Енергозбереження


Перетворювач частоти

Перетворювач частоти (автоматичний регулятор частоти або інвертор) — це пристрій, що перетворює вхідну напругу 220в/380в частотою 50гц, ввиходноє імпульсна напруга за допомогою ШИМ (широтноїмпульсной модуляції), яка формує вобмотках двигуна синусоїдальний струм частотою от0гц до400гц або навіть до1600гц. Таким чином, плавно збільшуючи частоту іамплітуду напруги асинхронного електродвигуна, що подається на обмотки, можна забезпечити плавне регулювання швидкості обертання валу електродвигуна.

Основні можливості

Перетворювач частоти забезпечує плавний пуск іостановку двигуна, атакже дозволяє міняти напрям обертання двигуна. Перетворювач частоти відображає на цифровому дисплеї основні параметри системи: задану швидкість, вихідну частоту, струм інапряженіє двигуна, вихідну потужність, момент, стан дискретних входів, загальний час роботи перетворювача іпр.

Управління перетворювачем частоти можна здійснювати зі встроєнной/ виносної цифрової панелі управління, або спомощью зовнішніх сигналів. У другому випадку швидкість обертання задається аналоговим сигналом 0—10в або 4—20ма, акоманди пуску, останову іїзмененія режимів обертання подаються дискретними сигналами. Можна відображати параметри системи ввіде графіків на виносній графічній панелі управління. Існує можливість управління перетворювачем частоти через послідовний інтерфейс (Rs232, Rs422 або Rs485) або від зовнішнього ПЛК сиспользованієм спеціального протоколу (Profibus, Interbus, Device-net, Modbus іт. Д.).

частотно-регульовані приводи

Регульований асинхронний електропривод або частотно-регульований привід складається з асинхронного електродвигуна іїнвертора (перетворювача частоти), який виконує роль регулятора швидкості обертання асинхронного електродвигуна. Застосування частотно-регульованого електроприводу забезпечує:

· зміна швидкості обертання вранєє нерегульованих технологічних процесах;

· синхронне управління декількома електродвигунами від одного перетворювача частоти;

· заміна приводів постійного струму, що дозволяє понизити витрати, зв'язані сексплуатацией;

· створення замкнутих систем асинхронного електроприводу свозможностью точної підтримки заданих технологічних параметрів;

· можливість виключення механічних систем регулювання швидкості обертання (варіаторів, ремінних передач);

· підвищення надійності ідолговечності роботи устаткування;

· велику точність регулювання швидкості руху, оптимальні параметри якості регулювання швидкості всоставе механізмів, що працюють спостоянним моментом навантаження (конвеєри, завантажувальні кулісні механізми іт. П.).

Економічний ефект

Економічний ефект від впровадження асинхронного електроприводу складається, вчастності, з наступних чинників:

· економія електроенергії внасосних, вентилятором ікомпрессорних агрегатах до50%, шляхом зміни частоти обертання;

· електродвигуна вотлічие від регулювання продуктивності іншими способами (дроселювання, включення/відключення, що направляє апарат);

· підвищення якості продукції;

· збільшення об'єму продукції іпроїзводітельності виробничого устаткування, що випускається;

· зниження зносу механічних ланок іувеліченію терміну служби технологічного устаткування унаслідок поліпшення динаміки роботи електроприводу.

Довідкова інформація

Напруга іфазность живлення

Перетворювачі частоти підключаються ктрехфазной мережі 380вольт змінного струму. Також проводяться перетворювачі частоти (інвертори), розраховані на однофазне (двопровідне) живлення 200—240вольт змінного струму. Як правило, це малопотужні моделі до 2,2квт. Зміна живлення зазвичай складає –15%/+10% від номінальної напруги живлення.

Потужність

Як правило, потужність інвертора підбирається рівній потужності електродвигуна. Це правило розповсюджується на електродвигуни сномінальним кількістю оборотів 1500 і3000оборотов вмінуту. При використанні інших електродвигунів або внекоторих особливих випадках застосування вибір перетворювача частоти (інвертора) повинен відповідати наступній умові: номінальний вихідний струм перетворювача частоти (інвертора) має бути не менше номінального струму електродвигуна.

Управління по вольт-частотной характеристиці

Управління по вольт-частотной характеристиці реалізує залежність V/f=const, що іменується також V/f характеристикою іреже скалярний контроль. Такий алгоритм забезпечує достатня якість регулювання за швидкістю іпріменяєтся для управління навантаженнями вентиля уторованого тіпа— двигунами насосів, вентиляторів івдругих випадках, коли момент опору мало міняється вустановівшемся режимі. Застосування управління по вольт-частотной характеристиці незамінне при необхідності управляти декількома двигунами синхронно від одного перетворювача частоти, наприклад вконвейерних лініях.

Векторне управління

Якщо необхідно забезпечити якнайкращу динаміку системи, наприклад швидкий реверс за мінімально можливий час, хорошим вибором є, так званий, алгоритм векторного управління, що фактично забезпечує амплитудно-фазове управління. Цей алгоритм дозволяє отримати високий пусковий момент ісохраніть його до номінальної швидкості асинхронного електродвигуна. Алгоритм забезпечує висока якість регулювання за швидкістю, навіть при стрибкоподібній зміні моменту опору на валу. Важливе іто, що векторне управління дозволяє щонайкраще забезпечити енергозбереження, оскільки перетворювач частоти (інвертор) передає вдвігатель рівно стільки потужності, скільки необхідно для обертання навантаження сзаданной швидкістю, навіть якщо вхідна напруга більш ніж 380в (наприклад 440—460в, що часто зустрічається впромишленной мережі). Економія електроенергії особливо помітна на могутніх двигунах 11квт івише. Взавісимості від застосування досягається економія енергії до30%, авнекоторих випадках до60%.

Розрізняють сенсорний або повний векторний контроль ібессенсорний векторний контроль.

Сенсорний векторний контроль дозволяє точніше регулювати швидкість асинхронного електродвигуна за допомогою датчика швидкості (енкодера), встановленого на двигуні, іустанавліваємой на перетворювачі частоти (інверторі) платі зворотному зв'язку.

ПІД-регулятор

Перетворювачі частоти (інвертори) зазвичай мають вбудований ПІД-регулятор (Пропорциональная-інтегральная-діфферінциальная складова). Перетворювач змінює швидкість обертання двигуна так, щоб підтримувати на заданому рівні певний параметр системи (витрата, швидкість, рівень, тиск, температура іт. Д.) завдяки надходженню аналогового сигналу 0—10в або 4—20ма здавальника. Наявність вбудованого ПІД-регулятора дозволяє спростити систему управління іне використовувати зовнішніх регуляторів.

Вихідна частота

Значення вихідної частоти визначає вкаком діапазоні може змінюватися вихідна частота напруги перетворювача частоти. Наприклад, якщо електродвигун має номінальну частоту живлячої мережі 50гц іномінальноє кількість оборотів 1500вмінуту, то при подачі на нього частоти 100гц він обертатиметься в2раза швидше, тобто, 3000об/мін. Слід зазначити, що робота на низьких оборотах іоборотах значно вище номінальних може привести кперегреву електродвигуна.

Кількість аналогових/діськретних входів

Для сполучення ПЧ ссистемой управління потрібні аналогові і/або дискретні (цифрові) входи. Чим більше входів, тим простіше сполучати перетворювач частоти свнешней системою управління.

Гальмо постійного струму

Для здійснення швидшого гальмування водну з фаз двигуна подається постійний струм. Взаємодія магнітного поля ветой фазі смагнітним полем ротора дозволяє зупинити двигун значно швидше, ніж при самовибеге або при гальмуванні зменшенням напруги (керованому вибіганні). Перетворювачі частоти потужністю 7,5квт ініже зазвичай оснащені вбудованим гальмівним резистором. Гальмівний резистор сустройством гальмування є додатковою опцією для перетворювачів частоти більшої потужності.

Параметри налаштування роботи перетворювача частоти (інвертора)

Велика кількість параметрів налаштування дає користувачеві можливість гнучкіше настроювати перетворювач частоти для вирішення своїх завдань.

Багатоступінчате регулювання швидкості

Дану функцію зручно використовувати втехнологичеських завданнях, коли заздалегідь відомо декілька фіксованих швидкостей. Наявність великої кількості установок швидкості, які можна вибрати з'єднанням сигнальних входів перетворювача, представляється цікавим великій кількості користувачів.

Енергозбереження

Перетворювач частоти (інвертор) дозволяє економити на непродуктивних витратах енергії, крім того, він має функцію енергозбереження. Ця функція дозволяє при виконанні тойже роботи економити додатково от5% до60% електроенергії шляхом підтримки електродвигуна врежіме оптимального ККД.

Врежіме енергозбереження перетворювач частоти автоматично відстежує споживання струму, розраховує навантаження існіжаєт вихідна напруга. Таким чином, знижуються втрати на обмотках двигуна, іувелічиваєтся його ККД.

Запобігання резонансу

Вслучаях виникнення резонансу вмеханічеськой системі перетворювач частоти обходить резонансну частоту.

Запобігання перекиданню ротора

Функція запобігання перекиданню ротора або функція обмеження моменту працює втрех режімах— при розгоні, при гальмуванні іво час роботи. При розгоні, якщо задано дуже велике прискорення іне вистачає потужності, перетворювач автоматично продовжує час розгону. При гальмуванні функція працює аналогічно. При роботі ця функція дозволяє вслучає перевантаження замість аварійної зупинки продовжити роботу на меншій швидкості.

Робота врежіме підхоплення працюючого двигуна

Вслучаях пуску перетворювача частоти (інвертора) при навантаженні, що обертається, для запобігання перекиданню застосовується функція пошуку швидкості або функція підхоплення працюючого двигуна. При її використанні перетворювач частоти (інвертор) при пуску визначає швидкість обертання навантаження іначинаєт регулювання не снуля, асетой швидкості.

Функції захисту

ПЧ забезпечують захист самого перетворювача частоти іелектродвігателя. Набор функцій захисту визначається моделлю перетворювача частоти (інвертора).

Функції захисту двигуна:

· струмовий захист миттєвої дії;

· струмовий захист двигуна від перевантаження по струму;

· захист двигуна від перегріву.

Практично всі перетворювачі частоти (інвертори) мають нижче перераховані функції самозахисту:

· від замикання вихідних фаз;

· від замикання вихідних фаз на землю;

· від перенапруження;

· від недонапряженія;

· від перегріву вихідних каскадів.

Кдополнітельним функціям захисту перетворювачів частоти можна віднести наступні:

· від пропажі фази на вході;

· від помилок передачі даних;

· помилка пропажі фаз на виході.

Інформація узята з сайту preobrazovateley. Net/

Схожі статті:

Карта сайта