Tag Archives: частотник

Аксессуары ОВЕН ПЧВ

 

Спасибо Дмитрию Пантелееву за пример. Материал взят с сайта производителя www.owen.ru

Мой блог находят по следующим фразам

Быстрый старт частотного преобразователя ОВЕН ПЧВ3

 

Спасибо Дмитрию Пантелееву за пример. Материал взят с сайта производителя www.owen.ru

Мой блог находят по следующим фразам

Быстрый старт частотного преобразователя ОВЕН ПЧВ1,2

 

Спасибо Дмитрию Пантелееву за пример. Материал взят с сайта производителя www.owen.ru

Мой блог находят по следующим фразам

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.

 

 

Частотное регулирование

Этот способ регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором сочетает вышеописанные методы и является более экономичным по сравнению с ними. Для изменения частоты питающего напряжения чаще всего применяют статические преобразователи частоты на автономных инверторах напряжения.

Законы регулирования

Зависимость максимального момента от напряжения и частоты выражается, согласно формуле (1), может быть получена при допущении R1» 0 и X1= 2p f1 L1; X2’=2p f1 L2’  следующего вида

Mmах = ceU1/f1,                                                       (1)

где с — постоянная;

L1 и L2’ — индуктивности рассеяния обмоток статора и ротора.

Из (2) следует, что при изменении частоты f1 одновременно с частотой вращения изменяется и максимальный момент, т.е. перегрузочная способность двигателя (Ммах/Мном). Для устойчивости работы двигателя необходимо обеспечить достаточную перегрузочную способность Ммах/Мном=l. Следовательно при частотном регулировании должнобыть обеспечено условие

Ммах1/Мн1= Ммах2/Мн2=const,                           (2)

где       «1» и «2» — индексы, относящиеся к различным частотам вращения;

Мн1,Мн2 — нагрузочные моменты при этих частотах.

Поскольку      Ммах1/Ммах2= (U11/U12)2(f12/f11)2,        (3)

то получаем основной закон частотного регулирования (акад. Костенко М.П.) /1/                           (4)

Если требуется регулировать частоту вращения при постоянном нагрузочном моменте (Мн = const), то

U11/f11 =U12/f12 =const,                                                     (5)

т.е. питающее напряжение следует изменять прямо пропорционально его частоте. При этом мощность двигателя увеличивается прямо пропорционально возрастанию частоты вращения. Если требуется поддерживать режим постоянной мощности электродвигателя P2=Mн w2 =const, то частота вращения w2 приблизительно пропорциональна частоте f1.

Для поддержания максимального момента неизменным требуется иметь постоянный магнитный поток, т.е. при регулировании частоты должно соблюдаться условие Е1 / f1=сonst. В этом случае значение момента определяется только частотой ротора f2 и оно одинаково в двигательном и тормозном режимах. Так как ЭДС Е1 и реактивное сопротивление Х1 пропорционально частоте f1, а сопротивление R1 от частоты не зависит, то напряжение U1 должно изменяться по закону U1» a + b f1, где а и b -постоянные. Такую зависимость, возможно получить только при питании электродвигателя от автономного инвертора напряжения, когда U1 и f1 могут изменяться по любому требуемому закону.

 

    Векторное управление асинхронным двигателем

     

    Для получения высокого качества управления ЭП в статических и динамических (переходных) режимах необходимо иметь возможность быстрого непосредственного управления моментом двигателя.

    Момент любого двигателя в каждый отрезок времени определяется величиной (амплитудой) и фазой двух моментообразующих составляющих: тока и магнитного потока. В АД токи и потокосцепления статора и ротора вращаются с одинаковыми скоростями, имеют разные, изменяющиеся во времени фазовые параметры и не подлежат непосредственному измерению и управлению. Доступной управляемой переменной в АД является ток статора, имеющий составляющие, образующие магнитный поток и момент. Фазовая ориентация этих двух составляющих может быть осуществлена только внешним управляющим устройством, чем и обусловлен термин “векторное управление”.

    В структуре электропривода двигатель рассматривается как электромеханический преобразователь ЭМП в виде идеализированного двигателя. Его ротор не обладает массой и механической энергией, не имеет механических потерь энергии и жестко связан с реальным физическим ротором, относящимся к механической части ЭП. Такой двигатель может быть представлен электромеханическим многополюсником, содержащим n пар электрических выводов по числу n обмоток, и одну пару механических выводов (смотри рисунок 2). На механических выводах в результате электромеханического преобразования (ЭМТ) энергии при скорости w развивается электромагнитный момент M. Момент M является выходной величиной ЭМП и входной для механической части электропривода. Скорость w определяется условиями движения механической части, но для ЭМП может рассматриваться как независимая переменная. Механические переменные M и w связывают ЭМП с механической частью в единую взаимосвязанную систему. Все процессы в двигателе описываются системой уравнений электрического равновесия (число уравнений равно числу обмоток) и уравнением электромеханического преобразования энергии. Для этого в теории ЭП используют двухфазную модель обобщенного ЭП (смотри рисунок 1), к которой приводятся абсолютно все виды и типы электрических машин:

    Рисунок 1 – Модель обобщенного ЭМП.

    α, β – неподвижные оси статора; d, q – вращающиеся оси ротора; φ – угол поворота ротора; — угловая скорость ротора;

    Уравнение электрического равновесия i— обмотки:

    где — потокосцепление iой обмотки;

    i=1a,…2q; j=1a,…2q, Ri – активное сопротивление обмотки, Li,j – собственные и взаимные индуктивности обмоток. Величина взаимных индуктивностей зависит от угла j поворота ротора и от пространственного сдвига обмоток, т.е. является функцией скорости (и времени). Именно поэтому невозможно получить cos φ = 1.

    Синтез алгоритмов и систем векторного управления АД базируется на анализе двухфазной dq модели АД (d и q – ортогональная система координат ротора).

    Рисунок 2 – Схема векторного управления

    Схема векторного управления состоит из трех основных функциональных частей:

    БРП – блок регуляторов переменных;

    БВП – блок вычисления переменных;

    БЗП – блок задания переменных;

    На вход БРП поступают задающие сигналы скорости и потока, и сигналы обратной связи (с выхода БВП) – ориентированные по полю значения составляющих тока статора, потокосцепления ротора, и скорости. БРП содержит набор регуляторов потока, момента, тока, на выходе которых формируются также ориентированные по полю сигналы задания составляющих тока статора.

    БЗП осуществляет фазовые и координатные преобразования задающих dq переменных в систему трехфазных сигналов управления ШИМ АИН. Блок БВП вычисляет текущие значения амплитудных и фазовых параметров dq переменных АД, осуществляя фазовые и координатные преобразования реальных трёхфазных сигналов токов и напряжений АД, поступающих с выходов соответствующих датчиков.

    Координатные преобразования, осуществляемые блоком БВП, заключаются в переходе от реальных координат трёхфазной системы статора АД с осями d,q (преобразование 3 → 2). Блок БЗП осуществляет обратные координатные преобразования (2 → 3), от dq к a,b,c.

    Фазовые преобразования в этих блоках обеспечивают привязку фазовых параметров переменных в двух системах координат.

    На надежность, стоимость и качество характеристик ЭП влияют число измеряемых параметров и точность измерений. Для векторного управления АД надо измерять хотя бы две из четырех, доступных к измерению переменных:

    1. Токи статора АД;
    2. Напряжения на зажимах АД;
    3. Угловая скорость ротора АД;
    4. Угловое положение ротора АД;

     

    Векторное управление позволяет практически в любой момент времени, при любом положении ротора относительно статора, при любой угловой скорости и нагрузке на машину, получить максимальный cos φ АД. Это, в свою очередь, ощутимо повышает К.П.Д и момент эл. машины, который, в данном случае, практически не зависит от угловой скорости двигателя.