Энергосбережение



Преобразователь частоты

Преобразователь частоты (автоматический регулятор частоты или инвертор) — это устройство, которое превращает входное напряжение 220в/380в частотой 50гц, ввиходное импульсное напряжение с помощью ШИМ (широтноимпульсной модуляции), которое формирует вобмотках двигателя синусоидальный ток частотой от0гц до400гц или даже до1600гц. Таким образом, плавно увеличивая частоту иамплитуду напряжения асинхронного электродвигателя, который подается на обмотки, можно обеспечить плавную регуляцию скорости вращения вала электродвигателя.

Основные возможности

Преобразователь частоты обеспечивает плавный пуск иостановку двигателя, атакже позволяет менять направление вращения двигателя. Преобразователь частоты отображает на цифровом дисплее основные параметры системы: заданную скорость, исходную частоту, ток инапряжение двигателя, исходную мощность, момент, состояние дискретных входов, общее время работы преобразователя ипр.

Управление преобразователем частоты можно осуществлять из встроенной/ выносной цифровой панели управления, или спомощью внешних сигналов. Во втором случае скорость вращения задается аналоговым сигналом 0—10в или 4—20ма, акоманди пуску, останову иизменения режимов вращения подаются дискретными сигналами. Можно отображать параметры системы ввиде графиков на выносной графической панели управления. Существует возможность управления преобразователем частоты через последовательный интерфейс (Rs232, Rs422 или Rs485) или от внешнего ПЛК сиспользованием специального протокола (Profibus, Interbus, Device-net, Modbus ит. Д.).

частотно регулируемые поводы

Регулируемый асинхронный электропривод или частотно регулируемый повод состоит из асинхронного электродвигателя иинвертора (преобразователя частоты), который исполняет роль регулятора скорости вращения асинхронного электродвигателя. Применение частотно регулируемого электропривода обеспечивает:

· изменение скорости вращения вранее нерегулированных технологических процессах;

· синхронное управление несколькими электродвигателями от одного преобразователя частоты;

· замена поводов постоянного тока, что позволяет снизить расходы, связанные сексплуатацией;

· создание замкнутых систем асинхронного электропривода свозможностью точной поддержки заданных технологических параметров;

· возможность исключения механических систем регуляции скорости вращения (вариаторов, ременчатых передач);

· повышение надежности идолговечности работы оборудования;

· большую точность регуляции скорости движения, оптимальные параметры качества регуляции скорости всоставе механизмов, которые работают спостоянним моментом нагрузки (конвейеры, загрузочные кулисные механизмы ит. П.).

Экономический эффект

Экономический эффект от внедрения асинхронного электропривода складывается, вчастности, из следующих факторов:

· экономия электроэнергии внасосних, вентилятором икомпрессорних агрегатах до50%, путем изменения частоты вращения;

· электродвигателя вотличие от регуляции производительности другими способами (дросселирование, включение/отключение, которое направляет аппарат);

· повышение качества продукции;

· увеличение объема продукции ипроизводительности производственного оборудования, которое выпускается;

· снижение сноса механических ланок иувеличению срока службы технологического оборудования в результате улучшения динамики работы электропривода.

Справочная информация

Напряжение ифазность питания

Преобразователи частоты подключаются ктрехфазной сети 380вольт переменного тока. Также проводятся преобразователи частоты (инверторы), рассчитанные на однофазное (двухпроводное) питание 200—240вольт переменного тока. Как правило, это маломощные модели к 2,2квт. Изменение питания обычно составляет –15%/+10% от номинального напряжения питания.

Мощность

Как правило, мощность инвертора подбирается ровной мощности электродвигателя. Это правило распространяется на электродвигатели сноминальним количеством оборотов 1500 и3000оборотов вминуту. При использовании других электродвигателей или внекоторих особенных случаях применения выбор преобразователя частоты (инвертора) должен отвечать следующему условию: номинальный исходный ток преобразователя частоты (инвертора) должен быть не меньше номинального тока электродвигателя.

Управление по вольт-частотной характеристике

Управление по вольт-частотной характеристике реализует зависимость V/f=const, которая именуется также V/f характеристикой иреже скалярный контроль. Такой алгоритм обеспечивает достаточное качество регуляции за скоростью иприменяется для управления нагрузками вентиля проторенного типа— двигателями насосов, вентиляторов, ивдругих случаях, когда момент сопротивления мало меняется вустановившемся режиме. Применение управления по вольт-частотной характеристике незаменимое при необходимости управлять несколькими двигателями синхронно от одного преобразователя частоты, например вконвейерних линиях.

Векторное управление

Если необходимо обеспечить наилучшую динамику системы, например быстрый реверс за минимально возможное время, хорошим выбором является, так называемый, алгоритм векторного управления, которое фактически обеспечивает амплитудно-фазовое управление. Этот алгоритм позволяет получить высокий пусковой момент исохранить его к номинальной скорости асинхронного электродвигателя. Алгоритм обеспечивает высокое качество регуляции за скоростью, даже при скачкообразном изменении момента сопротивления на валу. Важно ито, что векторное управление позволяет наилучшим образом обеспечить энергосбережение, поскольку преобразователь частоты (инвертор) передает вдвигатель ровно столько мощностей, сколько необходимо для вращения нагрузки сзаданной скоростью, даже если входное напряжение более чем 380в (например 440—460в, что часто встречается впромишленной сети). Экономия электроэнергии особенно заметна на могучих двигателях 11квт ивише. Взависимости от применения достигается экономия энергии до30%, авнекоторих случаях до60%.

Различают сенсорный или полный векторный контроль ибессенсорний векторный контроль.

Сенсорный векторный контроль позволяет точнее регулировать скорость асинхронного электродвигателя с помощью датчика скорости (енкодера), установленного на двигателе, иустанавливаемой на преобразователе частоты (инверторе) плате обратной связи.

ПІД-регулятор

Преобразователи частоты (инверторы) обычно имеют встроенный ПІД-регулятор (Пропорциональная-интегральная-дифферинциальная составляющая). Преобразователь изменяет скорость вращения двигателя так, чтобы поддерживать на заданном уровне определенный параметр системы (затрата, скорость, уровень, давление, температура ит. Д.) благодаря поступлению аналогового сигнала 0—10в или 4—20ма сдатчика. Наличие встроенного ПІД-регулятора позволяет упростить систему управления ине использовать внешних регуляторов.

Исходная частота

Значение исходной частоты определяет вкаком диапазоне может изменяться исходная частота напряжения преобразователя частоты. Например, если электродвигатель имеет номинальную частоту питательной сети 50гц иноминальное количество оборотов 1500вминуту, то при подаче на него частоты 100гц он будет вращаться в2раза быстрее, то есть, 3000об/мин. Следует отметить, что работа на низких оборотах иоборотах значительно выше номинальных может привести кперегреву электродвигателя.

Количество аналогових/дискретних входов

Для соединения ПЧ ссистемой управления нужны аналоговые и/або дискретные (цифровые) входы. Чем больше входов, тем проще соединять преобразователя частоты свнешней системой управления.

Тормоз постоянного тока

Для осуществления более быстрого торможения водную из фаз двигателя подается постоянный ток. Взаимодействие магнитного поля ветой фазе смагнитним полем ротора позволяет остановить двигатель значительно быстрее, чем при самовибеге или при торможении уменьшением напряжения (управляемом выбеге). Преобразователи частоты мощностью 7,5квт иниже обычно оснащены встроенным тормозным резистором. Тормозной резистор сустройством торможения является дополнительной опцией для преобразователей частоты большей мощности.

Параметры настройки работы преобразователя частоты (инвертора)

Большое количество параметров настройки дает пользователю возможность гибче настраивать преобразователя частоты для решения своих заданий.

Многоступенчатая регуляция скорости

Данную функцию удобно использовать втехнологических заданиях, когда предварительно известно несколько фиксированных скоростей. Наличие большого количества установок скорости, которые можно выбрать соединениям сигнальных входов преобразователя, представляется интересным большому количеству пользователей.

Энергосбережение

Преобразователь частоты (инвертор) позволяет экономить на непродуктивных расходах энергии, кроме того, он имеет функцию энергосбережения. Эта функция позволяет при выполнении тойже работы экономить дополнительно от5% до60% электроэнергии путем поддержки электродвигателя врежиме оптимального КПД.

Врежиме энергосбережения преобразователь частоты автоматически отслеживает потребление тока, рассчитывает нагрузку иснижает исходное напряжение. Таким образом, снижаются потери на обмотках двигателя, иувеличивается его КПД.

Предотвращение резонанса

Вслучаях возникновения резонанса вмеханической системе преобразователь частоты обходит резонансную частоту.

Предотвращение опрокидыванию ротора

Функция предотвращения опрокидывания ротора или функция ограничения момента работает втрех режимах— при разгоне, при торможении иво время работы. При разгоне, если задано очень большое ускорение ине хватает мощности, преобразователь автоматически продолжает время разгона. При торможении функция работает аналогично. При работе эта функция позволяет вслучае перегрузку вместо аварийной остановки продлить работу на меньшей скорости.

Работа врежиме подхватывания работающего двигателя

Вслучаях пуска преобразователя частоты (инвертора) при нагрузке, которая вращается, для предотвращения опрокидывания применяется функция поиска скорости или функция подхватывания работающего двигателя. При ее использовании преобразователь частоты (инвертор) при пуске определяет скорость вращения нагрузки иначинает регуляции не снуля, асетой скорости.

Функции защиты

ПЧ обеспечивают защиту самого преобразователя частоты иелектродвигателя. Набор функций защиты определяется моделью преобразователя частоты (инвертора).

Функции защиты двигателя:

· токовая защита мгновенного действия;

· токовая защита двигателя от перегрузки по току;

· защита двигателя от перегрева.

Практически все преобразователи частоты (инверторы) имеют ниже перечислены функции самозащиты:

· от замыкания исходных фаз;

· от замыкания исходных фаз на землю;

· от перенапряжения;

· от недонапряжения;

· от перегрева исходных каскадов.

Кдополнительним функциям защиты преобразователей частоты можно отнести следующие:

· от пропажи фазы на входе;

· от ошибок передачи данных;

· ошибка пропажи фаз на выходе.

Информация взята из сайта preobrazovateley. Net/

Похожие статьи:

Карта сайта.