ЧАСТОТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Применения

В настоящее время большинство технологических задач решается на основе комплектных асинхронных электроприводов с частотным управлением. Сегодня все ведущие отечественные и зарубежные фирмы, работающие в области сило­вой электроники выпускают изделия, предназначенные для управления вентиля­торами, насосами, подъемно-транспортным оборудованием, приводами про­мышленных роботов и т. д. Существует выраженная тенденция перехода к авто­матизированному электроприводу в тех областях, где раньше использовались простейшие релейно-контакторные системы. Это позволяет существенно расши­рить функциональные возможности оборудования, уменьшить энергопотребле­ние.

Диапазон мощностей существующих серийных преобразователей частоты (ПЧ) составляет от 0,3 кВт до 10000 кВт. Они обеспечивают плавное регулиро­вание скорости вращения с сохранением перегрузочной способности в диапазоне 1:20 и более. Могут работать в разомкнутых и замкнутых системах управления. Позволяют формировать режимы разгона и торможения. Имеют целый ряд встроенных систем защиты преобразователя и двигателя.

Силовая часть большинства ПЧ построена на основе инверторов с ШИМ. Техническим стандартом являются два возможных режима работы - управление с заданной функциональной связью UI f и векторное управление. Для поддер­жания постоянства потокосцепления при управлении по закону Ul f в ПЧ ис­пользуется IR - компенсация и коррекция напряжения на входе инвертора.

Режим с заданной U/ / - характеристикой используют для одиночных и мно­годвигательных приводов малой и средней мощности с вентиляторной нагруз­кой. Жесткость статических характеристик примерно соответствует естествен­ной. Диапазон регулирования обычно составляет 10:1 без применения датчика скорости. Если требуется повышение жесткости и расширение диапазона регу­лирования, то применяют различные аналоговые или цифровые (импульсные) датчики. Для этого в ПЧ имеются соответствующие управляющие входы и вы­ходы.

Режим векторного управления в основном используют для приводов с тяже­лыми условиями работы (вентиляторы большой мощности, экструдеры, подъем­но-транспортное оборудование). Диапазон регулирования без датчика скорости здесь также составляет около 10:1, но векторное управление обеспечивает луч­шую динамику привода за счет внутреннего отдельного канала управления мо­ментом. В изделиях ряда фирм в режиме векторного управления возможен выбор

микропроцес­сором. В высококачественных устройствах для повышения быстродействия ис­пользуется параллельная обработка несколькими процессорами. Преобразовате­ли частоты имеют карты расширения функций, позволяющие управлять приво­дом с помощью ПК, через Internet, создавать сложные взаимосвязанные системы приводов с обменом информацией между ними.

Типичная комплектация ПЧ показана на рисунке 2.41. Она включает собст­венно преобразователь (1.2); диалоговый терминал (1.3), который может уста­навливаться на преобразователе или отдельно на крышке шкафа, а также на уда­лении в несколько метров, соединяясь с преобразователем телефонным кабелем; комплект Power Suite для миникомпьютера (1.4); программное обеспечение Power Suite для ПК (1.5); различные карты расширения (5). Набор карт расшире­ния позволяет индивидуализировать применение ПЧ. Это могут быть: карты входов-выходов, позволяющие увеличить их число и адаптировать к имеющему­ся оборудованию; коммуникационные карты, позволяющие организовать обмен информацией процессора ПЧ с внешними устройствами, имеющими другие ши­ны и протоколы; а также прикладные карты, в основном предназначенные для раздельного управления приводами в много двигательном приводе.