Частотное управление электродвигателем

Частотными преобразователями называются устройства, предназначенные для защиты электродвигателей от скачков напряжения, плавного пуска и торможения, обеспечения энергоэффективности станков, конвейеров, роботизированных линий, насосных станций, систем вентиляции в различных отраслях промышленности. Конструкция состоит из выпрямителя (преобразователя переменного тока в постоянный) и инвертора (преобразователя постоянного тока в переменный). На выходе ток имеет другую амплитуду и форму. Различные модели отличаются по мощности и электрическим характеристикам. К системе могут подключаться дополнительные элементы.

Программирование частотных преобразователей

При скалярном управлении преобразователя программирование и контроль за режимами работы может осуществляться при помощи ПИД-регулятора и заводского контроллера. Если преобразователь с векторным управлением, для программирования используется пульт, выводящий данные на экран. Для управления несколькими устройствами разрабатывается система автоматического управления с алгоритмом, который программируется при помощи компьютера.

При первом включении устанавливаются значения напряжения в сети и электродвигателе, задаются параметры для работы, соответствующие типу управления. Программирование – это запись рабочих параметров через панель управления или компьютер. Если нет ни платы интерфейсов, ни панели управления (что бывает редко), используются программаторы для прошивки микросхемы.

После подключения преобразователя к системе обязательна проверка функциональности и уточнение или добавление данных (при необходимости). Во время эксплуатации характеристики необходимо регулярно проверять и сверять с данными, введенными при первом запуске.

Частотное регулирование двигателя асинхронного типа

Чаще всего в промышленности используются асинхронные двигатели, отличающиеся простой конструкцией и доступной стоимостью. Основной недостаток – невозможность при прямом включении отрегулировать параметры вращения ротора. Для его устранения используются преобразователи, позволяющие корректировать показатели скорости при помощи коррекции питающего напряжения. Этот способ позволяет регулировать скорость асинхронного электродвигателя в сравнительно широком диапазоне, достаточно плавно и с минимальными потерями мощности.

Для асинхронных электродвигателей используются 2 вида преобразующих устройств с управлением векторного типа: без установленного на валу датчика и с обратной связью (по отношению к скорости). Вид управления выбирается, исходя из сферы применения. При необходимости в точном поддерживании скорости выбирается преобразователь без датчика. Устройство с обратной связью выбирается, если скорость вращения меняется в достаточно широком диапазоне или требуется коррекция момента при низкочастотных вращениях.

Управление векторного типа позволяет:

• с высокой точностью регулировать скорость даже в том случае, если на валу отсутствует датчик;
• при низкой частоте добиться плавного вращения;
• при нулевой скорости обеспечить номинальный момент (при наличии датчика);
• предотвратить скачки скорости в момент изменения нагрузки;
• обеспечить режим работы, снижающий нагревание и намагничивание.

Все это дает возможность повысить КПД электродвигателя и всей системы.

Синхронные и асинхронные частотно регулируемые приводы

Частотно-регулируемым приводом называется устройство, предназначенное для управления параметрами вращения ротора, состоящее из синхронного/асинхронного электрического двигателя и преобразователя частот. Управление бывает скалярное или векторное.

Управлять синхронным двигателем сложнее, чем асинхронным из-за необходимости постоянно изменять положение ротора. Это необходимо для того, чтобы электрический двигатель не терял синхронность.

Синхронные приводы используются для:

• запуска;
• холодной прокрутки;
• технологической прокрутки.

В синхронном частотно регулируемом приводе традиционное регулирование возможно только при небольших мощностях, характеризующихся малой инерцией. При большой мощности существует вероятность выпадения двигателя из состояния синхронности. Лучший вариант – привод, оснащенный самосинхронизацией, обеспечивающей управлять приводом, исходя из положения ротора.

При выборе привода необходимо учесть:

• мощность (должна быть такая же, как у двигателя, или больше);
• напряжение на входе;
• диапазон частоты;
• вид управления;
• регулировочный диапазон;
• особенности установки;
• отзывы о производителе;
• гарантийный срок.

Желательно, чтобы у устройства была панель управления с кнопками для программирования и пульт управления. Немаловажное значение имеют так же условия эксплуатации и возможность автоматической настройки. Для настройки векторного преобразователя чаще всего требуется специалист.