Функции частотного преобразователя

Содержание

• Режимы управления в частотных преобразователях
• Частотный преобразователь: функции защиты
• Вспомогательные сервисные функции частотных преобразователей

Учет всех функций, характерных для современных преобразователей частоты, позволяет выбрать устройство, которое будет на 100% соответствовать системе управления, ведущими звеньями которой они являются, окажется не слишком дорогим, способным исключить характерные для определенной системы поломки и неисправности.

Эксплуатация частотного преобразователя возможна, в двух базовых режимах:

• Поддержание частоты тока на выходе на определенном уровне.
• Стабилизация одного из внешних показателей.

В первом случае частота сохраняет стабильность посредством команд, подаваемых с основного пульта, аналогового входа устройства-контроллера либо же дискретных входов. Частотный преобразователь постоянно фиксирует сигнал, отслеживает его частоту, и на ее основе корректирует собственную работу за счет встроенного микропроцессора.

Для того, чтобы на необходимом уровне поддерживать один из внешних показателей, преобразователи частоты используют ПИД-регуляторы и датчики. Задача ПИД-регулятора в данном случае сводится к подготовке сигнала управления. На основе сигнала устройство корректирует число оборотов подключенного электромотора, за счет чего и стабилизируется заданный параметр, будь то давление в водопроводе, при обслуживании насоса, скорость потока воздуха в канале, если подключен вентилятор.

Режимы управления в частотных преобразователях

В процессе эксплуатации преобразователей частоты можно пользоваться одним из следующих режимов:

• Ручной. Все характеристики находятся под контролем оператора, подающего команды вручную, с пульта. Именно оператор принимает решение относительно запуска, остановки асинхронного электромотора. Несмотря на это, на преобразователях сохраняется определенный уровень автоматизации, при обнаружении серьезных отклонений от нормативных рабочих характеристик, вероятности развития аварии, подается соответствующее уведомление, команда на экстренную остановку.
• По событиям. Частотный преобразователь для работы в указанном режиме необходимо предварительно запрограммировать на выполнение конкретных действий в соответствии с временем. В определенный час или день преобразователь частоты остановит, запустит электромотор, изменит его производительность. Такой режим позволяет сделать частотный преобразователь на 100% автономным.
• По “сухим контактам”. Каждый регулятор частоты укомплектован дискретными портами для подключения устройств управления с гальванической развязкой. Именно они определяются как “сухие контакты”. Функциональные возможности данных контактов могут быть как четко определены, например, касаться разгона или остановки, либо допускать изменения со стороны оператора, чтобы преобразователь частоты на 100% соответствовал конкретной системе управления.
• Внешний. Регулятор частоты работает в комбинации с внешним управляющим модулем. Для соединения преобразователя с модулем используются промышленные COM-протоколы, в основном, RS-232 или RS-485. Функционал модуля управления осуществляет, как правило, ПК с соответствующим приложением.

Частотный преобразователь: функции защиты

Функции защиты, которые выполняет преобразователь частоты, можно условно разделить на базовые и вспомогательные. К категории первых относятся вполне стандартные возможности преобразователя: защита от КЗ, скачков сетевого напряжения. Наборы дополнительных функций зависят от конкретной модели частотных регуляторов. Наиболее полезные из них можно представить следующим списком:

• Защита от перегрева. Температурные показатели, представляющие опасность для электромотора, как правило, связаны с подачей на обмотке слишком сильного тока.
• Защита от резких колебаний параметра, находящегося под контролем. Конкретный функционал в данном случае зависит от задач, выполняемых частотным преобразователем. Например, если к преобразователю подключен насос, то он может определять разгерметизацию циркуляционного контура, экстренно отключать оборудование для сведения к минимуму последствий протечки.
• Защита от кратковременных скачков нагрузки. Благодаря этой особенности, преобразователь частоты исключит заклинивание вала электрического мотора.
• Возможность активации вспомогательного электропривода. Задача данной опции преобразователя – защита от падений давления в трубопроводе, снижения производительности вентиляционной установки и других негативных последствий, которые могут быть вызваны нехваткой мощности одного мотора. Если преобразователь частоты фиксирует подобное явление, автоматически активируется дополнительный двигатель.
• Определение скорости привода. Эта опция частотных преобразователей позволяет подключать вращающийся электромотор без риска его повреждения, датчики определяют текущую скорость вращения для ее дальнейшего поддержания, без резких опасных перепадов.
• Плавный набор скорости и остановка. Данная опция преобразователя исключает повышенные нагрузки на привод при его разгоне и торможении. Реализована она несколькими методами, что обеспечивает эффективную защиту вне зависимости от текущего режима работы.
• Применение внешних тормозных прерывателей. Предельная интенсивность остановки электромотора ограничена лимитом повышения напряжения в звене постоянного тока. Если реальные значения выходят за данные лимиты, высока вероятность поломки конденсаторов или силовых ключей. Частотный преобразователь, на котором предусмотрена указанная защитная функция, рассеивает излишки энергии, бережет внутренние силовые и электронные компоненты от повреждений.
• Пропуск резонансных частот. Работа преобразователей частоты всегда сопряжена с риском пропуска в процессе старта и остановки частот, которые резонируют с механическими компонентами корпуса и приводного механизма, из-за чего резко возрастает нагрузка, появляются посторонние шумы. Функция защиты нужна для того, чтобы продлить ресурс частотного регулятора, обеспечить его максимальную эффективность, производительность.

Вспомогательные сервисные функции частотных преобразователей

Реализованы на преобразователях и некоторые дополнительные функции. В первую очередь, нужно выделить следующие:

1. Экономия энергии. Благодаря этой особенности, удается увеличить КПД преобразователей частоты. Если нагрузка снижается, то преобразователь автоматически уменьшает напряжение на выходе, чтобы оптимизировать энергетический расход.
2. Ведение статистики. Преобразователи частоты, на которых предусмотрена эта возможность, отслеживают ресурс подключенного к ним электромотора, могут контролировать общую продолжительность работы, что важно для своевременной замены.
3. Ведение журнала аварий. Такие преобразователи частоты оптимально подходят для полностью автономных, автоматизированных систем управления. Отклонение от нормативных характеристик, срабатывание защитных автоматов, аварии – все это фиксируется в журнале аварий.