Управление частотным преобразователем

Содержание

• Основная информация о частотнике
• Типы контроля
• Режимы работы
  • Контроль управления
  • Простой режим U/F
  • Простой режим с энкодером
  • Режим с отсутствием обратной связи
  • Что дает наличие обратной связи

Процесс контроля параметров частотного преобразователя — сложная система, которая оказывает влияние на производительность оборудования и затраты электроэнергии. Корректно подобранный метод и способ управления позволяет получить максимальный КПД при минимальных затратах. Только оценив достоинства и недостатки каждой схемы можно получить максимальную эффективность электрической машины.

Основная информация о частотнике

Частотный преобразователь — устройство, которое применяют для контроля периода вращения электродвигателя за счет корректировки значений напряжения и частоты питания. При этом обеспечивают:

• максимальное КПД;
• повышение долговечности оборудования;
• защиту от нештатных ситуаций — перегрузки, коротких замыканий, отсутствия фаз;
• плавный запуск;
• регулирование потребляемой мощности на основании нагрузочных данных;
• быстрое удаление ошибок при возникновении помех, некорректно заданных параметров;
• возможность создания многоуровневых систем за счет подключения управляющих устройств;
• надежность.

Данное устройство используют для асинхронных и синхронных двигателей в различных сферах промышленности и транспорта. Частотник не требует проведения технического обслуживания, так как в его составе отсутствуют движущиеся части.

Типы контроля

Частотный преобразователь может быть:

• Скалярный. Применяют для решения простых задач — регулирование процесса контроля технически несложными маломощными приборами, такими как вентилятор, насос и прочее. Его главная задача — поддержание постоянного значения параметра вне зависимости от скорости (соотношения между выходной частотой и выходным напряжением, давлением, температурой и т. д.). Все, чего удается достичь при установке такого частотника — плавный пуск, снижение расхода потребления электроэнергии, увеличение работоспособности двигателя. Частотные преобразователи применяют для контроля одной или нескольких электрических машин, которые работают на малых скоростях в режиме постоянных нагрузок. Перед началом работы необходимо выбрать параметр, который подлежит регулировке.
• Векторный. Под его контроль попадает частота, параметры напряжения, фаза. Поэтому задание регулируемых параметров основано на математических вычислениях пространственного вектора. Классифицируется данный тип управления по наличию обратной связи на замкнутые и разомкнутые системы. Такое деление позволяет расширить точность регулирования момента. Данную схему регулирования частотника рекомендуют для оборудования, в котором необходимо сохранение момента силы на одном уровне при низких скоростях. Такая схема отличается точностью регулирования и высоким уровнем быстродействия.

Большей популярностью пользуются векторные преобразователи. Но стоят они дороже скалярных моделей и требуют более тонкой настройки, так как любые колебания скорости могут спровоцировать нештатную ситуацию.

Режимы работы

Существует деление частотных преобразователей на четыре группы в зависимости от схемы воздействия:

• Ручное. Подачу команд производят с панели или дистанционного пульта. Все события запускают вручную. Но в случае нештатной ситуации включается автоматический режим, который производит регулировку частоты вращения и остановку оборудования. При этом пользователя оповещают о возникновении аварийных случаев.
• По дискретным входам. Любые модели преобразователей содержат дискретные каналы (так называемые сухие контакты). Они рассчитаны на подачу строго регламентированных команд (разгон, аварийная остановка, торможение и прочее) или предоставляют возможность программирования функций. Выполнение команд осуществляют в зависимости от сигналов сторонних систем управления.
• По событиям. Дают возможность программирования времени запуска и остановки, установки выходных значений и других действий в определенное время или день. Что позволяет функционировать оборудованию в автономном режиме.
• От сторонних устройств. Преобразователи поддерживают внешние интерфейсы, которые передают команды от удаленного ПК и производят контроль текущих параметров. Также есть возможность управления с пульта, который находится на достаточном удалении от электрической машины. Ограничение по дальности передачи команд — несколько сотен метров.

При этом подача функций «старт — стоп», «установка скорости», «аварийная остановка» производится как с щита управления, так и с дистанционного пульта. Для некоторых команд нужно выключать двигатель.

Контроль управления

Частотник позволяет оптимизировать работу электрического оборудования. Но наибольшее влияние на работоспособность оказывает контроль запуска электродвигателя. Рассмотрим основные режимы:

• векторный контроль с и без обратной связи;
• скалярный режим — с энкодером и без него.

В основе всех методов лежит применение ШИМ, которая создает аналоговый сигнал благодаря изменению импульсов. Разница в управлении зависит от способа вычисления подаваемого напряжения.

Простой режим U/F

Данная схема отличается простотой вычислений и использованием минимального количества значений для работы. Так как нет энкодера, значит, не требуются дополнительные комплектующие — реле, провода и прочее.

Можно от одного преобразователя частоты запускать несколько электроприводов с постоянным и с переменным моментом вращения. Запуск основных функций происходит в одновременном режиме (запуск, остановка) и с одной частотой.

Применяют методику в простых системах — вентиляторы, привод вращения шпинделя, насосы, высокочастотное оборудование и прочее.

В этих частотных устройствах используют предустановленные шаблоны, которые оптимизируют под определенные параметры. Или можно программировать шаблоны под конкретный тип асинхронного двигателя.

Простой режим с энкодером

Данная схема отличается от стандартной высокой точностью за счет регулирования скорости и частоты вращения с помощью энкодера. Все остальные параметры (пусковой момент, скорость отклика, напряжение, диапазон регулирования скорости) идентичны описанному выше управлению. Ограничение — определенное количество оборотов энкодера при увеличении рабочих частот. Из-за небольшого отличия от описанного выше способа, данную схему практически не используют.

Режим с отсутствием обратной связи

При таком управлении возрастание пускового момента при частоте на уровне 0,3 Гц возможно до 200%, поэтому данный способ применяют для регулирования скорости динамического оборудования. Что существенно расширяет список электрического оборудования, к которому можно подключить преобразователь частоты.

В основе этого метода лежит разделение вращательного момента двигателя на квадранты, каждый из которых получает определенные сигналы. Их характер определяется вращением (вперед или назад).

Такие преобразователи устанавливают ограничения по силе тока и вращательному моменту двигателя. Что делает процесс управления более гибким — выходное напряжение увеличивается при необходимости большого крутящего момента и снижается при достижении предельного значения.

К еще одной особенности относят отклик по скорости. Что позволяет использовать частотный преобразователь для оборудования, которое характеризуется ударными нагрузками.

Что дает наличие обратной связи

Процесс управления идентичен описанному выше способу. Единственное отличие — наличие энкодера. Данное обстоятельство позволяет электроприводу повышать пусковой момент до 200% от номинального даже при отсутствии скорости. Благодаря этому используют частотник для запуска лифтового оборудования, кранов и других подъемных машин.

Выбрать преобразователь частоты сложно, так как необходимо учесть не только технические характеристики, но и функциональные возможности. Подобрать частотник, которым легко управлять и подстраивать под требования конкретного оборудования, помогут специалисты компании «Промышленная точка». Мы предоставим подробную информацию об оборудовании, поможем сделать выбор из широкого ассортимента преобразователей частоты.