Короткий опис призначення, принципу роботи та критеріїв вибору частотного перетворювача, як пристрої керування асинхронним електродвигуном.
Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором є сьогодні наймасовішим і надійним пристроєм для приводу різних машин і механізмів. Але у кожної медалі є й зворотний бік.
Два основних недоліки асинхронного двигуна - це неможливість простий регулювання швидкості обертання ротора , Дуже великий пусковий струм - в п'ять, сім разів перевищує номінальний. Якщо використовувати тільки механічні пристрої регулювання, то зазначені недоліки призводять до великих енергетичних втрат і до ударних механічних навантажень. Це вкрай негативно позначається на терміні служби устаткування.
Частотний перетворювач
В результаті дослідницьких робіт в цьому напрямку народився новий клас приладів, що дозволив вирішити ці проблеми не механічним, а електронним способом.
Частотний перетворювач з широтно-імпульсним управлінням (ПП з ШІМ) знижує пускові струми в 4-5 разів. Він забезпечує плавний пуск асинхронного двигуна і здійснює управління приводом по заданій формулі співвідношення напруга / частота.
Частотний перетворювач дає економію по споживанню енергії до 50%. З'являється можливість включення зворотних зв'язків між суміжними приводами, тобто самонастроювання обладнання під поставлену задачу і зміна умов роботи всієї системи.
Принцип роботи частотного перетворювача
Частотний перетворювач з ШІМ являє собою інвертор з подвійним перетворенням напруги. Спочатку мережеве напруга 220 або 380 В випрямляється вхідним доданими мостом, потім згладжується і фільтрується за допомогою конденсаторів.
Це перший етап перетворення. На другому етапі з постійної напруги, за допомогою мікросхем управління і вихідних мостових IGBT ключів , Формується ШІМ послідовність певної частоти і шпаруватості. На виході частотного перетворювача видаються пачки прямокутних імпульсів, але за рахунок індуктивності обмоток статора асинхронного двигуна, вони інтегруються і перетворюються нарешті в напругу близьке до синусоїді.
Критерії вибору частотних перетворювачів
Вибір за функціями Кожен виробник намагається забезпечити собі конкурентну перевагу на ринку. Перше правило для забезпечення максимуму продажів - це низька ціна. Тому виробник прагнути включити в свій виріб тільки необхідні функції. А решта пропонує в якості опції. Перш ніж купити частотний перетворювач, визначитеся, які функції вам потрібні. Варто вибирати той прилад, який має більшість необхідних функцій в базовому варіанті.
За способом управління
Відразу відкидайте ті перетворювачі, які не підходять по потужності, типу виконання, перевантажувальної здатності і т.д. За типом управління, потрібно визначитися, що вибрати, скалярний або векторне управління.
Більшість сучасних частотних перетворювачів реалізують векторне управління, але такі частотні перетворювачі дорожче, ніж частотні перетворювачі зі скалярним керуванням.
Векторне управління дає можливість більш точного управління, знижуючи статичну помилку. Скалярний режим тільки підтримує постійне співвідношення між вихідним напруга і вихідний частотою, але наприклад, для вентиляторів це цілком достатньо.
за потужністю
Якщо потужності обладнання приблизно однакові, то вибирайте перетворювачі однієї фірми з потужністю по потужності максимального навантаження. Так ви забезпечите взаємозамінність і спростите обслуговування обладнання. Бажано, щоб сервіс центр обраного частотного перетворювача був у вашому місті.
За мережевої напруги
Завжди вибирайте перетворювач з максимально широким діапазоном напруг як вниз, так і вгору. Справа в тому, що для вітчизняних мереж саме слово стандарт може викликати тільки сміх крізь сльози. Якщо знижена напруга призведе, швидше за все, до відключення частотного перетворювача, то підвищений може викликати вибух мережевих електролітичних конденсаторів і входу приладу з ладу.
За діапазоном регулювання частоти
Верхньої межа регулювання частоти важливий при використанні двигунів з високими номінальними робочими частотами, наприклад для шліфувальних машин (1000 Гц і більше). Переконайтеся, що діапазон частот відповідає вашим потребам. Нижня межа визначає діапазон регулювання швидкості приводу. Стандарт - це 1:10. Якщо вам потрібен більш широкий діапазон, то вибирайте тільки векторне управління, запросите параметри приводу у виробника. Навіть заявлений межа від 0 Гц, не гарантує стійку роботу приводу.
За кількістю входів управління
Дискретні входи потрібні для введення команд управління (пуск, стоп, реверс, гальмування і т.д.). Аналогові входи необхідні для введення сигналів зворотного зв'язку (регулювання і настройки приводу в процесі роботи). Цифрові входи потрібні для введення високочастотних сигналів від цифрових датчиків швидкості і положення (енкодерів). Кількість входів багато не буває, але чим більше входів, тим складніше систему можна побудувати, і тим вона дорожча.
За кількістю вихідних сигналів
Дискретні виходи використовуються для виходу сигналів про різні події (аварія, перегрів, вхідна напруга вище або нижче рівня, сигнал помилки і т.д.). Аналогові виходи використовуються для побудови складних систем із зворотними зв'язками. Рекомендації по вибору аналогічні попередньому пункту.
По шині управління
Устаткування, за допомогою якого ви будете керувати частотним перетворювачем повинно мати ту ж шину і кількість входів виходів що і обраний вами частотний перетворювач. Передбачте деякий запас по входах і виходах для подальшої модернізації.
За тривалістю гарантії
Термін гарантії побічно дозволяє оцінити надійність частотного перетворювача. Природно, потрібно вибирати частотний перетворювач з великим терміном. Деякі виробники обумовлюють особливо випадки поломок, які не є гарантійними. Завжди ретельно читайте документацію і подивіться в інтернеті відгуки про моделі і виробників устаткування. Це допоможе правильному вибору. Не шкодуйте грошей на якісний сервіс і навчання персоналу.
Частотний перетворювач на стенді
За перевантажним здібностям
У першому наближенні, потужність частотного перетворювача потрібно вибирати на 10-15% більше потужності двигуна. Струм перетворювача повинен бути більше номінального струму двигуна і трохи більше струму можливих перевантажень.
В описі на конкретний механізм зазвичай вказують струми перевантажень і тривалість їх протікання. Читайте документацію! Це вас розважить, і можливо, убезпечить від поломок обладнання в майбутньому. Якщо для приводу характерні ще й ударні (пікові) навантаження (навантаження на протязі 2-3 сек), то необхідно вибрати перетворювач по піковому струму. Знову візьміть запас 10%.
Школа для електрика
Електронні пристрої та , Корисна інформація
Питання про необхідність тих чи інших функцій нікуди не йде з ринку частотних перетворювачів, тим більше що щороку з'являються нові і нові вироби з додатковими можливостями ... Розібратися завжди не просто, тим більше - зрозуміти, яким чином набір цих функцій зможе задовольнити потреби того чи іншого процесу.
Сьогодні ж в умовах фінансової нестабільності, коли будь-які вкладення повинні окупатися якомога швидше, важливо знати ринок і додаткові можливості обладнання, а також розуміти перспективи розвитку власного підприємства, для реалізації яких це може стати в нагоді.
Розглянемо основні функції перетворювачів частоти, пропоновані виробниками цієї техніки, щодо відмінностей в застосуваннях (насосів, вентиляторів, димососів, конвеєрів і т.п.). Адже саме застосуванням в більшості випадків визначають необхідність додавання різних функцій грамотні виробники, і цим же надалі керуються постачальники при підборі обладнання клієнту.
Спочатку позначимо відмінності між вбудованими та додатковими функціями.
- відомо, що з частиною функцій обладнання поставляється в стандартному виконанні. І їх вартість вже закладена в ціну виробу. З ними нам належить розібратися найбільш детально в даній статті: адже, врешті-решт, саме їх набір часто і визначає вибір виробника.
- далі, коли Ви вже в тій чи іншій мірі визначилися з виробником, Вам обов'язково запропонують додаткові опції та пристрої. І тут все буде максимально залежати від вимог Вашого процесу. Їх розгляд виходить за рамки цієї статті і завжди підлягає індивідуальному обговоренню.
Отже, розглянемо функції перетворювачів частоти в стандартному виконанні, адже незважаючи на різноманіття пропонованих сьогодні рішень, можна виділити кілька більш-менш типових варіантів реалізації функціональної частини.
1. Метод управління: існують перетворювачі зі скалярним і векторним керуванням, які, по суті, втілюють в собі дві основні завдання, які вирішуються перетворювачами частоти - управління моментом і швидкістю обертання двигуна.
Скалярний управління найбільш поширене і максимально задовольняє вимогам таких механізмів, як насоси, вентилятори, компресори, а також таких, для яких важливо підтримувати швидкість обертання або будь-якої технологічний параметр. Метод досить простий, але має невеликий діапазон регулювання швидкості і вимагає установки додаткових датчиків для реалізації управління по швидкості і моменту.
Різноманітність векторних варіантів управління вражає, але може бути умовно поділено на дві великі підгрупи: управління по вектору струму (досить простий метод, властивий абсолютній більшості перетворювачів) і управління по вектору напруги. Відносно другого методу: як відомо, напруга пропорційно моменту, що дозволяє без додаткових перерахунків отримати управління останньої характеристикою. Всі інші методи, за великим рахунком, є їх доповненням, кожен виробник вдосконалює на власний розсуд розрахунки і вимірювання таких показників, як індуктивність, намагніченість, вектор електромагнітного поля і т.д.
Наприклад, метод DTC (з прямим управлінням моментом, без установки додаткових датчиків) ефективно використовується при відносно невисоких вимогах до точності підтримки швидкості (1: 700), тобто для таких механізмів, як поршневі компресори, насоси, підйомні механізми, конвеєри, дробарки, пили, міксери і т.д.
Відзначимо, що звичайний векторний тип управління в змозі працювати в діапазоні не вище 1: 100. При високих вимогах до регулювання швидкості (більше 1: 1000) використовуються спеціальні приводи.
2. ПІД-регулятор: використовується для управління зовнішнім процесом за допомогою сигналу зворотного зв'язку. Сигнал завдання може надходити через аналоговий вхід, з панелі управління за допомогою заздалегідь визначеного завдання або через послідовний інтерфейс.
Вимірює відхилення стабилизируемой величини (наприклад, тиск, швидкість, температура і т.д.) від заданого значення (так званої уставки) і генерує керуючий сигнал.
Наявність даного регулятора всередині перетворювача дозволяє спростити систему управління і відмовитися від використання зовнішніх регуляторів (контролерів). Наявність диференціального аналогового входу дозволяє працювати перетворювача з двома однаковими датчиками процесу (наприклад, для оцінки перепаду).
Особливо необхідний для таких механізмів, як: насоси, верстати, транспортери і інші. Тобто всюди, де потрібне точне підтримання контрольованої величини (швидкості, потоку та ін.).
3. Моніторинг навантаження (захист двигуна від механічної перевантаження / недовантаження): дозволяє використовувати перетворювач частоти в якості монітора навантаження для захисту двигуна від механічних перевантажень і недогрузок, наприклад, від заклинювання полотна конвеєра, шнекового транспортера, обриву ременя вентилятора, «сухий» роботи насоса і т.д.
Заснований на простий і витонченої ідеї використання двигуна в якості датчика, а точніше використання цифрової системи спостереження за перевантаженням і недовантаженням механізму.
При появі неномінальних навантаження двигуна може зупинити двигун / організувати затримку перед повторним включенням або подати аварійний сигнал.
Дозволяє уникнути дорогої установки додаткових датчиків (оскільки для останніх потрібна установка безпосередньо в технологічний процес). Наприклад, може контролювати в'язкість середовища (для таких механізмів, як міксери, відпадає необхідність в установці датчика в'язкості) або отримувати інформацію про необхідність проведення профілактичних робіт (за ступенем зносу обладнання).
Особливо необхідний для насосів, кранів, підйомників, мішалок, гвинтових конвеєрів, стрічкових транспортерів, міксерів, дробарок тощо
4. Летючий пуск (або підхоплення обертового двигуна при пуску): відбувається затримка пуску двигуна в залежності від його типорозміру, умов обертання, інерції механізму і т.д.
Перезапуск здійснюється при обертовому двигуні, незалежно від напрямку. При цьому не відбувається стрибків напруги і струмів, виключається знос механічної та електричної частин.
Особливо необхідний для витяжних вентиляторів (які можуть мати пряме або зворотне обертання при пуску), зокрема, коли важливо забезпечити обертання всіх вентиляційних механізмів в одну сторону (тунелі, підземні парковки і т.п.)
5. EMC-фільтр (скор. Від «електромагнітна сумісність»): використовується для зменшення електромагнітних перешкод, тобто надає здатність ПЧ ефективно функціонувати із заданою якістю в певній електромагнітної обстановці, не створюючи при цьому неприпустимих електромагнітних завад іншим технічним засобам, чутливого до електромагнітних завад обладнання та електромережі. А також забезпечує захист самого перетворювача частоти.
Необхідний для роботи з усіма типами електродвигунів.
6. Виконання IP: ступінь захищеності від пилу, вологи та інших несприятливих умов експлуатації.
Оптимальний варіант для більшості типів застосування: IP54 - захист від пилу і вологи. Дозволяє відмовитися від установки устаткування в шафу і встановлювати перетворювач в безпосередній близькості від виконавчого механізму.
Залежно від стандартного типу виконання, за великим рахунком, визначається сфера застосування пристрою і вирішується питання з установкою.
Актуально для насосів, кранів, конвеєрів, компресорів, вентиляційних установок та іншого обладнання, яке функціонує в несприятливих умовах.
7. Функції автонастройки: мінімізують час запуску перетворювача частоти в експлуатацію. Удосконалена функція ПІД з автонастроюванням скорочує час настройки і гарантує максимальну ефективність роботи. Перетворювачі частоти оперативно визначають особливості процесу і потім підлаштовують параметри до потрібного рівня. Результат - економія енергії і підвищення продуктивності.
8. Векторное гальмування: функція векторного гальмування робить можливим розсіювання гальмівної потужності через двигун. Таким чином, знижується потреба в гальмівній електроніці. Дуже швидка реакція внутрішньої моделі двигуна ефективно знижує кількість непотрібних відключень при ударних навантаженнях або неправильного встановлення часу розгону.
9. Кількість аналогових / дискретних входів / виходів: для сполучення перетворювача частоти з системою управління потрібні сигнальні входи / виходи. Чим більше сигнальних входів / виходів, тим більше можливостей у області програмування різних функцій і підключення зовнішніх керуючих сигналів. Завжди корисно мати запасні входи / виходи, в тому числі і на перспективу.
10. Віртуальне підключення логічних функцій: підтримка віртуальних з'єднань логічних функцій, компараторів і таймерів.
Відкриває шлях до застосування більшої кількості опцій за рахунок додаткових плат входів / виходів. Різні логічні функції можна об'єднати без використання кабелів або зовнішніх входів / виходів. Так, використовуючи таймер, можна очистити насос від бруду, запустивши його на повну потужність, а потім повернувши в звичайний режим. Адресат і джерело віртуального підключення нескладно налаштувати з панелі управління.
11. Стилі: більшу Кількість параметрів дает корістувачеві можлівість більш гнучкий налаштуваті перетворювач під необхідні завдання. Зручне, коли нужно поміняти режим роботи двигуна. Здійснюється Шляхом Вибори в меню набору параметрів, відповідного потрібного режиму роботи. Тобто один перетворювач в змозі підтримувати нормальну роботу з групою електродвигунів різної потужності, що функціонують на різних типах застосувань.
12. Збільшення пікового моменту двигуна: лінійне зростання струму щодо моменту дає оптимальний результат при роботі (якщо використовується тип управління DTC).
Пряме управління моментом робить можливим збільшення моменту двигуна до 400% від номінального. Співвідношення момент / ток залишається лінійним вище номінального моменту, т. Е. 200% струму дасть 200% моменту.
13. напівкерованих випрямляч дозволяє плавно подавати напругу в ланку постійного струму, не чутливий до кількості відключень силового харчування. Перетворювач сам може вимикати контактор, знімаючи напругу і забезпечуючи додаткову економію електроенергії.
14. Регулятор швидкості обертання внутрішнього вентилятора: регулювання швидкості обертання внутрішнього охолоджуючого вентилятора дозволяє зменшити загальне енергоспоживання перетворювача частоти.
15. Інтерфейси зворотного зв'язку: з їх допомогою перетворювачі частоти легко вбудовуються в сучасні системи автоматизації. Чим різноманітніший набір стандартних інтерфейсів і протоколів, за допомогою яких здійснюється безпосередня взаємодія, тим ширше можливості вмонтування в будь-яку промислову систему.
16. Русифіковане меню: не секрет, що багато європейських виробників пропонують в кращому випадку уніфіковане англомовне меню. Але така додаткова доробка, як русифікація, дає користувачам можливість швидше розібратися з усіма параметрами і параметрами, а також краще сприймати свідчення поточних параметрів на дисплеї.
Таким чином, на закінчення хотілося б відзначити, що широка базова комплектація дозволяє в подальшому економити на покупці додаткового обладнання як в момент установки і пуску обладнання, так і при експлуатації. А розуміння вимог процесу дозволяє правильно налаштовувати і застосовувати функції, закладені в пристрій виробником.
Матеріал надано прес-службою Компанії АДЛ - www.adl.
перетворювачі частоти принцип роботи, перетворювачі частоти вікіпедія, перетворювачі частоти mitsubishi, перетворювачі частоти danfoss, перетворювачі частоти Веспер, перетворювачі частоти lenze, перетворювачі напруги, перетворювачі частоти ціни, схема частотний перетворювач, частотний перетворювач схема, частотний привід, привід частотний, частотний регулятор, частотний перетворювач ціна, ЧРП, перетворення частоти, перетворювач напруга частота, перетворювач частота напруга, частотні перетворювал їли ціна, частотні приводу, перетворювач частоти ціна, частотні приводи, перетворювач 220 в 380 тиристорний, перетворювач частоти безпосередній, перетворювач частоти, частотний перетворювач danfoss, тиристорні перетворювачі частоти, схеми перетворювачів частоти, перетворювачі частоти ціна, частотні перетворювачі danfos
Статті близькі по темі: