Функции преобразователей частоты: за что платим?

1 января 2009

Вопрос о необходимости тех или иных функций никуда не уходит с рынка частотных преобразователей, тем более что каждый год появляются новые и новые изделия с дополнительными возможностями... Разобраться всегда не просто, тем более — понять, каким образом набор этих функций сможет удовлетворить потребности того или иного процесса.

Сегодня же в условиях финансовой нестабильности, когда любые вложения должны окупаться как можно быстрее, важно знать рынок и дополнительные возможности оборудования, а также понимать перспективы развития собственного предприятия, для реализации которых это может пригодиться.

Рассмотрим основные функции преобразователей частоты, предлагаемые производителями данной техники, относительно различий в при менениях (насосов, вентиляторов, дымососов, конвейеров и т.п.). Ведь именно применением в большинстве случаев определяют необходимость добавления различных функций грамотные производители, и этим же в дальнейшем руководствуются поставщики при подборе оборудования клиенту.

Для примера возьмем функционал успешно применяемых на российском рынке преобразователей частоты шведского производителя Emotroп, официального партнера Компании АДЛ на территории РФ.

Преобразователи частоты Emotron серий FDU и FVX

Вначале обозначим, что с частью функций оборудование поставляется в стандартном исполнении, т.е. их стоимость уже заложена в цену изделия. С ними нам предстоит разобраться наиболее детально в данной статье. Также к каждому изделию имеется дополнительный набор опций, выбор которых максимально зависит от требований Вашего процесса. Их рассмотрение выходит за рамки данной статьи и всегда подлежит индивидуальному обсуждению.

Итак,рассмотрим функции преобразователей частоты Emotron в стандартном исполнении.

1. Метод управления: существуют преобразователи со скалярным и векторным управлением,которые,в сущ ности,воплощают в себе две основные задачи,решаемые преобразователями частоты — управление моментом и скоростью вращения двигателя. Все устройства Emotron имеют векторное управление, не требующее установки дополнительных датчиков для полноценного функциони рования: управление по вектору тока и напряжения. Наиболее интересен второй метод, основанный на обратнопропорциональном отношении напряжения к моменту Это позволяет без дополнительных пересчетов получить управление последней характеристикой.

К примеру,серия VFX 2.0 основана на методе DTC (с прямым управлением моментом, без установки дополнительных датчиков) и эффективно используется при средних требованиях к точности поддержания скорости (1:700), т.е. для таких механизмов, как поршневые компрессоры, насосы, подъемные механизмы, конвейеры, дробилки, пилы,миксеры и т.д.

Отметим, что обычный векторный тип управления в состоянии работать в диапазоне не выше 1:100.

2. ПИД-регулятор: используется для управления внешним процессом при помощи сигнала обратной связи. Сигнал задания может поступать через аналоговый вход, с панели управления посредством предустановленного задания или через последовательный интерфейс.

Измеряет отклонение стабилизируемой величины (например, давление, скорость, температуру и т.д.) от заданного значения и генерирует управляющий сигнал.

Это упрощает систему управления и позволяет отказаться от использования внешних регуляторов (контроллеров). Наличие дифференциального аналогового входа позволяет работать преобразователю с двумя одинаковыми датчикамипроцесса (например,для оценки перепада).

Особенно необходим для таких механизмов, как: насосы, станки, транспортеры и другие. Т.е. везде, где требуется точное поддержание контролируемой величины (скорости,потока и пр.).

3. Мониторинг нагрузки (защита двигателя от механической перегрузки недогрузки): позволяет использовать преобразователь частоты в качестве монитора нагрузки для защиты двигателя от механических перегрузок и недогрузок,например,от заклинивания полотна конвейера, шнекового транспортера, обрыва ремня вентилятора, «сухой» работы насоса и т.д.

Основан на простой и изящной идее использования двигателя в качестве датчика, а точнее использования цифровой системы слежения за перегрузкой и недогрузкой механизма.

При появлении неноминальной нагрузки двигателя может остановить двигатель j организовать задержку перед повторным включением или подать аварийный сигнал.

Позволяет избежать дорогостоящей установки дополнительных датчиков (поскольку для последних требуется установка непосредственно в технологический процесс). Например, может контролировать вязкость среды (для таких механизмов, как миксеры, отпадает необходимость в установке датчика вязкости) или получать информацию о необходимости проведения профилактичееких работ (по степени износа обо рудования).

Особенно необходим для насосов, кранов, подъемников, мешалок, винтовых конвейеров, ленточных транспортеров,миксеров, дробилок и т.п.

4. Летящий пуск ( или подхват вращающегося двигател я при пуске): происходит задержка пуска двигателя в зависимости от его типоразмера, условий вращения, инерции меха низма и т.д.

Перезапуск осуществляется при вращающемся двигателе.независимо от направления. При этом не происходит скачков напряжения и токов, исключается износ механи ческой и электрической частей.

Особенно необходим для вытяжных вентиляторов (которые могут иметь прямое или обратное вращение при пуске). в частности, когда важно обеспечить вращение всех вентиляционных механизмов в одну сторону (тун нели,подземные парковки и т.п.).

5. ЕМС-филыр (сокр. от «электромагнитна я совместимость»): используется для уменьшения электромагнитных по мех, т.е. придает способность ПЧ эффективно функционировать с заданным качеством в определенной электромагнитной обстановке, не создавая при этом недопустимых помех другим техническим средствам, чувствительному к электромагнитным помехам оборудованию и питающей электросети. А также обеспечивает защиту самого преобразователя частоты.

Необходим для работы со всеми типами электродвигателей.

6. Исполнение IP: степень защищенности от пыли, влаги и прочих неблагоприятных условий эксплуатации.

Оптимальный вариант для большинства типов применения: IP54 — защита от пыли и влаги (для серий VFX2.0 и FDU 2.0 до 132 кВт является стандартом). Позволяет отказаться от установки оборудования в шкаф и устанавливать преобразователь в непосредственной близости от исполнительного механизма.

Актуально для насосов, кранов, конвейеров, компрессоров, вентиляционных установок и другого оборудования, функционирующего в неблагаприятных условиях.

7. Функции автонастройки: минимизируют время запуска преобразователя частоты в эксплуатацию. Усовершенствованная функция ПИД с автонастройкой сокращает время настройки и гарантирует максимальную эффективность работы. Преобразователи частоты оперативно определяют осо бенности процесса и затем подстраивают параметры к нужному уровню. Результат — экономия энергии и повышение производительности.

8. Векторное торможение: функция векторного торможения делает возможным рассеяние тормозной мощности через двигатель. Таким образом,снижается потребность в тормозной электронике. Очень быстрая реакция внутренней моделидвигателя эффективно снижает количество ненужных отключений при ударных нагрузках или неправильной установке времени разгона.

9. Аналоговые/дискретные входы/выходы: серии VFX 2.0 и FDU 2.0 имеют 4 цифровых входа/2 выхода, 2 аналоговых входа/2 выхода, 2 выходных реле, что удобно для сопряжения преобразователя частоты с системой управления и расширяет возможности в области программирования различных функций и подключения внешних управляющих сигналов. Всегда полезно иметь запасные входы/выходы, в том числе и на перспективу.

10.Виртуальное nодключение логических функций: поддержка виртуальных соединений логических функций,компараторов и таймеров.

Открывает путь к применению большего количества опций за счет дополнительных плат входов/выходов. Различные логические функции можно объединить без использования кабелейиливнешних входов/ выходов. Так, используя таймер, можно очистить насос от грязи, запустив его на полную мощность, а затемвернув в обычныйрежим. Адресат и источник виртуального подключения несложно настроить с панели управления.

11. 4 переключаемых набора параметров: дает пользователю возможность более гибко настроить преобразователь под требуемые задачи. Удобно, когда нужнопоменять режим работы двигателя. Осуществляется путем выбора в меню набора параметров, соответствующего нужному режиму работы. Т.е. один преобразователь в состоянии поддерживать нормальную работу с несколькими электродвигателями разной мощности, функциони рующих на разных типах применений.

12. Увеличение пикового момента двигателя: линейное нарастание тока относительно момента дает оптимальный результат при работе (если используется тип управления DTC).

Прямое управление моментом делает возможным увеличение момента двигателя до 400 % от номинального. Соотношение момент/ток остается линейным выше номинального момента, т. е. 200 %тока даст 200 % момента.

13. Полууправляемый выпрямитель позволяет плавно подавать напряжение в звено постоянного тока, не чувствителенк количеству отключений силового питания. Преобразователь сам может выключать контактор, снимая напряжение и обеспечивая дополнительную экономию электроэнергии.

14. Регулятор скорости вращения внутреннего вентилятора: регулировка скорости вращения внутреннего охлаждающего вентилятора позволяет уменьшить общее энергопотребление преобразователя частоты.

15.Интерфейсы обратной связи: с их помощью преобразователи частоты легко встраиваются в современные системы автоматизации. Чем более разнообразный набор стандартных интерфейсов и протоколов, с помощью которых осуществляется непосредственное взаимодействие, тем шире возможности встройки в любую промышленную систему.

16.Русифицированное меню: все изделия Emotron имеют русифицированное меню, чтодает пользователям возможность быстрее разобраться совсеми настройками и параметрами, а также лучше воспринимать показания текущих параметров на дисплее.

Таким образом, в заключение хотелось бы отметить, что широкая базовая комплектация преобразователей частоты Emotron позволяет в дальнейшем экономить на покупке дополнительного оборудования как в момент установки и пуска оборудования, так и при эксплуатации. А понимание требований процесса позволит Вам правильно настраивать и применять функции,заложенные в устройство производителем.

Всех, кто хочет узнать больше о новых продуктах Emotron (Швеция), мы ждем в нашем офисе и офисах наших дистрибьюторов. Адреса дистрибьюторов можно найти на официальном сайте компании — www.adl.ru.