Второй двигатель как преобразователь

Частотные преобразователи

Модельный ряд частотных преобразователей LS Electric представлен следующими сериями:

Серия iG5A — ХИТ ПРОДАЖ!

Мощность: 0,4 – 22 кВт;
Питание: 1 фаза, 200 – 230 В; 3 фазы, 380 – 480 В;
Управление: V/f и векторное управление без датчика;
Функции: ручная/автоматическая установка усиления момента, режим «Второй двигатель»,
Применение: для вентиляторов, насосов, конвейеров, мешалок, подъёмников, аттракционов.

Серия iC5 – Компактный и динамичный!

Мощность: 0,4 – 2,2 кВт;
Питание: 1 фаза, 200 – 230 В;
Управление: V/f — управление, векторное управление без датчика;
Особенности: автоматическое определение параметров двигателя, встроенный: ПИД-регулятор, ЕМС фильтр, встроенный потенциометр.
Применение: для вентиляторов, насосов, конвейеров, мешалок.

Серия iE5 — Максимум возможностей!

Мощность: 0,1 – 0,4 кВт;
Питание: 1 фаза, 200 – 230 В, 50/60 Гц;
Управление: скалярное V/f управление, компенсация скольжения;
Доп. опции: RS-485 (LS Bus / Modbus). Встроенный потенциометр.

Применение: для вентиляторов, насосов, конвейеров, швейных машин, беговых дорожек, приводов жалюзи, шлагбаумов, рекламных щитов.

Мощность: 5,5 – 450 кВт;
Питание: 3 фазы, 5,5 – 30 кВт, 200 – 230 В;
3 фазы, 5,5 – 450 кВт, 380 – 480 В
Управление: V/f управление, векторное управление без датчика
Применение: для вентиляторов и дымососов, насосов и пожарных насосов, мельниц, дробилок, центрифуг, скрубберов.

LSMV-M1000/M1000A средневольтные преобразователи частоты.

Применение: нефтегаз, водоснабжение, генерация энергии, металлургия, морские суда, цемент, ЦБТ

Входные и выходные фильтры ЭМС предназначены для подключения к входу или выходу инверторов и других устройств преобразования частоты для уменьшения электромагнитных помех.

Частотный преобразователь (автоматический регулятор частоты, инвертор) предназначен для преобразования входного напряжения 220В/380В частотой 50 Гц, в выходное напряжение с частотой от 0 Гц до 400 Гц и формирования в обмотках двигателя синусоидального тока регулируемой амплитуды и частоты, и соответственно — плавного изменения оборотов электродвигателя. Кроме того, частотный преобразователь позволяет изменять направление вращение вала двигателя и обеспечивает его плавный пуск и остановку.

Управление преобразователем частоты может осуществляться со встроенной или выносной панели управления, или же — с помощью внешних сигналов. Кроме того, существует возможность управлять частотным преобразователем через последовательный интерфейс или от внешнего программируемого логического контроллера.

• Пространственно-векторное ШИМ-управление.
• Увеличение момента на малых скоростях до 150%.
• Изменяемая частота модуляции до 15 КГц.
• Встроенный ПИД и ПД-регулятор.
• Встроенный или внешний коммутирующий тормозной прерыватель.
• Программируемая характеристика U/f.
• 8 программируемых скоростей.
• Программируемые входы/выходы.
• Энергосберегающая функция.
• Компенсация проскальзывания.
• Большое количество защитных функций.
• Множество дополнительных опций: интерфейсы (RS-485, DeviceNet, ProfiBus, ModBus), датчик угла поворота и т.д.

12 важных вопросов о выборе преобразователя частоты

В первой части статьи мы рассказали о преимуществах применения преобразователей частоты, а также коснулись особенностей их выбора. Но при приобретении такого сложного оборудования необходимо учесть множество нюансов – о них пойдет речь во второй части.

Об особенностях применения преобразователей частоты для различного оборудования вы можете прочитать в части 3.

Часть 2. Обратите внимание на нюансы

Как правильно подобрать диапазон регулирования частоты и какой способ управления выбрать?

– Использование ПЧ позволяет регулировать скорость электродвигателя от нуля до номинального значения и выше. При этом важно помнить, что преобразователь может обеспечить на выходе напряжение, равное напряжению питающей сети. Образно говоря, если двигателю нужно 690 В, а ПЧ рассчитан на 380 В – это в корне неправильный подбор оборудования.

О способах управления. В Интернете много теоретической информации о том, какой вариант «лучше». На самом деле основывать свой выбор надо не на оценках метода управления, а на области применения преобразователя частоты. В оборудовании, которое работает с кранами, подъемными механизмами, протяжными станками используется векторный способ. В насосах и вентиляторах, то есть в тех механизмах, где скорость практически не меняется, обычно используется скалярный.

Оба этих метода решают одну задачу: регулировки скорости и изменения момента.

Что такое ПИД-регулятор, управляющие входы/выходы, и насколько это важно?

– Пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор (ПИД-регулятор) управляет внешними процессами, анализируя сигналы обратной связи, поступающие на преобразователь частоты. Этот регулятор есть в 95% современных преобразователей частоты.

Самый простой пример его использования: требуется поддерживать постоянное давление в трубе 5 Бар, ПЧ считывает сигналы с датчиков, а ПИД-регулятор за счёт математических алгоритмов обеспечивает необходимый режим работы ПЧ.

Что касается входов и выходов. Сегодня большинство преобразователей частоты имеют в базовой комплектации аналоговые и цифровые входы/выходы, последовательный интерфейс и т.д. Такой набор функций позволяет интегрировать ПЧ в большинство автоматических систем, без ограничений в выборе способов управления преобразователем.

Дискретное (цифровое) управление считается самым простым, данные входы используются для передачи основных команд: пуск или остановка электропривода, регулирование скорости, переключение между режимами работы ПЧ. Такие выходы сообщают о неисправностях, достижениях заданных пределов по частоте и току, дают команды на включение ведомых электроприводов и т.д. На один дискретный вход можно задать необходимую функцию, выбрав из более чем нескольких десятков.

Аналоговое управление решает другие задачи. Например, обеспечивает плавное регулирование. Также данный способ управления позволяет проводить постоянный мониторинг и контролировать состояние необходимых параметров системы. Сигналы поступают на вход ПЧ с соответствующих датчиков.

Управление по последовательному интерфейсу используется для построения сложной автоматизированной системы. Данный способ позволяет управлять сразу несколькими преобразователями частоты, причем они могут находиться далеко друг от друга. Такой способ значительно сокращает число проводов, одновременно увеличивая возможности передачи информации. Наиболее универсальным и, соответственно, популярным и надежным интерфейсом (протоколом) для подключения к ПЧ на сегодняшний день считается Modbus (RS485).

На что еще стоит обратить внимание, выбирая преобразователь частоты?

Артем Мошечков:

– Разумеется, на функциональность, эргономичность оборудования, наличие дополнительных возможностей, понятный интерфейс. Важный для многих вопрос – условия работы и монтажа ПЧ. Например, преобразователи частоты серии CONTROL-А310 и L620 IEK ® требуют достаточного свободного пространства для охлаждения, а ONI-А400 можно монтировать по принципу «стенка к стенке». Но все эти серии отличаются малыми габаритами и неприхотливостью в монтаже.

В некоторых линейках есть возможность использования стандартной витой пары UTP кат. 5e для выносного монтажа идущей в комплекте панели управления, что позволяет максимально упростить и до 10 раз удешевить монтаж панели управления по сравнению с преобразователями, использующими специальные коммутационные шлейфы.

Обращайте внимание на условия эксплуатации: например, если необходимо, чтобы преобразователь частоты безотказно работал при высокой влажности, стоит рассмотреть серию CONTROL-L620 IEK ® – данное оборудование без дополнительного охлаждения можно эксплуатировать при относительной влажности до 95% и температуре от -10 до +40 °C. А специальное покрытие плат, в соответствии с промышленными стандартами, позволяет применять эти преобразователи в тяжелых условиях.

Обязательно поинтересуйтесь, какие силовые ключи используются при сборе ПЧ – одними из самых надежных являются IGBT производства компании Infineon. Они позволяют существенно повысить надёжность и отказоустойчивость оборудования.

Система управления частотным преобразователем должна быть интуитивно понятной, функциональной, вариативной. В передовых моделях, например, таких как серия ONI-M680, источником управляющего сигнала может быть кнопочная панель, промышленная сеть, цифровые входы и импульсный вход. Имеется возможность подключения исполнительных устройств, датчиков, программируемых логических контроллеров. Некоторые входы и выходы способны функционировать в различных режимах.

И, разумеется, важны сертификация, гарантия производителя. Если говорить о тех сериях, на основе которых мы разбирали принципы работы ПЧ, то у линейки CONTROL IEK ® расчетный срок службы составляет 7 лет, гарантия – два года. Все преобразователи, выпускающиеся под этой маркой, имеют сертификаты соответствия ГОСТ. Аналогичные показатели у частотных преобразователей семейства ONI ® .

Из явных преимуществ преобразователя частоты CONTROL-L620 IEK ® можем отметить широкий диапазон функций защиты двигателя и преобразователя частоты, наличие функций автонастройки в различных режимах, развитую и понятную индикацию на приборной панели. Компания уже пополнила складской ассортимент указанной продукцией.

IEK GROUP © 1999-2021 Все права защищены.

• instagram
• Facebook
• Вконтакте
• YouTube
• Одноклассники
• Яндекс Дзен

Машина двойного питания

Машина двойного питания — конструктивно это асинхронная машина с фазным ротором, имеющая раздельное питание обмоток статора и ротора, при этом сумма (разность) частот тока питания кратна частоте вращения вала. Например: если обмотка статора двигателя запитана частотой 50 Гц, а обмотка фазного ротора — частотой 10 Гц, то частота вращения (при двухполюсных обмотках) ротора может быть, в зависимости от порядка чередования фаз ротора, 40 или 60 об/сек. Но принцип действия МДП соответствует синхронной машине, поскольку токи в роторе получаются не за счёт скольжения последнего относительно поля статора, а за счёт подачи тока от внешнего источника.

МДП могут работать как в двигательном, так и в генераторном режиме.

Недостатками машин двойного питания являются:

• «качание» ротора, аналогичное «качанию» у обычных синхронных машин, что может вызывать выпадение из синхронизма;
• наличие скользящих контактов для передачи тока на ротор. В отличие от синхронных машин, подаваемая на ротор мощность может достигать половины всей мощности машины (у синхронной машины примерно 1-5%). Эта мощность примерно пропорциональна частоте питающего тока. Этот недостаток удалось устранить в бесконтактной машине двойного питания.

Преимущества машин двойного питания:

• возможность работы с частотой вращения вала 6000 об/мин при питании от промышленной сети и, как следствие, получить удвоенную мощность при тех же размерах, значениях магнитного потока и крутящего момента;
• использование для управления двигателем статических преобразователей половинной мощности;
• возможность удвоения напряжения в генераторе за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора.

Бесконтактная машина двойного питания [ править | править код ]

Один из вариантов БМДП имеет конструкцию, в которой в одном корпусе собраны, практически, 2 синхронные машины. Статор имеет 2 магнитопровода с двумя группами обмоток. На валу установлены 2 ротора, обмотки которых образуют единую цепь.
В общем случае обе машины имеют разное число групп полюсов. Именно это условие обеспечивает возникновение тока в роторе при любых оборотах вала за счет расчетного скольжения. Одна из групп обмоток статора запитывается от сети, а вторая — от генератора частоты, который тоже может быть заменен в нужный момент на подключение от сети.
В зависимости от фазности подключения обмоток, от смещения фаз, от способа соединения обмоток обоих роторов, могут получаться разные скорости синхронного вращения вала.
Недостатком БМДП является примерно в 2 раза меньшая удельная мощность, чем у аналогичных щёточных машин. Но, из-за отсутствия щёточного узла, эта разница меньше.

Примеры использования [ править | править код ]

Турбогенераторы. Как правило, имеют высокие обороты ротора: 3000 или 6000 об/мин, что связано с желанием получить большую удельную мощность генератора и турбины. При 6000 об/мин. при использовании обычных синхронных генераторов частота тока кратна 100 Гц. Для получения промышленной частоты 50 Гц требуется преобразователь. Включенные в противофазе обмотки ротора и статора МДП позволяют при 6000 об/мин. вырабатывать 50 Гц без использования преобразователя. (Совсем обойтись без преобразователя иногда не удается т.к. генератор связан с турбиной у которой максимальный КПД может находиться на скорости отличной от 6000 об/мин, например 6100 об/мин. Но и в этом случае такая схема выгоднее [ источник не указан 4291 день ] классического синхронного генератора с ПЧ). Недостатком является то, что при этом режиме энергия будет отдаваться не только со стороны статора, но и со стороны ротора, что связано со сложностями съёма больших токов ротора через щётки.

Ветроэлектрогенераторы. Для получения на выходе напряжения промышленной частоты и параметров ротор генератора запитывается от инвертора с частотой, равной разности частоты сети и частоты вращения вала генератора. В этом случае мощность инвертора оказывается меньше выходной мощности генератора.

Двигатели. Подача на ротор двигателя частоты сети со сменой фаз, противоположной фазам статора, позволяет получить 6000 об/мин. Двигатель имеет 2 этапа запуска. На первом происходит понижение частоты питания ротора (статора) до 0. Двигатель при этом ничем не отличается от обычного синхронного с возбуждением постоянным током. На 2-м этапе регулятор опять увеличивает частоту до частоты сети, но уже с противоположным чередованием фаз. После достижения двигателем синхронизма регулятор может быть отключен, а ротор запитывается от сети с противоположным чередованием фаз.
Существует способ запуска двигателя, когда в качестве генератора переменной частоты применяется второй аналогичный двигатель. После разгона обоих двигателей до частоты, близкой к синхронной, фазные роторы включают в противофазе. После этого тормозят ротор вспомогательного двигателя. Частота тока скольжения возрастает до частоты сети, ротор основного двигателя запитывают от сети, а вспомогательный двигатель отключают.

Преобразователи частоты. МДП могут эффективно выполнять преобразование частот 50-60 Гц. Для этого используются 2 соединённые валами одинаковые МДП (умформеры). Роторы обеих машин запитываются частотой 5 Гц, но с разным чередованием фаз.

Значительный вклад в разработку МДП сделал Ботвинник Михаил Моисеевич.

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.