Векторные преобразователи частоты

Содержание

• Основные функции векторного частотника и сферы его применения
• Методы управления
• Типы режимов работы «векторника
• Отличие между скаляром и векторными ЧП
• Как выбрать частотник

Частотные преобразователи позволяют продлить срок службы электродвигателя, увеличивают диапазон мощностных возможностей оборудования. Для управления двигателями создали системы — векторную, а также скалярную.

Но как выбрать нужный частотник и в чем отличия скалярного управления от системы векторной? Разберемся в понятиях и задачах каждого из этих направлений.

Основные функции векторного частотника и сферы его применения

Основная функция частотных преобразователей (ЧП) — выравнивание частоты промышленного тока в необходимый для двигателя. Главные задачи направленного ЧП — во взаимодействии с электродвигателем от момента запуска до полной остановки, а также защита механизма, экономия электроэнергии.

У векторного частотника следующие преимущества:

• наиболее полный учет динамики (момент, частота, скорость, угол поворота) асинхронного двигателя с повышением КПД;
• стабильный контроль момента на валу электродвигателя;
• быстрая реакция на изменение нагрузки, может оперировать мгновенными величинами;
• широкий диапазон частот, с которыми можно работать. Например, с механизмами на малых оборотах (замедленный ход) или в определенных моментах;
• справляется с любой работой «скалярника».

Векторный тип частотников применяют в разных механизмах и отраслях:

• в системах быстрого действия — вальцевые станки, лебедки, лифты, специальные механизмы, а также в производство станков;
• в компрессорах;
• в стиральных машинах в промышленности;
• в металлообработке (в оборудовании для обкатки);
• в экструдерах;
• в полиграфии;
• в оборудовании для производства проволоки;
• в термопластавтоматах для литья под давлением;
• в многоуровневых автостоянках.

Благодаря векторной направленности получаем стабильную работу на малых скоростях вращения.

Если нужно выполнить сложную и точную работу с переменой скорости и крутящего момента, лучше выбрать преобразователь частоты «векторник».

Методы управления

У векторного типа контроля и управления моментом выделяют два метода:

1. Линейный метод работает с ШИМ-напряжением. Регулятор оперирует с усредненными дискретными значениями, а не с моментальными. В большей части процессов используют пространственно-векторную модуляцию. К линейному методу относят несколько подвидов:
• полеориентированное управление;
• прямое управление моментом с ПВМ напряжения;
• прямое управление моментом с ПВМ потока.
2. Нелинейный метод разрабатывают как замену линейному методу. Основные преимущества нелинейного метода — простота в управлении, не требуется преобразование координат и датчика положения ротора. При этом методе достигается хорошая динамика.

Различные варианты управления ЧП улучшают работу электродвигателя, например, момент пуска, уменьшают уровень шумов или пульсацию момента.

Типы режимов работы «векторника»

Векторно направленные ЧП используют для точного и высокоточного вычисления скорости и момента. Чтобы проводить подобные операции, в блоке управления «векторника» присутствует математическая модель (ММ). В зависимости от точности математической модели двигателя, различают устройства:

• с применением ММ без дополнительных измерений, лишь по типовым показателям;
• с использованием ММ с дополнительными измерениями для точности, например, напряжение, сила тока, сопротивление статора или ротора.

В электродвигателях могут присутствовать или отсутствовать датчики обратной связи. При отсутствии датчика скорости ЧП использует данные математической модели и значения, которые получает при измерении тока ротора или статора. 

Если датчик скорости установили, ЧП дополнительно получает сведения о скорости ротора до датчика, тока.

Именно сфера применения и требования к оборудованию диктуют выбор частотных приборов. Например, при диапазоне измерения скорости 1:100, точности в пределах ±1,5% применяют бездатчиковые векторники. Если точность измерений высокая, а скорость измерения 1:10000 используют приборы с обратной связью.

Отличие между скаляром и векторными ЧП

Отличие скалярного метода в объекте управления, сферах применения, а также в технологических особенностях. Применяют «скалярники» в насосах, вентиляторах, конвейерах, разных приводах, на мельницах, в упаковочных машинах. 

Особенности «скалярника»:

• удобство и легкость в управлении, настройке механизмов;
• сокращение дополнительных приводных устройств;
• автоматизация производства, возможна регулировка день-ночь;
• повышение эффективности оборудования — настройка позиционирования, скорости, частот;
• возможность плавного пуска и остановки агрегатов.

Также отличие двух методов заключается в объекте контроля и управления. Для «скалярника» это магнитное поле статора, а для векторно направленных ЧП — это магнитные поля статора и ротора, которые взаимодействуют друг с другом. Такое взаимодействие оптимизирует момент вращения на различных скоростях.

В преобразователе «скалярника» используют выходную частоту и ток, в «векторнике» — выходную частоту, ток и его фазу.

Скаляры не управляют моментом, для этого можно установить отдельно датчик момента. Также в «скалярниках» нельзя управлять одновременно моментом и скоростью.

Несмотря на приведенные выше преимущества «векторников», многие покупатели часто выбирают между ним и скалярными ЧП. Почему так происходит? 

1. Цена на «векторник» значительно выше, чем на «скалярник».
2. Монтаж и обслуживание скалярного частотника дешевле и понятнее, чем у «вектора».
3. «Скалярник» может управлять несколькими электродвигателями сразу, а «векторник» — нет.
4. При постоянной нагрузке у «векторника» больше колеблется скорость.

Поэтому перед покупкой нужно определиться с характеристиками оборудования, которое будет регулировать частотник.

Как выбрать частотник

При подборе преобразователей обращают внимание на сферу применения, оборудование, на которое будет устанавливаться прибор, а также на технические характеристики.

Среди технических характеристик выделяют следующие:

• мощность;
• диапазон регулировок частоты;
• количество фаз входа;
• напряжение от сети;
• способ управления;
• количество сигналов входа и выхода;
• сервис и обслуживание по гарантии.

Большой выбор преобразователей по оптимальной цене вы найдете на сайте prompoint.ru. С помощью фильтра в интернет-магазине «Промышленная точка можно подобрать необходимые приборы преобразования частоты, насос или солнечную панель. Узнайте подробнее о товарах, доставке и оплате у менеджеров по телефону или напишите нам в чат обратной связи на сайте.