Як керувати частотним перетворювачем

До складу будь-якої системи з асинхронним силовим агрегатом на чолі, обов'язково входить частотний перетворювач (ПЧ). Його наявність допомагає вирішувати проблеми асинхронних силових установок, як то складності регулювання швидкості, високі пускові струми, часті гальмування, зміна режимів роботи. Незважаючи на те, що управління перетворювачем частоти зводиться до трьох простих операцій – пуск, зупинка, аварійна зупинка, реалізувати це можна різними способами.

На самому початку зробимо акцент на двох принципово різних типах функціонування: скалярному і векторному. Перший підтримує постійний баланс між вихідною частотою і напругою, що робить його підходящим для простих механізмів, таких як насоси або вентилятори. Другий побудований на принципі контролю вихідної частоти, напруги і фази. Завдяки таким особливостям частотний перетворювач для електродвигуна пропонує незалежну регулювання швидкості і крутного моменту ротора.

Подальший опис, в якому будуть розбиратися методи контролю ПЧ, стосується векторних моделей, так як цей підхід переважає в багатьох промислових системах.

Якими методами здійснюється частотне керування в промислових масштабах?

Виділимо п'ять основних підходів, які використовуються при створенні ланцюгів, що використовують потужні електродвигуни.

1. З допомогою клавіатури.
2. Застосування дистанційного пульта.
3. Передача команд за допомогою аналогових входів (вплив на швидкість обертання).
4. Використання дискретних входів для зміни станів і параметрів.
5. Задіяння послідовного інтерфейсу RJ-485.

Очевидно, що не всі частотники мають однаковий набір інтерфейсів, тому при виборі звертайте увагу на технічні характеристики конкретної моделі.

Найбільш зручним є управління частотним перетворювачем з комп'ютера за допомогою роз'єму RJ-485. В цей же роз'єм підключається перехідник RS-485 на RS-232. Зручність цього способу полягає в тому, що у оператора з'являється можливість не просто віддавати команди, змінювати параметри на відстані, але й запитувати інформацію про технічний стан пристрою. Також підключення до ПК забезпечує створення єдиної мережі з декількох агрегатів.

Управління ПЧ при допомогою пульта, через дискретні і аналогові входи

Використання пульта хоч і не розкриває весь функціонал асинхронних установок, все ж сильно полегшує контроль над виробничим процесом. Варто відзначити, що пульт управління частотним перетворювачем має всього три клавіші: ПУСК, СТОП і JOG (поштовховий/імпульсний режим роботи). З'єднання з частотником двигуна виконується за рахунок кабелю довжиною до 500 метрів.

Практично всі частотники мають один або два аналогових входи. Перший дозволяє здійснювати контроль за напругою з опором до 30-50 кОм. Другий, як правило, комплектується перемикачем, переводящим його в роботу або з току з високим опором (до 300-500 Ом), або по напрузі. Для цього потрібен якісний кабель для частотного перетворювача малих перерізів – від 0,5 до 0,75 мм

Дискретне підключення має спочатку широкими можливостями, які передбачають виробники обладнання. Кількість цифрових входів залежить від конкретної моделі пристрою. Зазвичай, чим їх більше, тим дорожче пристрій. Оптимальний варіант від 6-до 8-і роз'ємів. Перші два завжди будуть відповідати за пуск/обертання вперед (FWD) і зупинку/обертання назад (REW). Інші клеми програмуються під конкретну задачу. Активація потрібного роз'єму виконується з допомогою його замикання на клему COM.

Переваги векторного керування

На самому початку огляду ми говорили про відмінності базових систем. Якщо ми вибираємо однофазний частотний перетворювач для однофазного двигуна, в більшості випадків це скалярна модель. Для ефективного контролю над трифазними агрегатами потрібно векторний ПЧ. Такий принцип контролю пропонує розширені можливості.

1. Автоматизація енергоспоживання. При виході на задані показники ПЧ знижує рівень вихідної напруги, тим самим зменшуючи споживання струму.
2. Сплячий режим. Ця функція захищає мотор від перегріву, якщо йому доводиться працювати на знижених частотах (20-30 Гц).
3. Адаптація до параметрами. Алгоритм, при якому ПЧ вимірює і запам'ятовує робочі величини силового пристрою.
4. Зручна комунікація дозволяє проводити постійну самодіагностику допомогою програми-конфігуратора.
5. Плавний пуск + динамічне гальмування.
6. Підхоплення установки. Корисна функція, яка дозволяє частотнику включатися в роботу вже при працюючому двигуні, незалежно від напрямку обертання. Якщо вал обертається в зворотну сторону, ПЧ, спочатку м'яко зупинить установку, а потім запустить її в потрібну сторону.
7. Повідомлення про обрив ременя. Ця функція корисна в установках з насосами і вентиляторами. У разі обриву ременя спрацьовує сигналізація, і мотор припиняє роботу, або виводиться оповіщення на операторську панель.

Також слід зазначити, що частотне керування двигуном описаного типу, передбачає протипожежний режим. Він реалізується за рахунок підключення протипожежного датчика до одного з дискретних входів ПЧ. При спрацьовуванні датчика, перетворювач припиняє роботу.

Кілька порад тим, хто тільки планує придбати частотники

Враховуйте, що моделі розрізняються набором управлінських функцій (призначенням роз'ємів, наявністю або відсутністю ПІД-регулятора і т. д.). Недорогі моделі мають спрощеним функціоналом, якого достатньо для виконання базових завдань. Дорогі агрегати мають на борту логічні контролери.

Кількість клем також відрізняється. Цілком імовірно, що при вибраній схемі наявних роз'ємів може і не вистачити. В такому випадку отримується плата розширення, удваивающая їх кількість.

Купуючи відразу кілька перетворювачів для побудови складної мережі на виробництві, вибирайте обладнання від однієї торгової марки. Так буде простіше налагодити обслуговування та ремонт у разі необхідності.