ЧАСТОТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Подключение частотного преобразователя

Цены на преобразователи частоты(12.11.14г.):
Модель Мощность Цена
CFM110 0.25кВт 1500грн
CFM110 0.37кВт 1600грн
CFM210 1,0 кВт 2200грн
CFM210 1,5 кВт 2400грн
CFM210 2,2 кВт 2900грн
CFM210 3,3 кВт 3400грн
Контакты для заказов:
+38 050 4571330
msd@msd.com.ua
Более подробнее, фото, доставка и оплата на стр. //msd.com.ua/invertor/invertor/

Основная схема подключения ПЧ показана на рисунке 2.42. Преобразова­тель может питаться как от трехфазной, так и от однофазной сети. Для мощных ПЧ допускается подключение только к трехфазной сети. В обоих случаях при­соединение осуществляется через быстродействующий автоматический выклю­чатель и контакты ЦК 1^. Время-токовая характеристика выключателя должна быть класса В, т. е. с максимальным быстродействием. Некоторые изготовители рекомендуют также последовательно с выключателем устанавливать быстродействующие плавкие вставки.

В приводах ответственных механизмов с редкими включениями после авто­матического выключателя устанавливают контактор с цепью управления, пи­тающейся от одной из фаз сети.

Рис. 2.42. Общая схема подключения преобразователя частоты

Для ограничения токов на сетевом входе ПЧ устанавливают сетевые дроссе­ли (СД). Мощные преобразователи (>10-15 кВт) имеют встроенные СД. Для ос­тальных СД поставляются в качестве дополнительного оборудования в случае необходимости.

Двигатель подключается к контактам U, V, W непосредственно или через контактор. Контактор используют в основном в ответственных приводах с час­тыми включениями. Кроме того, если кабель подключения двигателя более 50 м, то для ограничения dul dt и снижения уровня помех между преобразователем и двигателем устанавливают выходные дроссели или LC фильтр.

Если в ПЧ не предусмотрен режим инвертирования во входном выпрямите­ле, то для рассеяния энергии при торможении используют внешний тормозной резистор, мощность которого определяют по длительности тормозного режима, времени цикла и моменту, действующему на валу. Тормозные резисторы явля­ются дополнительным оборудованием и обычно производятся фирмами изгото­вителями ПЧ. Некоторые ПЧ допускают для машин малой мощности режим торможения с моментом до 30% от номинального без подключения тормозного резистора.

Информационные контакты подключения функционально делятся на четыре группы: дискретные входы; дискретные выходы; аналоговые входы и аналого­вый выход.

Дискретные или логические входы (LIIK Lli - Logic Input) используют для дискретного управления ПЧ. Функции входов назначаются пользователем при настройке. Для повышения помехозащищенности в них используются логиче­ские сигналы высокого уровня («0» - <5В, «1»->11Ви напряжение питания 24 В).

Дискретными выходами являются контакты реле М, срабатывающего при всех аварийных режимах преобразователя, и реле R2, функция которого назна­чается пользователем. Чаще всего эти контакты используют для управления входным или выходным контактором преобразователя.

Два аналоговых входа служат для управления выходной частотой преобра­зователя сигналами задания или обратной связи. Вход All (Analog Input) потен­циальный с входным сопротивлением 30 кОм и уровнем сигнала 0-10 В. Вход AI2 токовый с входным сопротивлением 100 Ом и уровнем сигнала 1-20 мА. При управлении по этим входам ошибка составляет величину порядка ±1%, а нелинейность +0,5% от максимальной выходной частоты.

Токовый аналоговый выход AOl [Analog Output) используют для обмена информацией между ПЧ и внешней системой управления. Функция его назнача­ется пользователем. В простейшем случае к этому выходу можно подключить гальванометр и измерять выходную частоту преобразователя. Выходной ток от 0 до 20 мА, максимальное сопротивление нагрузки 500 Ом. Линейность выходной характеристики составляет величину порядка +0,1 мА, а точность +0,2 мА.

Для обмена цифровой информацией с внешними устройствами (микропро­цессорами, ПК и т. п.) в ПЧ обычно используют последовательный интерфейс RS 485 с протоколом Modbus.

2.3.3.2. Основные характеристики и функции

Преобразователи частоты подключаются к промышленной сети частотой 50 Гц и напряжением 220/380 В. При этом они формируют на выходе напряжение частотой от 0,1 Гц до 500 Гц и максимальным значением равным амплитуде на­пряжения сети.

Нагрузкой ПЧ может быть любой двигатель мощностью меньше или равной мощности преобразователя. Обычно в справочных данных указывается не мощ­ность, а выходной ток преобразователя. Соответственно и фазный ток двигателя в статическом режиме не должен превышать этого значения.

Они обеспечивают диапазон регулирования скорости вращения в пределах 10:1 при управлении по заданной частотной U/ / - характеристике и до 100:1 при

векторном управлении. Статическая погрешность регулирования составляет около ±1% без датчика скорости; +0,1% в системе с аналоговым датчиком и +0,02% с импульсным датчиком.

В ПЧ предусмотрена возможность выбора частоты коммутации из ряда дис­кретных значений от 0,5 до 20 кГц. При низких частотах коммутации, состав­ляющих примерно треть диапазона, преобразователь может развивать полную выходную мощность. При высоких частотах возрастают коммутационные потери в транзисторах и в этом случае требуется увеличение мощности преобразователя на один типоразмер, кроме эксплуатации в повторно-кратковременном режиме, когда можно производить выбор преобразователя по обычным критериям.

При разработке приводов с ПЧ необходимо учитывать изменение теплового режима двигателя. Разработчики преобразователей приводят рекомендуемые граничные механические характеристики вида рис. 2.43. Двигатели с естествен­ной вентиляцией в длительном режиме должны работать с уменьшением момен­та нагрузки по мере снижения частоты. Примерно до половины номинальной частоты это снижение составляет около 5%, а далее увеличивается до 50%. Двигатели с принудительной вентиляцией могут работать в длительном режиме в за­штрихованной области, если при этом ток статора не пре­вышает допустимого выход­ного тока преобразователя. При этом возможны кратко­временные перегрузки по моменту на20-70%в течение 60 с и на 40-100% в течение 2 с.

Если двигатель по усло­виям механической прочно­сти допускает работу при повышенных скоростях вращения, то в ПЧ это легко реализуется при постоянной располагаемой мощности, т. е. со снижением момента обратно пропорционально частоте вращения (рис. 2.43).

В любом приводе существует проблема переходных режимов, когда требу­ется обеспечить определенное ускорение по условиям работы механизма или двигателя. В приводах с ПЧ дополнительно нужно учитывать существующие ог­раничения по выходному току и рассеиваемой мощности при торможении. Обычно они составляют 150% от номинального тока. Преобразователь имеет встроенную защиту, ограничивающую этот ток или отключающую нагрузку. Ра­циональным выбором кривых разгона и торможения можно полностью исключить режимы выхода на предельные значения тока. Для этого пользователю предоставляется возможность не­зависимого выбора этих кривых как по характеру (линейная, S - образная, U-образная) так и по времени (tv t2) в пределах от 0,05 до 1000 сек с разрешением 0,1 сек (рис. 2.4 4).

Аналоговые входы ПЧ позволяют организовать непрерывное управление АД с заданным ограничением диапазона. Для этого в ПЧ в диалоговом режиме мож­но выбрать верхнюю (GV) и нижнюю (PV) границу диапазона (рис. 2.45), а также, если требуется, сформировать на регулировочной характеристике зону нечувствительности или режим ограничения.

Пользователю предоставляется также возможность создания на регулиро­вочной характеристике от одного до трех «окон» шириной 5 Гц (рис. 2.45), с по­мощью которых можно исключить частоты, вызывающие механический резо-нанс в приводе. Это особенно важно для приводов центробежных насосов и вен­тиляторов, в которых явление резонанса возникает особенно часто. Дополни­тельные возмож­ности в управле­нии приводом предоставляют четыре логиче­ских входа ПЧ. С их помощью можно управлять направлением вращения, тормо­жением, останов­кой, переключе­нием до четырех предварительно выбранных скоро­стей вращения, формируя при этом сложные на-

Она контролирует его тепловой режим с учетом не только пре­образуемой мощности, но и ус­ловий теплооотвода.

Во всех ПЧ предусмотрена тепловая защита двигателя. Она производится посредством не­прерывного контроля величины I2t с учетом скорости вращения и имеет время-токовые характе­ристики, показанные на рис.

2.47. Тепловую защиту АД можно также организовать с помощью дополнитель­ной карты и терморезистора, установленного в двигателе. Помимо тепловой за­щиты обычно предусматривается быстродействующая защита от обрыва фазы.

Аварийный сигнал любого вида защиты вызывает отключение двигателя и срабатывание реле R[, контакты которого выведены во внешние цепи преобра­зователя и могут использоваться для коммутации цепей системы управления приводом. Кроме того, в ПЧ можно активизировать функцию повторного запус­ка. В этом случае система управления преобразователя после устранения неис­правности производит серию попыток повторного запуска двигателя с 30-ти се­кундными интервалами. Если после шести попыток запуск не осуществился, то преобразователь блокируется до отключения и повторного включения питания.