Второй двигатель как преобразователь

Второй двигатель как преобразователь

12 важных вопросов о выборе преобразователя частоты

В первой части статьи мы рассказали о преимуществах применения преобразователей частоты, а также коснулись особенностей их выбора. Но при приобретении такого сложного оборудования необходимо учесть множество нюансов – о них пойдет речь во второй части.

Об особенностях применения преобразователей частоты для различного оборудования вы можете прочитать в части 3.

Часть 2. Обратите внимание на нюансы

Как правильно подобрать диапазон регулирования частоты и какой способ управления выбрать?

– Использование ПЧ позволяет регулировать скорость электродвигателя от нуля до номинального значения и выше. При этом важно помнить, что преобразователь может обеспечить на выходе напряжение, равное напряжению питающей сети. Образно говоря, если двигателю нужно 690 В, а ПЧ рассчитан на 380 В – это в корне неправильный подбор оборудования.

О способах управления. В Интернете много теоретической информации о том, какой вариант «лучше». На самом деле основывать свой выбор надо не на оценках метода управления, а на области применения преобразователя частоты. В оборудовании, которое работает с кранами, подъемными механизмами, протяжными станками используется векторный способ. В насосах и вентиляторах, то есть в тех механизмах, где скорость практически не меняется, обычно используется скалярный.

Оба этих метода решают одну задачу: регулировки скорости и изменения момента.

Что такое ПИД-регулятор, управляющие входы/выходы, и насколько это важно?

– Пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор (ПИД-регулятор) управляет внешними процессами, анализируя сигналы обратной связи, поступающие на преобразователь частоты. Этот регулятор есть в 95% современных преобразователей частоты.

Самый простой пример его использования: требуется поддерживать постоянное давление в трубе 5 Бар, ПЧ считывает сигналы с датчиков, а ПИД-регулятор за счёт математических алгоритмов обеспечивает необходимый режим работы ПЧ.

Что касается входов и выходов. Сегодня большинство преобразователей частоты имеют в базовой комплектации аналоговые и цифровые входы/выходы, последовательный интерфейс и т.д. Такой набор функций позволяет интегрировать ПЧ в большинство автоматических систем, без ограничений в выборе способов управления преобразователем.

Дискретное (цифровое) управление считается самым простым, данные входы используются для передачи основных команд: пуск или остановка электропривода, регулирование скорости, переключение между режимами работы ПЧ. Такие выходы сообщают о неисправностях, достижениях заданных пределов по частоте и току, дают команды на включение ведомых электроприводов и т.д. На один дискретный вход можно задать необходимую функцию, выбрав из более чем нескольких десятков.

Аналоговое управление решает другие задачи. Например, обеспечивает плавное регулирование. Также данный способ управления позволяет проводить постоянный мониторинг и контролировать состояние необходимых параметров системы. Сигналы поступают на вход ПЧ с соответствующих датчиков.

Управление по последовательному интерфейсу используется для построения сложной автоматизированной системы. Данный способ позволяет управлять сразу несколькими преобразователями частоты, причем они могут находиться далеко друг от друга. Такой способ значительно сокращает число проводов, одновременно увеличивая возможности передачи информации. Наиболее универсальным и, соответственно, популярным и надежным интерфейсом (протоколом) для подключения к ПЧ на сегодняшний день считается Modbus (RS485).

На что еще стоит обратить внимание, выбирая преобразователь частоты?

Артем Мошечков:

– Разумеется, на функциональность, эргономичность оборудования, наличие дополнительных возможностей, понятный интерфейс. Важный для многих вопрос – условия работы и монтажа ПЧ. Например, преобразователи частоты серии CONTROL-А310 и L620 IEK ® требуют достаточного свободного пространства для охлаждения, а ONI-А400 можно монтировать по принципу «стенка к стенке». Но все эти серии отличаются малыми габаритами и неприхотливостью в монтаже.

В некоторых линейках есть возможность использования стандартной витой пары UTP кат. 5e для выносного монтажа идущей в комплекте панели управления, что позволяет максимально упростить и до 10 раз удешевить монтаж панели управления по сравнению с преобразователями, использующими специальные коммутационные шлейфы.

Обращайте внимание на условия эксплуатации: например, если необходимо, чтобы преобразователь частоты безотказно работал при высокой влажности, стоит рассмотреть серию CONTROL-L620 IEK ® – данное оборудование без дополнительного охлаждения можно эксплуатировать при относительной влажности до 95% и температуре от -10 до +40 °C. А специальное покрытие плат, в соответствии с промышленными стандартами, позволяет применять эти преобразователи в тяжелых условиях.

Обязательно поинтересуйтесь, какие силовые ключи используются при сборе ПЧ – одними из самых надежных являются IGBT производства компании Infineon. Они позволяют существенно повысить надёжность и отказоустойчивость оборудования.

Система управления частотным преобразователем должна быть интуитивно понятной, функциональной, вариативной. В передовых моделях, например, таких как серия ONI-M680, источником управляющего сигнала может быть кнопочная панель, промышленная сеть, цифровые входы и импульсный вход. Имеется возможность подключения исполнительных устройств, датчиков, программируемых логических контроллеров. Некоторые входы и выходы способны функционировать в различных режимах.

И, разумеется, важны сертификация, гарантия производителя. Если говорить о тех сериях, на основе которых мы разбирали принципы работы ПЧ, то у линейки CONTROL IEK ® расчетный срок службы составляет 7 лет, гарантия – два года. Все преобразователи, выпускающиеся под этой маркой, имеют сертификаты соответствия ГОСТ. Аналогичные показатели у частотных преобразователей семейства ONI ® .

Из явных преимуществ преобразователя частоты CONTROL-L620 IEK ® можем отметить широкий диапазон функций защиты двигателя и преобразователя частоты, наличие функций автонастройки в различных режимах, развитую и понятную индикацию на приборной панели. Компания уже пополнила складской ассортимент указанной продукцией.

IEK GROUP © 1999-2021 Все права защищены.

  • instagram
  • Facebook
  • Вконтакте
  • YouTube
  • Одноклассники
  • Яндекс Дзен

Функции преобразователей частоты: за что платим?

1 января 2009

Вопрос о необходимости тех или иных функций никуда не уходит с рынка частотных преобразователей, тем более что каждый год появляются новые и новые изделия с дополнительными возможностями. Разобраться всегда не просто, тем более — понять, каким образом набор этих функций сможет удовлетворить потребности того или иного процесса.

Сегодня же в условиях финансовой нестабильности, когда любые вложения должны окупаться как можно быстрее, важно знать рынок и дополнительные возможности оборудования, а также понимать перспективы развития собственного предприятия, для реализации которых это может пригодиться.

Рассмотрим основные функции преобразователей частоты, предлагаемые производителями данной техники, относительно различий в при менениях (насосов, вентиляторов, дымососов, конвейеров и т.п.). Ведь именно применением в большинстве случаев определяют необходимость добавления различных функций грамотные производители, и этим же в дальнейшем руководствуются поставщики при подборе оборудования клиенту.

Для примера возьмем функционал успешно применяемых на российском рынке преобразователей частоты шведского производителя Emotroп, официального партнера Компании АДЛ на территории РФ.

Преобразователи частоты Emotron серий FDU и FVX

Вначале обозначим, что с частью функций оборудование поставляется в стандартном исполнении, т.е. их стоимость уже заложена в цену изделия. С ними нам предстоит разобраться наиболее детально в данной статье. Также к каждому изделию имеется дополнительный набор опций, выбор которых максимально зависит от требований Вашего процесса. Их рассмотрение выходит за рамки данной статьи и всегда подлежит индивидуальному обсуждению.

Читать еще:  Автосигнализация шериф запуск двигателя

Итак,рассмотрим функции преобразователей частоты Emotron в стандартном исполнении.

1. Метод управления: существуют преобразователи со скалярным и векторным управлением,которые,в сущ ности,воплощают в себе две основные задачи,решаемые преобразователями частоты — управление моментом и скоростью вращения двигателя. Все устройства Emotron имеют векторное управление, не требующее установки дополнительных датчиков для полноценного функциони рования: управление по вектору тока и напряжения. Наиболее интересен второй метод, основанный на обратнопропорциональном отношении напряжения к моменту Это позволяет без дополнительных пересчетов получить управление последней характеристикой.

К примеру,серия VFX 2.0 основана на методе DTC (с прямым управлением моментом, без установки дополнительных датчиков) и эффективно используется при средних требованиях к точности поддержания скорости (1:700), т.е. для таких механизмов, как поршневые компрессоры, насосы, подъемные механизмы, конвейеры, дробилки, пилы,миксеры и т.д.

Отметим, что обычный векторный тип управления в состоянии работать в диапазоне не выше 1:100.

2. ПИД-регулятор: используется для управления внешним процессом при помощи сигнала обратной связи. Сигнал задания может поступать через аналоговый вход, с панели управления посредством предустановленного задания или через последовательный интерфейс.

Измеряет отклонение стабилизируемой величины (например, давление, скорость, температуру и т.д.) от заданного значения и генерирует управляющий сигнал.

Это упрощает систему управления и позволяет отказаться от использования внешних регуляторов (контроллеров). Наличие дифференциального аналогового входа позволяет работать преобразователю с двумя одинаковыми датчикамипроцесса (например,для оценки перепада).

Особенно необходим для таких механизмов, как: насосы, станки, транспортеры и другие. Т.е. везде, где требуется точное поддержание контролируемой величины (скорости,потока и пр.).

3. Мониторинг нагрузки (защита двигателя от механической перегрузки недогрузки): позволяет использовать преобразователь частоты в качестве монитора нагрузки для защиты двигателя от механических перегрузок и недогрузок,например,от заклинивания полотна конвейера, шнекового транспортера, обрыва ремня вентилятора, «сухой» работы насоса и т.д.

Основан на простой и изящной идее использования двигателя в качестве датчика, а точнее использования цифровой системы слежения за перегрузкой и недогрузкой механизма.

При появлении неноминальной нагрузки двигателя может остановить двигатель j организовать задержку перед повторным включением или подать аварийный сигнал.

Позволяет избежать дорогостоящей установки дополнительных датчиков (поскольку для последних требуется установка непосредственно в технологический процесс). Например, может контролировать вязкость среды (для таких механизмов, как миксеры, отпадает необходимость в установке датчика вязкости) или получать информацию о необходимости проведения профилактичееких работ (по степени износа обо рудования).

Особенно необходим для насосов, кранов, подъемников, мешалок, винтовых конвейеров, ленточных транспортеров,миксеров, дробилок и т.п.

4. Летящий пуск ( или подхват вращающегося двигател я при пуске): происходит задержка пуска двигателя в зависимости от его типоразмера, условий вращения, инерции меха низма и т.д.

Перезапуск осуществляется при вращающемся двигателе.независимо от направления. При этом не происходит скачков напряжения и токов, исключается износ механи ческой и электрической частей.

Особенно необходим для вытяжных вентиляторов (которые могут иметь прямое или обратное вращение при пуске). в частности, когда важно обеспечить вращение всех вентиляционных механизмов в одну сторону (тун нели,подземные парковки и т.п.).

5. ЕМС-филыр (сокр. от «электромагнитна я совместимость»): используется для уменьшения электромагнитных по мех, т.е. придает способность ПЧ эффективно функционировать с заданным качеством в определенной электромагнитной обстановке, не создавая при этом недопустимых помех другим техническим средствам, чувствительному к электромагнитным помехам оборудованию и питающей электросети. А также обеспечивает защиту самого преобразователя частоты.

Необходим для работы со всеми типами электродвигателей.

6. Исполнение IP: степень защищенности от пыли, влаги и прочих неблагоприятных условий эксплуатации.

Оптимальный вариант для большинства типов применения: IP54 — защита от пыли и влаги (для серий VFX2.0 и FDU 2.0 до 132 кВт является стандартом). Позволяет отказаться от установки оборудования в шкаф и устанавливать преобразователь в непосредственной близости от исполнительного механизма.

Актуально для насосов, кранов, конвейеров, компрессоров, вентиляционных установок и другого оборудования, функционирующего в неблагаприятных условиях.

7. Функции автонастройки: минимизируют время запуска преобразователя частоты в эксплуатацию. Усовершенствованная функция ПИД с автонастройкой сокращает время настройки и гарантирует максимальную эффективность работы. Преобразователи частоты оперативно определяют осо бенности процесса и затем подстраивают параметры к нужному уровню. Результат — экономия энергии и повышение производительности.

8. Векторное торможение: функция векторного торможения делает возможным рассеяние тормозной мощности через двигатель. Таким образом,снижается потребность в тормозной электронике. Очень быстрая реакция внутренней моделидвигателя эффективно снижает количество ненужных отключений при ударных нагрузках или неправильной установке времени разгона.

9. Аналоговые/дискретные входы/выходы: серии VFX 2.0 и FDU 2.0 имеют 4 цифровых входа/2 выхода, 2 аналоговых входа/2 выхода, 2 выходных реле, что удобно для сопряжения преобразователя частоты с системой управления и расширяет возможности в области программирования различных функций и подключения внешних управляющих сигналов. Всегда полезно иметь запасные входы/выходы, в том числе и на перспективу.

10.Виртуальное nодключение логических функций: поддержка виртуальных соединений логических функций,компараторов и таймеров.

Открывает путь к применению большего количества опций за счет дополнительных плат входов/выходов. Различные логические функции можно объединить без использования кабелейиливнешних входов/ выходов. Так, используя таймер, можно очистить насос от грязи, запустив его на полную мощность, а затемвернув в обычныйрежим. Адресат и источник виртуального подключения несложно настроить с панели управления.

11. 4 переключаемых набора параметров: дает пользователю возможность более гибко настроить преобразователь под требуемые задачи. Удобно, когда нужнопоменять режим работы двигателя. Осуществляется путем выбора в меню набора параметров, соответствующего нужному режиму работы. Т.е. один преобразователь в состоянии поддерживать нормальную работу с несколькими электродвигателями разной мощности, функциони рующих на разных типах применений.

12. Увеличение пикового момента двигателя: линейное нарастание тока относительно момента дает оптимальный результат при работе (если используется тип управления DTC).

Прямое управление моментом делает возможным увеличение момента двигателя до 400 % от номинального. Соотношение момент/ток остается линейным выше номинального момента, т. е. 200 %тока даст 200 % момента.

13. Полууправляемый выпрямитель позволяет плавно подавать напряжение в звено постоянного тока, не чувствителенк количеству отключений силового питания. Преобразователь сам может выключать контактор, снимая напряжение и обеспечивая дополнительную экономию электроэнергии.

14. Регулятор скорости вращения внутреннего вентилятора: регулировка скорости вращения внутреннего охлаждающего вентилятора позволяет уменьшить общее энергопотребление преобразователя частоты.

15.Интерфейсы обратной связи: с их помощью преобразователи частоты легко встраиваются в современные системы автоматизации. Чем более разнообразный набор стандартных интерфейсов и протоколов, с помощью которых осуществляется непосредственное взаимодействие, тем шире возможности встройки в любую промышленную систему.

16.Русифицированное меню: все изделия Emotron имеют русифицированное меню, чтодает пользователям возможность быстрее разобраться совсеми настройками и параметрами, а также лучше воспринимать показания текущих параметров на дисплее.

Таким образом, в заключение хотелось бы отметить, что широкая базовая комплектация преобразователей частоты Emotron позволяет в дальнейшем экономить на покупке дополнительного оборудования как в момент установки и пуска оборудования, так и при эксплуатации. А понимание требований процесса позволит Вам правильно настраивать и применять функции,заложенные в устройство производителем.

Читать еще:  Двигатель mtu технические характеристики

Преобразователь частоты INVT CHV160A-7R5-4

Подробное описание

Преобразователи частоты CHV 160A – насосно-вентиляторная нагрузка.

Данная серия непосредственно разработана для оптимального использования преобразователей в системах водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования. Аналог преобразователей Веспер, DELTA, Овен, ABB и т.д.

Серия CHV160А обладает специализированным алгоритмом упреждающего регулирования. Преимущества данного алгоритма в том, что частотный преобразователь автоматически подстраивает скорость откачки или подпитки и в рамках программы дает команду на подключение дополнительных насосов в соответствии с давлением в трубопроводах, для поддержания установленного давления на требуемом уровне.

Серия CHV160А обладает крайне полезной функцией “Спящий режим”. В данном режиме основной насос как бы спит, и поддержание необходимого давления в системе берет на себя дополнительный насос меньшей мощности. При достижении заранее определенных параметров система автоматически выходит из ”спящего режима ” и подключает к сети основной насос, параллельно останавливая дополнительный. Данный режим обладает рядом экономических преимуществ:

  • увеличение ресурса работы основного насоса (стоимость данного насоса несоизмерима больше, чем стоимость дополнительного насоса);
  • экономия электроэнергии за счет работы насоса с меньшей номинальной мощностью;
  • повышается надежность и долговечность системы в целом.

При использовании дополнительной платы расширения CHV160-WS есть возможность реализовать разнообразные режимы водоснабжения, в частности регулировка скорости частотным преобразователем одного насоса и дополнительное подключение в соответствии с заданным алгоритмом до 8-ми неуправляемых насосов, питаемых от сети. Рис.1

Второй крайний вариант — это подключение до четырех насосов с регулируемой (управляемой) частотой вращения от частотного преобразователя и с возможностью дополнительного подключения до двух неуправляемых насосов, питаемых от сети и включаемых по алгоритму, заданному частотному преобразователю для насосов обслуживающим персоналом или наладчиками. Рис.2

Также стоить учесть, что при подключении группы насосов есть возможность настройки номинальных токов до 7 двигателей, что позволяет не только подключать насосы разных мощностей, но и защитить их от перегрузок, сверхтоков и обеспечить другие защиты, необходимые для продолжительной работы насосов.

ПИД-регулятор оптимизирован для систем водоснабжения с возможностью выбора двух наборов параметров (работа на водопроводную сеть с постоянным давлением или на наполнение емкости по заданному алгоритму). Возможность создавать гибкую логику для подключения и отключения нескольких насосов. Включение насосов по таймеру. Восемь временных диапазонов подачи воды и до 16 уставок давления. Встроенная поддержка стандартного протокола Modbus.

CHV160А прекрасно зарекомендовали себя в ящиках управления асинхронными трехфазными электродвигателями (Я5000 (РУСМ5000), Я6000 (РУСМ6000), Я7000 (РУСМ7000), Я8000 (РУСМ8000)), шкафах управления ШУ, шкафах управления насосными станциями ШУНС 0,4кВ и канализационно-насосных станциях КНС.

  • источник частоты — дискретный вход, аналоговый вход, вход ПИД;
  • управление группой насосов;
  • таймер;
  • спящий режим;
  • ПИД-управление для водоснабжения;
  • трассировка скорости;
  • перезапуск двигателя после потери напряжения;
  • автоматическая регулировка напряжения;
  • программируемые дискретные входы / выходы;
  • торможение постоянным током во время пуска и остановки;
  • до 26 защит.
  • насосные станции;
  • вентиляция и центральная система кондиционирования;
  • объекты ЖКХ;
  • водоснабжение;
  • системы пожаротушения;
  • охлаждение воды в замкнутом контуре;
  • котельные;
  • перекачка сточных вод;
  • водяные и магистральные нефтяные насосы.

Код обозначения при заказе:

, где
1 — название серии;
2 — цифровой код, обозначающий мощность. R – десятичная запятая. Пример: 5R5 – 5,5кВт;
3 — 4 — входное напряжение 3AC 380V -15%

Частотно-регулируемый привод

Частотно-регулируемый привод (частотно-управляемый привод, ЧУП, Variable Frequency Drive, VFD) — система управления частотой вращения ротора асинхронного (или синхронного) электродвигателя. Состоит из собственно электродвигателя и частотного преобразователя.

Частотный преобразователь (преобразователь частоты) — это устройство, состоящее из выпрямителя (моста постоянного тока), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора (преобразователя) (чаще с ШИМ), преобразующего постоянный ток в переменный требуемых частоты, амплитуды и формы. Выходные тиристоры (GTO) или транзисторы IGBT или MOSFET обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Для исключения перегрузки преобразователя при большой длине фидера между преобразователем и фидером ставят дроссели, а для уменьшения электромагнитных помех — EMC-фильтр.

При скалярном управлении формируются гармонические токи фаз двигателя. Векторное управление — метод управления синхронными и асинхронными двигателями, не только формирующий гармонические токи (напряжения) фаз, но и обеспечивающий управление магнитным потоком ротора (моментом на валу двигателя).

Содержание

  • 1 Принципы построения частотного преобразователя
    • 1.1 С непосредственной связью
    • 1.2 С явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока
  • 2 Применение ЧРП
    • 2.1 Преимущества применения ЧРП
    • 2.2 Недостатки применения ЧРП
    • 2.3 Применение преобразователей частоты на насосных станциях
    • 2.4 Система позиционирования с помощью ЧРП
  • 3 Потери энергии при торможении двигателя
  • 4 Литература

Принципы построения частотного преобразователя [ править | править код ]

С непосредственной связью [ править | править код ]

В преобразователях с непосредственной связью частотный преобразователь представляет собой управляемый выпрямитель. Система управления поочерёдно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети. Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. Частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие — малый диапазон управления частотой вращения двигателя (не более 1 : 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.

Использование незапираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя. «Резаная» синусоида на выходе преобразователя с непосредственной связью является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению КПД системы в целом.

С явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока [ править | править код ]

Наиболее широкое применение в современных частотно-регулируемых приводах находят преобразователи с явно выраженным звеном постоянного тока. В преобразователях этого класса используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение выпрямляется в выпрямителе, фильтруется фильтром, а затем вновь преобразуется инвертором в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды. Двойное преобразование энергии приводит к снижению КПД и к некоторому ухудшению массогабаритных показателей по отношению к преобразователям с непосредственной связью.

Применение ЧРП [ править | править код ]

ЧРП применяются в:

  • судовом электроприводе большой мощности
  • прокатных станах (синхронная работа клетей)
  • высокооборотном приводе вакуумных турбомолекулярных насосов (до 100 000 об/мин.)
  • конвейерных системах
  • резательных автоматах
  • станках с ЧПУ — синхронизация движения сразу нескольких осей (до 32 — например в полиграфическом или упаковывающем оборудовании) (сервоприводы)
  • автоматически открывающихся дверях
  • мешалках, насосах, вентиляторах, компрессорах
  • стиральных машинах
  • бытовых инверторных сплит-системах
  • на электротранспорте: электровозах, электропоездах, трамваях и троллейбусах
    • В транспортном моделизме подвидом ЧРП является электронный регулятор хода
  • в текстильной промышленности (для поддержания постоянной скорости и натяжения ткани между различными узлами машины)
  • в системах позиционирования
  • в системах пневмопочты (для плавного старта и торможения капсулы, например, с пробами крови в медицинских учреждениях)
Читать еще:  Ford fusion тюнинг двигателя

Наибольший экономический эффект даёт применение ЧРП в системах вентиляции, кондиционирования и водоснабжения, где применение ЧРП стало фактически стандартом. [ источник не указан 3553 дня ]

Преимущества применения ЧРП [ править | править код ]

  • Высокая точность регулирования
  • Широкий диапазон регулирования асинхронного двигателя
  • Экономия электроэнергии в случае переменной нагрузки (то есть работы эл. двигателя с неполной нагрузкой)
  • Равный максимальному пусковой момент
  • Возможность удалённой диагностики привода по промышленной сети
  • Распознавание выпадения фазы для входной и выходной цепей
  • Учёт моточасов
  • Повышенный ресурс оборудования
  • Уменьшение гидравлического сопротивления трубопровода из-за отсутствия регулирующего клапана
  • Плавный пуск двигателя, что значительно уменьшает его износ
  • ЧРП как правило содержит в себе ПИД-регулятор и может подключаться напрямую к датчику регулируемой величины (например, давления).
  • Управляемое торможение и автоматический перезапуск при пропадании сетевого напряжения
  • Подхват вращающегося электродвигателя
  • Стабилизация скорости вращения при изменении нагрузки
  • Значительное снижение акустического шума электродвигателя, (при использовании функции «Мягкая ШИМ»)
  • Дополнительная экономия электроэнергии от оптимизации возбуждения эл. двигателя
  • Позволяют заменить собой автоматический выключатель

Недостатки применения ЧРП [ править | править код ]

  • Большинство моделей ЧРП являются источником помех
  • Сравнительно высокая стоимость для ЧРП большой мощности (окупаемость минимум 1-2 года)
  • Старение конденсаторов главной цепи

Применение преобразователей частоты на насосных станциях [ править | править код ]

Классический метод управления подачей насосных установок предполагает дросселирование напорных линий и регулирование количества работающих агрегатов по какому-либо техническому параметру (например, давлению в трубопроводе). Насосные агрегаты в этом случае выбираются исходя из неких расчётных характеристик (как правило, с запасом по производительности) и постоянно функционируют с постоянной частотой вращения, без учёта изменяющихся расходов, вызванных переменным водопотреблением. При минимальном расходе насосы продолжают работу с постоянной частотой вращения. Так, к примеру, происходит в ночное время суток, когда потребление воды резко падает. Основной экономический эффект применения частотно-регулируемых приводов достигается не за счет экономии электроэнергии, а благодаря существенному уменьшению расходов на ремонт водопроводных сетей. [ источник не указан 3553 дня ]

Появление регулируемого электропривода позволило поддерживать постоянное давление непосредственно у потребителя. Широкое применение в мировой практике получил частотно регулируемый электропривод с асинхронным электродвигателем общепромышленного назначения. В результате адаптации общепромышленных асинхронных двигателей к их условиям эксплуатации в управляемых электроприводах создаются специальные регулируемые асинхронные двигатели с более высокими энергетическими и массогабаритностоимостными показателями по сравнению с неадаптированными. Частотное регулирование скорости вращения вала асинхронного двигателя осуществляется с помощью электронного устройства, которое принято называть частотным преобразователем. Вышеуказанный эффект достигается путём изменения частоты и амплитуды трёхфазного напряжения, поступающего на электродвигатель. Таким образом, меняя параметры питающего напряжения (частотное управление), можно делать скорость вращения двигателя как ниже, так и выше номинальной. Во второй зоне (частота выше номинальной) максимальный момент на валу обратно пропорционален скорости вращения.

Метод преобразования частоты основывается на следующем принципе. Как правило, частота промышленной сети составляет 50 Гц. Для примера возьмём насос с двухполюсным электродвигателем. С учётом скольжения скорость вращения двигателя составляет около 2800 (зависит от мощности) оборотов в минуту и даёт на выходе насосного агрегата номинальный напор и производительность (так как это его номинальные параметры, согласно паспорту). Если с помощью частотного преобразователя понизить частоту и амплитуду подаваемого на него переменного напряжения, то соответственно понизятся скорость вращения двигателя, и, следовательно, изменится производительность насосного агрегата. Информация о давлении в сети поступает в блок частотного преобразователя от специального датчика давления, установленного у потребителя, на основании этих данных преобразователь соответствующим образом меняет частоту, подаваемую на двигатель.

Современный преобразователь частоты имеет компактное исполнение, пыле- и влагозащищённый корпус, удобный интерфейс, что позволяет применять его в самых сложных условиях и проблемных средах. Диапазон мощности весьма широк и составляет от 0,18 до 630 кВт и более при стандартном питании 220/380 В и 50-60 Гц. Практика показывает, что применение частотных преобразователей на насосных станциях позволяет:

  • экономить электроэнергию (при существенных изменениях расхода), регулируя мощность электропривода в зависимости от реального водопотребления (эффект экономии 20 %);
  • снизить расход воды, за счёт сокращения утечек при превышении давления в магистрали, когда расход водопотребления в действительности мал (в среднем на 5 %);
  • уменьшить расходы (основной экономический эффект) на аварийные ремонты оборудования (всей инфраструктуры подачи воды за счет резкого уменьшения числа аварийных ситуаций, вызванных в частности гидравлическим ударом, который нередко случается в случае использования нерегулируемого электропривода (доказано, что ресурс службы оборудования повышается минимум в 1,5 раза);
  • достичь определённой экономии тепла в системах горячего водоснабжения за счёт снижения потерь воды, несущей тепло;
  • увеличить напор выше обычного в случае необходимости;
  • комплексно автоматизировать систему водоснабжения, тем самым снижая фонд заработной платы обслуживающего и дежурного персонала, и исключить влияние «человеческого фактора» на работу системы, что тоже немаловажно.

По имеющимся данным срок окупаемости проекта по внедрению преобразователей частоты составляет от 3 месяцев до 2 лет.

Система позиционирования с помощью ЧРП [ править | править код ]

С помощью современных ЧРП можно осуществлять контроль положения таких механизмов как высокоточные обрабатывающие станки, сборочные столы, конвейерные системы, поворотные столы, складском оборудовании. Таким образом, становятся не нужны шаговые двигатели и дорогие сервоприводы с дополнительным контролером. Весь функционал позиционирования конфигурируется в настройках ЧРП. Самые основные возможности позиционирования это: переход по заданным позициям, поворот на заданный угол, остановка в заданном положении и блокировка вращения. При этом в отличие от маломощных шаговых двигателей и сервоприводов появляется возможность позиционирования действительно крупными механизмами с двигателями большой мощности до 315 кВт.

Потери энергии при торможении двигателя [ править | править код ]

Во многих установках на регулируемый электропривод возлагаются задачи не только плавного регулирования момента и скорости вращения электродвигателя, но и задачи замедления и торможения элементов установки. Классическим решением такой задачи является система привода с асинхронным двигателем с преобразователем частоты, оснащённым тормозным переключателем с тормозным резистором.

При этом в режиме замедления/торможения электродвигатель работает как генератор, преобразуя механическую энергию в электрическую, которая в итоге рассеивается на тормозном резисторе. Типичными установками, в которых циклы разгона чередуются с циклами замедления являются тяговый привод электротранспорта, подъёмники, лифты, центрифуги, намоточные машины и т. п. Функция электрического торможения вначале появилась на приводе постоянного тока (например, троллейбус). В конце XX века появились преобразователи частоты со встроенным рекуператором, которые позволяют возвращать энергию, полученную от двигателя, работающего в режиме торможения, обратно в сеть. В этом случае, установка начинает «приносить деньги» фактически сразу после ввода в эксплуатацию.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector