Category Archives: Частотный преобразователь

Подключение ПЧ Delta к MasterSCADA

Данный пример демонстрирует работу с частотным преобразователем Delta Eclectronics VFD-E. Частотный преобразователь должен быть настроен на протокол Modbus RTU, также необходимо сделать несколько дополнительных настроек.

Настройки частотного преобразователя.

Необходимо задать настройки следующих параметров.

Аналогичные настройки в MasterLink (в SCADA).

Настройки группы параметр 02.xx нужны для управления частотным преобразователем со SCADA системы (пуск/стоп, вперед/назад, реверс, задание частоты). Если нужен только мониторинг состояния частотного преобразователя, то нужно задать только параметры из групп 09.xx – в этом случае в SCADA будут заблокированы кнопки управления.

Настройки MasterSCADA.

Необходимо в режиме разработки задать номер COM порта, через который будет осуществляться работа с преобразователем частоты.

Остальные параметры менять не нужно.

Пример каскадного контроллера

Применение частотных преобразователей VFD-F c контроллерами DVP PLC для каскадного управления насосами с периодическим чередованием мастера-насоса. Даже преобразователь частоты VFD-F c релейным модулем расширения может обеспечить каскадное управление насосами (но по очень простому алгоритму — или фиксированное время работы каждого или либо фиксированное число циклов работы).

Применив для управления контроллер DVP PLC можно предоставить потребителю дополнительные возможности. В анонсе приводятся примеры программ для контроллера и панели оператора. Для практического использовании необходимо провести их проверку и адаптацию для решении конкретной задачи.

 Описание работы

1.При включении питания включается контактор К1, начинается работа мотора М1 от преобразователя частоты.- увеличение его частоты (производительности) до достижения текущим давлением PV заданной величины давления SV

2.Если PV<SV (при увеличении частоты вращения мотора М1 не достигается требуемое давление одним насосом), то производится его отключение от преобразователя частоты (контактор К1 отключается),. подключение его к питающей сети (контактор К2 включается) — прямое включение и подключение мотора М2 к частотному преобразователю (контактор К3 включается) — увеличение частоты его вращения до достижения заданной величины давления SV.

3.Если и при таком включении PV<SV, то есть производительности двух насосов не хватает, то производится прямое подключение М2 к питающей сети, и подключение мотора М3 к частотному преобразователю для достижения требуемого давления.

4.Когда же заданное давление достигнуто PV>SV, то система управления прекратит коммутацию насосов и будет поддерживать требуемое значение давления с помощью насоса , подключенного к преобразователю частоты, управляя текущим значением частоты. При этом, величина давления поддерживается вблизи заданного значения.

5.Для обеспечения равномерной загрузки насосов (равномерного износа) в системе реализуется следующий алгоритм — периодическое чередование мастер насоса.

Для его реализации в первый период времени первым запускаемым при включении системы насосом (дольше всего работающем ) становится М1, во второй промежуток. времени — М2 и так далее, последовательно осуществляется выбор первого запускаемого при старте насоса

2.Схема соединений

 

Описание работы

1.При включении питания включается контактор К1, начинается работа мотора М1 от преобразователя частоты.- увеличение его частоты (производительности) до достижения текущим давлением PV заданной величины давления SV

2.Если PV<SV (при увеличении частоты вращения мотора М1 не достигается требуемое давление одним насосом), то производится его отключение от преобразователя частоты (контактор К1 отключается),. подключение его к питающей сети (контактор К2 включается) — прямое включение и подключение мотора М2 к частотному преобразователю (контактор К3 включается) — увеличение частоты его вращения до достижения заданной величины давления SV.

3.Если и при таком включении PV<SV, то есть производительности двух насосов не хватает, то производится прямое подключение М2 к питающей сети, и подключение мотора М3 к частотному преобразователю для достижения требуемого давления.

4.Когда же заданное давление достигнуто PV>SV, то система управления прекратит коммутацию насосов и будет поддерживать требуемое значение давления с помощью насоса , подключенного к преобразователю частоты, управляя текущим значением частоты. При этом, величина давления поддерживается вблизи заданного значения.

5.Для обеспечения равномерной загрузки насосов (равномерного износа) в системе реализуется следующий алгоритм — периодическое чередование мастер насоса.

Для его реализации в первый период времени первым запускаемым при включении системы насосом (дольше всего работающем ) становится М1, во второй промежуток. времени — М2 и так далее, последовательно осуществляется выбор первого запускаемого при старте насоса

2.Схема соединений

 

Описание системы

Система имеет в своём составе три мотора, каждый мотор посредством соответствующего контактора может подключаться или к трёхфазной сети переменного тока (фазы R-S—T) или к выходу частотного преобразователя VFD-F (клеммы U-V-T). В каждый момент времени только один контактор может быть включен у каждого мотора, поэтому при программировании для предотвращения аварии необходимо предусмотреть взаимную блокировку контакторов, подключённых к каждому из моторов.

В системе токовым сигналом вводится величина текущего давления, а сигналом напряжения — величина задаваемого давления

Описание узла контроллера.

Выходы контроллера (Y0…Y5), соединены каждый с соответствующим контактором, управляя таким образом процессом коммутации моторов. Также контроллер имеет два аналоговых модуля для запоминания сигналов давления (текущего и задаваемого).

Выходным сигналом Y10 обеспечивается управление режимом работы преобразователя частоты (Пуск/Стоп), а при работе с помощью сигнала от преобразователя частоты, подаваемого на вход X0 определяется момент достижения насосом максимальной производительности.

Описание настроек преобразователя VFD.

Для управления системой используется встроенный PID регулятор. Поэтому необходимо провести правильную настройку параметров PID регулятора VFD-F (10 группа параметров).

Кроме того, необходимо сделать следующие настройки:

Вход AVI для задания давления(2.00=1),

Вход AСI для измерения текущего давления давления(10.00=2)

Выход для формирования сигнала «Заданная частота достигнута» (3.00=17)

3.Временная диаграмма

 

4.Алгоритм работы программы контроллера.

 

Трансвекторное управление (FOC)

Как известно, полная управляемость электропривода обеспечивается, если обеспечивается управление электромагнитным моментом двигателя. Во всех электромеханических преобразователях вращающий момент образуется в результате взаимодействия магнитных полей статора и ротора или, что то же самое, магнитного поля одного элемента и тока другого. Для получения однозначных функций управления обе величины должны быть независимы друг от друга, и тогда одну из них можно поддерживать постоянной, а с помощью другой осуществлять регулирование. В ДПТ и синхронных двигателях существуют отдельные электрические цепи для управления магнитным потоком и моментом. В короткозамкнутых АД есть только один канал, в котором объединены обе составляющие тока и в задачу системы управления входит функция их разделения. Математически эта задача элементарно решается при использовании уравнений обобщённой электрической машины в векторной форме. В результате выбора пары векторов величин образующих электромагнитный момент и системы координат, в которой они представлены, можно получить уравнение момента в виде функции независимых проекций этих величин на координатные оси. И тогда управление моментом сведется к управлению проекциями векторов. Отсюда и происходит название способа.

В 1971 году Ф. Блашке (F. Blaschke) сформулировал принцип управления, запатентованный фирмой Siemens и названный трансвекторным управлением (TRANSVEKTOR®-Regelung). Математической основой его являются уравнения электромагнитных процессов в АД в векторной форме, представленные в системе координат ориентированной по направлению магнитного поля. В англоязычной литературе этот принцип называется field-oriented control (FOC), т.е. «управление с ориентацией по полю». Он успешно используется до настоящего времени и полностью ассоциируется с понятием векторного управления, хотя в последнее время с развитием устройств обработки информации появился другой способ, в котором также используется векторное представление величин, но алгоритм управления отличается от трансвекторного. Этот способ называется прямым управлением моментом (DTC direct torque control).

Для построения систем векторного управления АД могут быть использованы любые пары векторов, с помощью которых можно представить электромагнитный момент обобщённой электрической машины. Однако от выбора векторов в значительной мере зависит степень сложности системы. Желательно, чтобы величины, представленные векторами в уравнении момента были наблюдаемы, т.е. чтобы их можно было непосредственно измерить и воздействовать на них при управлении моментом. У короткозамкнутого АД есть только две такие величины – это напряжение и ток статора, и только одна из них, а именно ток статора, может входить в уравнение момента. Тогда другой величиной может быть только ток ротора или какое-либо потокосцепление. Ток ротора принципиально не наблюдаем, а устройства его идентификации по наблюдаемым параметрам сложны и ненадежны. Поэтому для выбора остаются три потокосцепления:

статора, ротора и основное, т.е. магнитный поток в зазоре АД. Потокосцепление статора и рабочий поток АД можно непосредственно измерить и использовать этот сигнал в системе управления, что часто и делается при создании приводов высокого качества. В массовых же изделиях разработчики стараются использовать сигналы, доступные без установки датчиков, т.е. все те же ток и напряжение статора, по мгновенным значениям которых можно вычислить, например, потокосцепление статора как Однако при выборе потокосцепления статора или основного потокосцепления передаточные функции системы управления получаются довольно сложными и мало подходящими для практического использования.

Простейший вид имеют уравнения электромагнитных процессов в АД в случае представления их через вектор потокосцепления ротора ψ2 . То обстоятельство, что ψ2 невозможно измерить не является препятствием для выбора, т.к. магнитный поток ротора легко вычисляется по потоку статора или по рабочему потоку. Поэтому в дальнейшем мы ограничимся рассмотрением наиболее распространенных систем, использующих для регулирования электромагнитного момента ток статора и потокосцепление ротора и соответствующее уравнение момента.

Поскольку форма уравнений потокосцеплений инвариантна к выбору системы координат, то в произвольной системе mn уравнение момента будет иметь вид

Векторы ψ2 и i1вращаются в пространстве с угловой частотой ω1 = 2πf1 / zp .

Поэтому если для описания процессов выбрать неподвижную систему координат или систему координат, вращающуюся синхронно с ротором АД, то проекции векторов будут синусоидальными функциями времени и регулирование таких величин будет сложной технической задачей. В случае же выбора системы координат вращающейся в пространстве с синхронной частотой ω1 , проекции векторов будут постоянными величинами, и управление будет не сложнее, чем управление токами якоря и возбуждения ДПТ.

Задачу управления можно еще более упростить, если совместить какую-либо ось системы координат с одним из двух векторов. Тогда проекция опорного вектора на эту ось будет равна его модулю, а другая проекция будет равна нулю. При этом в уравнении электромагнитного момента исчезнет соответствующее слагаемое в правой части.

Векторы определяющие электромагнитный момент в произвольной синхронной (xy) и ориентированной по полю (dq) системах координат.

Следовательно, если для управления электромагнитным моментом АД выбрать векторы потокосцепления ротора и тока статора и синхронную систему координат dq , совместив ось d с вектором ψ2 , то уравнение примет вид

который в принципе ничем не отличается от соответствующего выражения для ДПТ и основной задачей системы управления будет идентификация проекций ψ2d и i1q . Если при этом управление построить так, чтобы потокосцепление ротора сохранялось во всех режимах постоянным, то регулирование момента АД будет осуществляться изменением поперечной составляющей тока статора i1q , выполняющей в такой системе функцию тока якоря.

Следует заметить, что в ориентированной по магнитному полю системе координат не только исключается влияние продольной составляющей тока статора i1d на векторное произведение, т.е. на электромагнитный момент АД, но с помощью этой проекции становится возможным управлять магнитным потоком. Это объясняется с тем, что ток статора в короткозамкнутом АД определяет все процессы в машине и если одна из его компонент не влияет на момент, то она тем или иным способом должна быть связана с магнитным потоком. В то же время, система координат dq ортогональна, поэтому изменение одной из проекций тока никоим образом не влияет на другую, и управление моментом и потоком может производиться независимо.

Таким образом, принцип трансвекторного управления заключается в раздельном управлении магнитным потоком и моментом АД с помощью независимых составляющих тока статора, соответствующих проекциям вектора тока на оси системы координат, ориентированной по направлению вектора магнитного потока.

Это определение полностью подходит и для ДПТ, если токи возбуждения и

якоря объединить в вектор, представленный в системе координат, ориентированной по оси главных полюсов. Отличие АД от ДПТ заключается только в том, что в АД система координат вращается вместе с потоком, а в ДПТ она неподвижна.

Реальные же токи статора АД протекают в неподвижных обмотках и соответствуют проекциям вектора тока на неподвижную систему фазных осей координат.Поэтому при трансвекторном управлении АД необходимы координатные преобразования.

В неподвижной системе координат продольная и поперечная составляющие определяют амплитуду и фазу тока статора АД по отношению к магнитному потоку совершенно аналогично тому, как активная и реактивная составляющие определяют эти параметры по отношению к напряжению. Если задать значение продольной составляющей i1d , соответствующим требуемому магнитному потоку, а поперечной i1q – требуемому моменту на валу, то тем самым будет определен вектор тока статора в синхронной системе координат. После этого можно преобразовать синхронную систему координат dq в неподвижную αβ и разложить вектор тока на фазные проекции, в результате чего образуются синусоидальные сигналы, соответствующие фазным токам которые нужно сформировать в обмотках статора, чтобы получить заданный электромагнитный момент.

Преобразование системы координат невозможно без информации о пространственном положении опорного вектора ψ2 в каждый момент времени. Эту информацию можно получить непосредственным измерением магнитного потока статора или рабочего потока с помощью датчиков, а затем вычислить ψ2 , или вычислить его по мгновенным значениям фазных напряжений и токов статора.

Трансвекторное управление реализуется техническими устройствами с различными функциями и алгоритмами, но суть его при этом остается неизменной и в дальнейшем мы рассмотрим несколько таких вариантов.

 

Разомкнутые системы частотного управления

Как известно, любая система электропривода в статическом режиме должна обеспечивать устойчивость с определённым запасом, а также заданное значение одной или нескольких выходных координат с отклонением, не превышающим допустимой величины. В то же время, любая техническая задача имеет несколько возможных решений и при прочих равных условиях обычно выбирается наиболее простое. Поэтому если к динамике привода не предъявляется особых требований, а статические характеристики соответствуют условиям поставленной задачи, то наиболее простым и эффективным решением является использование частотного регулирования в разомкнутой системе.

Функциональная схема такой системы показана на рисунке 1. Здесь статор АД подключен к преобразователю частоты (ПЧ), имеющему два независимых канала управления амплитудой (uγ ) и частотой (uα ) выходного напряжения или тока. Канал управления амплитудой может быть охвачен отрицательной обратной связью по соответствующему параметру. На рисунке она показана штриховой линией. В этом случае ПЧ обладает свойствами идеального источника напряжения или тока, и параметры его выходных цепей могут не учитываться при анализе процессов в АД. В противном случае импеданс выходных цепей преобразователя включают в параметры цепи статора.

Рисунок 1Функциональная схема разомкнутой системы частотного управления

Функциональный преобразователь (ФП) необходим для формирования закона управления напряжением или током статора АД в зависимости от частоты, т.е. частота в такой системе является независимым параметром, определяющим скорость вращения АД с точностью до скольжения.

Задатчик интенсивности (ЗИ) служит для настройки скорости нарастания и спада входного сигнала, исключающей электрические и механические перегрузки. Тщательная его настройка особенно необходима, если ПЧ нереверсивный, т.е.не обладает способностью двухстороннего обмена энергией между питающей сетью и АД, т.к. в этом случае кинетическая энергия, накопленная вращающимися массами, при торможении будет рассеиваться в преобразователе, создавая недопустимые перегрузки или даже аварийные режимы.

При частотно-токовом управлении, т.е. когда ПЧ работает в режиме источника тока, механические характеристики АД не зависят от частоты и обладают существенно меньшим критическим скольжением. Кроме того, АД развивает значительно больший момент на валу при том же токе статора. Тем не менее, положительные свойства частотно-токового управления можно использовать только в замкнутой системе с током статора, изменяющимся в функции абсолютного скольжения, т.к. в противном случае необходимая перегрузочная способность достигается значительным увеличением напряжения и тока, что недопустимо в длительном режиме. Поэтому в большинстве случаев ПЧ является источником напряжения, и в этом разделе мы ограничимся рассмотрением только такого режима работы системы.

 

 

ЭКОНОМИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ НАСОСАМИ

Функцией насосной станции является поддержание заданного давления, причем расход перекачиваемой жидкости, как правило, может существенно изменяться в зависимости от конкретных условий. Все насосные станции рассчитываются по максимальному расходу, который может возникнуть в экстремальной ситуации (например: наводнение, пожар и т. д.). Следовательно, в нормальных условиях необходимо предусматривать средства регулирования, обеспечивающие нормальную работу системы при разных расходах.

ОТСУТСТВИЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ

Отсутствие регулирования при пониженных расходах приводит к росту давления в системе, а это вызывает:

  • потери энергии на создание избыточного давления
  • потери перекачиваемой жидкости за счет утечек на негерметичных стыках
  • износ оборудования и повышение эксплуатационных расходов

ДРОССЕЛИРОВАНИЕ

При дросселировании регулирование расхода осуществляется за счет изменения эффективного сечения трубопровода с помощью заслонки. В этом случае насос, так же как и при отсутствии регулирования, тратит энергию на преодоление противодавления заслонки, а повышенное давление вызывает утечки жидкости и износ оборудования.

ПРЕРЫВИСТОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ

При прерывистом регулировании изменение расхода обеспечивается коммутацией в гидросистему различного числа насосов. Например, если один насос не обеспечивает необходимый расход, в параллель ему включается второй, третий и т. д.
Недостатком такого регулирования является именно его прерывистость. Качество такого регулирования нельзя назвать удовлетворительным за счет его слишком грубой дискретности, приводящей к потерям энергии. Кроме того, включение и выключение насосов приводит к постоянным гидроударам в системе, что исключительно вредно влияет на ресурс оборудования, а пусковые токи двигателей насосов вызывают 5 — 7 кратные, относительно номинала, броски тока в электроцепях.

Наиболее совершенным способом регулирования насосов является регулирование с помощью преобразователей частоты.
В случае применения преобразователя частоты, осуществляется поддержание давления в гидросистеме независимо от расхода с помощью регулирования частоты вращения электродвигателя насоса. Таким образом, при малых расходах насос вращается на малой скорости необходимой только для поддержания номинального давления и не расходует лишней энергии. Экономится электроэнергия, а также вода, тепло и ресурс оборудования.

Одним из основных положительных качеств частотных преобразователей является их высокая надежность, основанная на последних достижениях в области микроэлектроники и силовой электронной техники.
Кроме того, функции преобразователя максимально продуманы, что позволяет учесть практически любые потребности конкретного потребителя и особенности любой конкретной технологической ситуации.  Ниже приведен пример использования преобразователя частоты MITSUBISHI для управления центробежным насосом станции подкачки.

Прикладные функции частотного преобразователя

Спящий режим

Функция спящего режима сводит работу насоса и энергопотребление к абсолютному минимуму. В случаях низкого расхода насос подкачает давление в системе и затем насос остановится. Частотник контролирует давление и включит насос, когда давление в системе упадёт ниже требуемого значения.

Пожарный режим

Система игнорирует все аварийные и предупредительные сообщения и поддерживает работу насосов или вентиляторов как можно дольше в случае пожара. Работает с обратной связью или без неё.

— может быть активирован только через дискретный вход (по срабатыванию пожарного датчика);

— привод может остановиться выбегом;

— используя релейный выход, может реализовать байпасное включение.

Старт на лету

Подхват вращающегося двигателя после восстановления питания:

— подхватывает двигатель в любом направлении;

— предотвращает повреждение и отключение, если, например, неисправен обратный клапан.

Кинетический back-up

 

Функция Кинетический back-up у частотника обеспечивает:

— непрерывную работу во время провалов напряжения;

— синхронизированный останов при неисправности сети;

— снижение риска повреждения инструмента или материала.

Принцип работы

Во время кратковременного провала напряжения сети ПЧ переходит в

генераторный режим и питается кинетической энергией, накопленной в нагрузке,

после восстановления питания ПЧ переходит обратно в двигательный режим

(в ткацкой машине, например, эта функция исключает обрыв нити).

Автонастройка ПИ-регуляторов

С помощью автонастройки ПИ-контроллеров, привод отслеживает реакцию системы на поправки, сделанные приводом и изучает их, т.о. быстро достигается точное и стабильное управление. Коэффициенты усиления для ПИ-контроллеров непрерывно меняются, чтобы компенсировать изменение характеристики нагрузки. Это применимо к каждому ПИ-контроллеру в 4-х наборах меню индивидуально. Точные значения П и И коэффициентов для старта не нужны, что снижает затраты на ввод в эксплуатацию.

Качание (Wobble)

Функция качания используется для поперечного перемещения текстильного намотчика. ПЧ управляет двигателем, который вращает барабан с желобками. Во время намотки борозчатый барабан позиционирует нить в нужное положение на бобине (по схеме бриллианта). Если барабан вращать с постоянной скоростью, то нить будет пересекать одну и ту же позицию в каждый проход, что приведёт к очень слабой и не компактной намотке.

 

 

Насосные функции частотных преобразователей

Защита от сухого хода

Частотный преобразователь постоянно отслеживает состояние Вашего насоса, основанное на сравнении измеряемых значений частоты и мощности. В случае слишком маленького  энергопотребления,  показывающего отсутствие или малый разбор воды, частотник автоматически остановит насос.

 

Компенсация расхода

Функция компенсации расхода основана на том, что гидравлическое сопротивление уменьшается с уменьшением расхода. Соответственно, снижая уставку давления, можно экономить электроэнергию.

 

Защита обратного клапана

Функция защиты обратного клапана предотвращает гидроудары во время остановки насоса, в то время, когда закрывается обратный клапан. Функция защиты обратного клапана постепенно снижает скорость насоса до значения, когда клапан почти закрылся и лишь затем происходит остановка насоса.

 

Защита от утечки

В случаях, когда насос работает на полной скорости и не создаёт требуемого давления, высока вероятность того,  что на трубопроводе возник прорыв или происходят утечки.

Функция конца кривой характеристики насоса инициирует тревогу, выключает насос или выполняет другое запрограммированное действие.

 

Функция заполнения пустой трубы

— Исключает гидроудар.

— Программируемая скорость наполнения в ед./сек.

— Нормальный разгон на участке от давления полной трубы до рабочего давления.

— Увеличивает производительность системы.

 

Преобразование сигнала обратной связи

— Извлечение квадратного корня из значения сигнала  обратной связи (например, для преобразования статического давления) в линейный сигнал пропорционально скорости.

— Позволяет заменить датчик потока на датчик давления.

— Экономит на оборудовании.

 

Начальный разгон

Для погружных насосов, например, не допускается длительная работа на низких оборотах (ухудшается охлаждение, смазка подшипников). Функция начального разгона позволяет запрограммировать минимальную частоту (ниже которой насос может работать только кратковременно). Двигатель быстро разгоняется до этой частоты, а затем разгоняется более плавно.

 

Чередование двигателей

Эта встроенная логическая функция контролирует чередование насосов в режиме работы рабочий/резервный.

Периодическая работа резервного насоса предотвращает его заклинивание. Внутренний таймер обеспечивает равномерную наработку насосов. В случае установки дополнительного каскадного контроллера, возможно чередование до 8 насосов.

 

 

Защитные функции частотного преобразователя

 

Безопасный останов

Приводы имеют специальный аппаратный вход безопасного останова Safe Stop:

— 3 категория безопасности (EN 954-1) .

— 0 категория останова (IEC 60204-1).

— Простое (однопроводное) подключение.

— Не нужен контактор на выходе.

— Свободное пространство в шкафу.

У VLT AutomationDrive FC302 эта функция встроена по умолчанию, а у VLT AutomationDrive FC301 (A1), VLT HVAC Drive FC102 и VLT AQUA Drive FC202 – это опция.

Защита двигателя

Во время работы двигатель защищён:

— от короткого замыкания между фазами;

— от замыкания на землю;

— привод имеет вход для прямого подключения термистора и  функцию электронного теплового реле для тепловой защиты двигателя.

Предварительный прогрев двигателя перед пуском

В сыром помещении из-за повышенной влажности снижается сопротивление изоляции двигателя.

Поэтому, чтобы при пуске двигателя исключить пробой изоляции активизируют функцию автоматического  предварительного прогрева обмоток двигателя постоянным током: как только двигатель перестаёт вращаться, ПЧ пропускает по обмоткам небольшой постоянный ток, всегда поддерживая их в сухом состоянии.

Пропуск резонансных частот

В каждом из 4 наборов параметров может быть запрограммировано по 4 полосы частот, которые привод будет пропускать, чтобы исключить механический резонанс (например, в воздуховодах).

 

Во время ввода системы в эксплуатацию необходимо проверить её на резонанс во всём рабочем диапазоне частот.

Защитное покрытие

Для увеличения срока службы ПЧ при работе в условиях агрессивных сред (химическое предприятие)

и повышенной влажности рекомендуется заказывать ПЧ с платами, покрытыми компаундом.

Для VLT Micro Drive – это стандартная функция,  для приводов VLT AutomationDrive / VLT AQUA Drive / VLT HVAC Drive — это может быть как функция по умолчанию, так и опция в зависимости от мощности привода.

Гальваническая изоляция

Плата управления, аналоговые и дискретные входы и выходы, последовательный коммуникационный интерфейс RS485 гальванически изолированы от питающего сети

Автоматическое снижение нагрузки при перегреве, пропадании фазы или большом дисбалансе в сети

Если это технологически допустимо (насосы, вентиляторы) ПЧ можно запрограммировать так,  чтобы при перегреве, пропадании одной фазы питающей сети или большом дисбалансе сети, он не отключался, а автоматически снижал выходной ток и частоту коммутации силовых ключей, оставаясь в работе.

Защита корпусов

Приводы до 90 кВт могут поставляться в корпусах с защитой IP55 или IP66.

Приводы мощностью от 110 кВт и выше – в корпусах IP54.

Таким образом, преобразователи частоты могут устанавливаться без шкафов непосредственно в производственных помещениях.

 

Интеллектуальный логический контроллер (Smart Logic Controller)

Стандартный программный пакет MCT 10 поддерживает удобное графическое программирование SLC.

Принцип работы SLC

Пользователь определяет последовательность действий (actions) и событий (events).  Действия и события нумеруются и образуют пары (всего может быть запрограммировано до 20 таких пар). Событие может принимать значение ИСТИНА или ЛОЖЬ. Событие наступает, если оно принимает значение ИСТИНА.

Действие, выполняется, если наступает событие с тем же номером. SLC может быть включен или выключен. SLC запускается по Старт Событию (Start Event) и останавливается по Стоп Событию (Stop Event). Когда SLC стартует, он ожидает наступления события [0] (и только его) в каждый интервал сканирования.

После этого SLC будет ждать наступления события [1], чтобы выполнить действие [1]  и т.д.  После выполнения последней пары событие — действие начинается новый цикл с первой пары (событие [0] — действие [0]). В каждый момент времени ожидается наступление только одного события. Если событие оценивается как ЛОЖЬ,  то ничего не происходит (в SLC) в течение текущего интервала сканирования и никакие другие события не будут ожидаться. Если привод останавливается (при управлении по коммуникационной шине или от дискретных входов и т.п.), то SLC автоматически останавливается, если привод стартует – SLC тоже запускается.

Функционал SLC

— 2 счётчика

— 8 таймеров

Результат таймера (ИСТИНА или ЛОЖЬ) можно использовать прямо для определения события или как булевский вход для логической цепочки. Таймер имеет значение ЛОЖЬ только в течение заданного в таймере времени поле того, как он будет запущен одним из действий.  После истечения времени уставки таймера (задаётся в диапазоне 0,00 – 3600,00 сек.) он снова принимает значение ИСТИНА.

— 6 логических цепочек

В одной логической цепочке может использоваться три булевских входа (от таймеров, компараторов, дискретных входов, битов состояния и событий) и два логических оператора (И, ИЛИ, И-НЕТ, ИЛИ-НЕТ, НЕТ-И, НЕТ-ИЛИ, НЕТ-И-НЕТ, НЕТ-ИЛИ-НЕТ).

— 6 компараторов

Используются для сравнения операндов (непрерывных величин) с фиксированными числовыми величинами.  Результат операции сравнения (ИСТИНА или ЛОЖЬ) можно использовать прямо для определения события или как булевский вход для логической цепочки.

Варианты событий

— Ложь / Истина.

— Работа (двигатель вращается).

— Работа в диапазоне.

— Работа на заданном значении.

— Предел момента / Предел тока.

— Вне токового диапазона.

— Ниже / выше  минимального тока.

— Ниже / выше минимальной скорости.

— Сигнал обратной связи вне диапазона.

— Сигнал обратной связи ниже нижнего предельного значения.

— Сигнал обратной связи выше верхнего предельного значения.

— Температурное предупреждение.

— Реверс / Предупреждение.

— Авария (Отказ) / Авария (Отказ заблокирован).

— Сработал Компаратор / Логическая цепочка / Таймер.

— Сработал Дискретный вход.

— Команда старта / Привод остановлен.

— Сброс отключен / Автоматический сброс отключен.

— На LCP нажата кнопка ОК / ВЛЕВО / ВПРАВО / ВНИЗ / ВВЕРХ.

Варианты действий

— Блокировано.

— Нет действия.

— Выбор набора параметров.

— Выбор предустановленного опорного сигнала.

— Выбор характеристики разгон – торможение.

— Пуск / Пуск с реверсом / Стоп / Быстрый стоп.

— Торможение постоянным током / Торможение выбегом.

— Заморозить выходную частоту.

— Запустить таймер.

— Установить / Сбросить дискретный выход.

— Сбросить счётчик.

Операнды компараторов

— Блокирован / Опорный сигнал / Сигнал обратной связи.

— Скорость двигателя / Ток двигателя / Момент на валу двигателя.

— Мощность двигателя / Напряжение двигателя.

— Напряжение промежуточного DC-контура.

— Температура двигателя / Температура преобразователя частоты.

— Температура радиатора / Аналоговый вход / Импульсный вход.

— Номер аварии.

— Ложь / Истина.

— Подано питание на плату управления / Привод готов к работе.

— Работа (двигатель вращается) / Реверс.

— Работа в диапазоне (двигатель работает и не выходит за запрограммированные предельные значения по току и скорости).

— Работа на заданном значении (двигатель работает с механической скоростью, соответствующей заданному значению).

— Двигатель работает ниже  / выше минимального опорного значения.

— Предел момента (превышен запрограммированный предельный момент).

— Предел тока (превышен запрограммированный предельный ток).

— Вне токового диапазона.

— Ниже / Выше минимального тока.

— Двигатель работает вне заданного диапазона скорости.

— Ниже / Выше минимальной скорости.

— Сигнал обратной связи вне диапазона.

— Сигнал обратной связи ниже / выше нижнего предельного значения.

— Температурное предупреждение / Напряжение сети вне диапазона.

— Коммуникационная шина в порядке.

— Предельный момент и команда СТОП.

— Тормозной модуль (IGBT) вышел из строя.

— Включен механический тормоз / Активен Safe Stop.

— Компаратор / Логическая цепочка / Таймер / Счётчик.

— Дискретный вход / Реле включено.

— Локальный опорный сигнал / Дистанционный опорный сигнал.

— Команда пуска / Привод остановлен.

— Привод в ручном управлении / Привод в автоматическом управлении.

Вентиляторные и компрессорные функции частотного преобразователя

 

Контроль обрыва ремня

 

Контроль обрыва ремня основан на определении момента (функционирует от 15 Гц). Если ремень вентилятора порвался, то мотор работает на высокой скорости, а момент двигателя маленький, т.к. нет нагрузки.

Если момент двигателя ниже запрограммированной величины момента холостого хода, а выходная частота ПЧ больше или равна 15 Гц, то привод выдаёт предупреждение или аварию и останавливается.

Эта функция работает как с обратной связью, так и без неё.

Не нужен внешний датчик обрыва ремня и контроллер.

Каскадный ПИ – регулятор

 

Автоматическая коррекция уставки (заданного значения)

Для более точного регулирования может потребоваться коррекция уставки контроллера, чтобы компенсировать изменения условий нагрузки. Коррекция – это техника подчинённого регулирования, при которой вторичный (П) контроллер корректирует уставку первичного (ПИ) контроллера.

Пример:

При снижении температуры на улице на 1 градус (вторичный П контур) необходимо на 0,5 градуса увеличить (скорректировать) уставку температуры в помещении (первичный или подчинённый ПИ контур).

Мультизонное регулирование

 

Системы, в которых не известно местоположение максимальной нагрузки и, где наблюдаются вариации между зонами.

Можно использовать «среднее» значение всех сигналов обратной связи и слегка увеличить уставку, чтобы найти оптимальный режим управления для одного ПИ-контроллера. Часто используется «минимальное» из всех сигналов обратной связи. Уставка, таким образом, рассчитывается из минимально необходимого давления в зоне с наибольшей нагрузкой (открытые VAV-боксы).

Специфические компрессорные функции

 

Постоянный момент >20 Гц

Привод обеспечивает плавный пуск компрессора и снижает его износ.

Постоянный момент, необходимый для нормальной работы компрессора, обеспечивается на частоте 20 Гц и выше.

Активация байпасного вентиля во время пуска

Привод сам управляет байпасным вентилем, чтобы пускать компрессор на холостом ходу.

 

Преобразование сигнала обратной связи давления в температуру

Холодильные и HVAC компрессоры имеют различные хладагенты для различных температурных диапазонов. Преобразование давления в температуру в системе управления компрессором с помощью VLT® HVAC Drive делается очень просто:

Необходимо только выбрать тип хладагента из списка параметров – привод сам рассчитает необходимую температуру.

В качестве сигнала обратной связи для регулирования скорости компрессора может использоваться температура, а не давление.

 

Ограничение количества циклов пусков/остановов  (функция таймера)

Для ограничения количества пусков можно ввести максимальное число пусков за заданный временной интервал.