь стенок закрытой стальной оболочки без вентиляции (м²) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3-фазы 380/480 В | 0.75 | VFAS3-4004PC | A1 | 0,89 | 56 | 26 | 0.32 | 1.13 |
| 1.5 | VFAS3-4007PC | A1 | 0,93 | 79 | 28 | 0.45 | 1.58 | |
| 2.2 | VFAS3-4015PC | A1 | 0,94 | 100 | 30 | 0.57 | 2.00 | |
| 4.0 | VFAS3-4022PC | A1 | 0,96 | 140 | 33 | 0.79 | 2.80 | |
| 5.5 | VFAS3-4037PC | A1 | 0,96 | 192 | 37 | 1.09 | 3.83 | |
| 7.5 | VFAS3-4055PC | A2 | 0,96 | 233 | 45 | 1.32 | 4.66 | |
| 11 | VFAS3-4075PC | A2 | 0,97 | 323 | 53 | 1.84 | 6.47 | |
| 15 | VFAS3-4110PC | A3 | 0,97 | 455 | 62 | 2.58 | 9.10 | |
| 18.5 | VFAS3-4150PC | A3 | 0,97 | 557 | 70 | 3.16 | 11.14 | |
| 22 | VFAS3-4185PC | A3 | 0,97 | 603 | 71 | 3.42 | 12.06 | |
| 30 | VFAS3-4220PC | A4 | 0,97 | 770 | 94 | 4.37 | 15.40 | |
| 37 | VFAS3-4300PC | A4 | 0,97 | 939 | 107 | 5.33 | 18.78 | |
| 45 | VFAS3-4370PC | A4 | 0,97 | 1101 | 123 | 6.25 | 22.02 | |
| 55 | VFAS3-4450PC | A5 | 0,98 | 1094 | 132 | 6.21 | 21.88 | |
| 75 | VFAS3-4550PC | A5 | 0,98 | 1589 | 175 | 9.02 | 31.78 | |
| 90 | VFAS3-4750PC | A5 | 0,98 | 1827 | 199 | 10.37 | 36.54 | |
| 110 | VFAS3-4900PC | A6 | 0,97 | 2920 | 309 | 16.58 | 58.40 | |
| 132 | VFAS3-4110KPC | A6 | 0,97 | 3457 | 358 | 19.62 | 69.13 | |
| 160 | VFAS3-4132KPC | A6 | 0,97 | 4013 | 405 | 22.78 | 80.26 | |
| 220 | VFAS3-4160KPC | A7 | 0,97 | 5404 | 452 | 30.68 | 108.08 | |
| 250 | VFAS3-4220KPC | A8 | 0,97 | 6279 | 606 | 35.64 | 125.58 | |
| 280 | VFAS3-4250KPC | A8 | 0,97 | 6743 | 769 | 38.28 | 134.86 | |
| 315 | VFAS3-4280KPC | A8 | 0,97 | 7749 | 769 | 43.99 | 154.98 |
*1) В таблице приведены данные для нормального (не тяжелого) режима работы преобразователя частоты.
Области применения и экономический эффект использования частотных преобразователей
Сферы применения преобразователей частоты
- Краны и грузоподъемные машины
Крановые двигатели работают в старт-стопном режиме и переменной нагрузке. Применение частотных преобразователей позволяет убрать рывки и раскачивание груза при пусках и стопах. Также обеспечивается остановка крана точно в требуемом месте. При этом снижается нагрев электродвигателей и максимальный пусковой момент. - Привод нагнетательных вентиляторов в котельных и дымососах
Общее управление с плавной регулировкой дутьевых и вытяжных вентиляторов позволяет автоматизировать процесс горения и обеспечить максимальный КПД котельных агрегатов. - Транспортеры, прокатные станы, конвейеры, лифты
Частотник позволяет регулировать скорость перемещения транспортного оборудования без рывков и ударов. Это увеличивает срок службы механических узлов и позволяет экономить электроэнергию на старт-стопных режимах по сравнению с прямым пуском. - Насосные агрегаты и вентиляторы
Благодаря встроенным ПИД-регуляторам, частотники позволяют обойтись без задвижек и вентилей, регулирующих давление и расход. Также значительно увеличивается общий КПД линии водо- или воздухоподачи. - Перемоточные и намоточные станки
Современные частотные приводы Toshiba содержат 2 встроенных ПИД-регулятора: контроля скорости намотки и контроля позиции в регуляторе натяжения. Таким образом можно обойтись без использования внешнего контроллера для управления скоростью и натяжением перемоточного станка. - Электродвигатели станков с ЧПУ и поворотных механизмов
Использование частотника вместо коробки передач позволяет плавно увеличивать или уменьшать частоту вращения рабочего органа станка, осуществлять реверс. Встроенное в серию AS3 Toshiba управление несколькими режимами точного позиционирования может быть использовано для построения системы управления без использования контроллера. Таким образом, ПЧ широко используются для станков с ЧПУ и высокоточного промышленного оборудования. - Испытательные стенды
В связи с тем, что ПЧ способен регулировать частоту и напряжение на своем выходе, то это можно использоваться для питания разного рода стендовой аппаратуры. Правда, для этого придется после ПЧ установить синусный фильтр для получения синусоидального выходного напряжения. Это позволит подавать на испытуемое оборудование широкий диапазон частот и напряжений.
Преимущества частотных преобразователей
- Экономия электроэнергии
Использование ПЧ позволяет уменьшить пусковые токи и оптимизировать потребляемую мощность благодаря встроенным алгоритмам управления. - Увеличение срока службы электрического оборудования и механизмов
Плавный пуск и регулировка скорости вращения момента на валу позволяют увеличить межсервисный интервал механизма и увеличить срок эксплуатации электродвигателей.
Появляется возможность отказаться от редукторов, дросселирующих задвижек для регулирования потока, электромагнитных тормозов и прочей регулирующей аппаратуры, снижающей надежность и увеличивающей энергопотребление оборудования. - Отсутствие необходимости проводить техническое обслуживание
Частотники не нуждающихся в регулярной чистке и смазке, как например, задвижки и редукторы. - Возможность удаленного управления и контроля параметров частотного преобразователя и подключенных к нему датчиков
В частотниках Toshiba реализована возможность подключения удаленных устройств телеметрии и телемеханики. Это позволяет ПЧ встраиваться в системы автоматизации. - Широкий диапазон мощностей и типов двигателей
Линейка ПЧ может применяться для двигателей мощностью от 100 Вт и до нескольких МВт, как на асинхронные, так и на синхронные электродвигатели. - Защита электродвигателя от аварий и перегрузок
Частотные преобразователи содержат в себе защиту от перегрузок, коротких замыканий, обрыва фаз. Функции перезапуска при возобновлении подачи электроэнергии позволяют автоматически запускать двигатель. - Множество функциональных настроек приводов Toshiba
Можно перечислить следующие востребованные функции ПЧ:- Автозапуск/перезапуск ПЧ при появлении напряжения питания
- Возможность включения трехфазного частотника в однофазную сеть питания при определенном конфигурировании параметров
- Множество тонких настроек для работы с подъемно-транспортным, насосным оборудованием, станками
- Сохранение истории аварийных отключений
- Встроенный функционал защиты двигателя от перегрева
- Возможность работы с множеством протоколов связи
- ПИД-регуляторы для различных областей применения
- Работа на множестве предустановленных скоростях
- Толчковая работа двигателя для сложного старта
- Автоподхват вращающегося двигателя
- Линейное, S-образное, 5-точечное задание разгона.
- Пропуск проблемных частот (для насосного оборудования)
- Широкий диапазон частот работы 0-400/500 Гц
- Ручное задание диапазона частот работы электродвигателя
- Легкий перенос настроек с одного частотника на другой
- Работа с асинхронными и синхронными электродвигателями
- Возможность трассировки работы преобразователя частоты для нахождения причины возникновения аварии или предупреждения
- Траверс-контроль для текстильных машин
- Защита от повышенного или пониженного момента (тока) двигателя
Внедрение частотных преобразователей дает значительный экономический эффект. Снижение затрат достигается за счет сокращения потребления электроэнергии, расходов на ремонт и техническое обслуживание электродвигателей и оборудования. Появляется возможность использования более дешевых асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, а также сокращения других производственных издержек. Средний срок окупаемости частотных преобразователей составляет от 3-х месяцев до 3-х лет.
Частотные преобразователи Toshiba
Компания СПИК СЗМА как единственный официальный дилер Toshiba в России и СНГ предлагает купить частотные преобразователи серии VF-AS3 для решения задач регулирования скорости электродвигателя. Вы получаете максимально качественную техническую поддержку и гарантию долгой работы преобразователя частоты.
Высоковольтные преобразователи частоты ВПЧ
Выше рассмотрены низковольтные частотные преобразователи. Но также существует множество вариантов высоковольтных преобразователей частоты. Компания СПИК СЗМА является дистрибьютором ПЧ среднего напряжения TMEIC.
- Главная
- Новости
- Профиль компании
- Реализованные проекты
- Контакты
- Аудит систем ПАЗ
- Анализ опасности и работоспособности (HAZOP)
- Информационная безопасность
- Учебный центр
- ПК АРБИТР
- ПК ДЕЛЬТА-СИ
- Сервисный центр Toshiba
- Испытания двигателей, ЧРП и фильтров гармоник
© СПИК СЗМА 1998-2024. Все права защищены.