Меню
Блог Гридина Семёна

Робототехника — это наука о будущем

Рубрики блога

Чего вы не знаете о преобразователе частоты?

Чего вы не знаете о преобразователе частоты?

Асинхронный двигатель достаточно сложный аппарат, несмотря на то, что по конструкции он состоит всего из двух компонентов — статора и ротора. Какими способами можно им управлять? Наиболее популярный способ управления — это частотный. Так для чего нужен преобразователь частоты? В каких случаях и где их используют? Мы рассмотрим в этой статье.

Из этой статьи вы узнаете:

Общие принципы работы преобразователя частоты
Основные функции преобразователя частоты
Примеры применений ПЧ

Приветствую вас, дорогие друзья, на связи Гридин Семён. Сегодня мы с вами поговорим о преобразователях частоты (ПЧ), о принципе работы данного устройства. Поговорим о множестве полезных функций, облегчающие жизнь пользователю. О схемных решениях с устройством. О том, где и как можно применять ПЧ. Эти устройства часто используются во многих задачах автоматизации.

Общие принципы работы ПЧ

Преобразователи частоты — это устройства предназначенные для передачи сигнала из одного частотного спектра в другой. То есть преобразует ток(напряжение) одной частоты в ток(напряжение) другой частоты.

У преобразователя частоты схема состоит из двух частей:

  • Силовая;
  • Управляющая;

Силовая часть стандартно выполнена на тиристорах, но чаще всего на транзисторах, которые работают в режиме ключей. А управляющая часть сделана в виде процессора и микросхем, которые управляют силовыми ключами и совершают вспомогательные функции(защита, контроль и диагностика).

Преобразователь частоты

Я не буду влазить в глубинные дебри схемотехники и электроники. Скажу лишь, что силовая часть представляет собой управляемый выпрямитель, сделанный из нескольких не запираемых транзисторов.

Система управления поочередно открывает группы транзисторов и подключает питание к статорным обмоткам. Представляю схему для наглядности системы:

Преобразователь частоты

На картинке слева отображен выпрямитель, который преобразует переменное напряжение в постоянное, а с правой стороны управляемый инвертор, преобразующий напряжение в обратную сторону (постоянное в переменное). Настраиваемая плата управления открывает транзисторы в нужной последовательности.

Основные функции преобразователя частоты

В нашем регионе на практике применяют преобразователи частоты для того чтобы вручную регулировать скорость двигатель. Я хочу сказать, что используют всего лишь 2 % функционала ПЧ. Многие не знают о других функциях. Устройство достаточно сложное, много параметров, тяжело с ходу разобраться во всех этих настройках.

Для того чтобы сэкономить вам время, я подобрал список наиболее удобных и простых функций. В принципе по настройкам частотники всех фирм однотипные. В качестве примера я покажу настройки китайского ПЧ Innovert.

1.Запуск и регулирование частоты на дистанции — что делать, если например нужно управлять частотником с пульта, или допустим, прибор находится в неудобном месте. Для этого есть такое решение — подключаем к нему переключатель(либо кнопки пуск-стоп) и потенциометр. И производим соответствующие настройки:

instruction

2.Многоскоростной режим — этот режим позволяет регулировать скорость по дискретным входным сигналам. Допустим при замыкании 1-ого входа срабатывает одна предустановленная скорость, при срабатывании второго входа, срабатывает другая и т.д.

Таблица скоростей

3.Применение встроенного ПЛК — в наиболее навороченных и дорогих частотниках есть возможность программирования встроенного ПЛК. Очень практично, если нет возможности связать с ОВЕН ПЛК на CoDeSyS. В встроенных «мозгах» можно построить свою логику работы ПЧ. В системе существуют таймеры, счетчики, взаимодействие с оперативными параметрами. Можно собрать алгоритм каскадного включения насосов например.

4.ПИД-регулятор — Ну и наконец-то самое интересное. Использование встроенного ПИД-регулятора устройства в технологическом процессе. По моему мнению, это самая лучшая и основная функция. Она позволяет очень точно поддерживать определённый параметр в системе.

Инструкция на ПИД

Например в насосных станциях ПЧ автоматически поддерживает давление в системе, в зависимости от разбора воды. Есть ещё пример, поддержание температуры в экструдере, который плавит полиэтиленовую крошку. Вообще двигатель с обратной связью — это крутая штука.

Напишите, пожалуйста, в комментариях, о каких интересных функциях знаете вы? Этим вы поможете дополнить список статьи...

Примеры применений преобразователя частоты

Еще мне бы хотелось отметить несколько моментов, ПЧ бывают двух видов:

  • Скалярный
  • Векторный

Принцип действия скалярного управления — амплитуда и частота двигателя действует по закону U/f=const. Иными словами, в качестве независимого воздействия оказывается частота, а напряжение определяется механической характеристикой двигателя. Благодаря скалярному принципу обеспечивается перегрузочная способность асинхроника.

Единственный недостаток в скалярном способе то, что при низких частотах теряется механический момент двигателя. Тогда в таких случаях используется векторный режим.

Векторный режим содержит в себе математический аппарат с учетом всех параметров двигателя (ток, напряжение, кол-во оборотов). Это позволяет точнее регулировать скорость на валу и поддерживать момент во всем диапазоне частот.

ПЧВ

Прежде чем  вводить в эксплуатацию векторный преобразователь частоты НЕОБХОДИМО ввести все параметры двигателя и осуществить автонастройку. Это делается для того, чтобы мат. расчёты совпадали с физическими величинами.

Приведу несколько примеров применений ПЧ:

1.Управление насосом - как раз практическое применение ПИД-регулятора для поддержания давления городской воды. Чем больше разбор воды, тем больше обороты двигателя. И ещё один момент, чаще всего используются однофазные насосы.

Шкаф для насосной

Шкаф для насосной

2.Станок гибки рамки для матрасов — здесь использовался многоскоростной режим двигателя. Мотор осуществлял подачу рамки сначала быстро, потом медленно, чтобы позволить гибке согнуть рамку под углом 90 градусов.

Станок для гибки

Станок для гибки

Кстати говоря многие частотники поддерживают протокол modbus, так что подружить ПЧ со SCADA вообще не проблема.

На этом я заканчиваю. Если у вас есть вопросы,  пишите в комментариях. Подписывайтесь, чтобы не пропустить интересные публикации. До встречи в следующих статьях. Пока, пока!

С уважением, Гридин Семён.

Интересен блог? Подпишись и получай новости на почту

Подписка на новости блога

Вам так же может быть интересно

Комментариев к статье: 4
  • Дано общее описание. Подробнее о скольжение и намагничивания на малых частотах. Ниже 20.

  • Приветствую, Олег, на векторных частотниках есть возможность компенсации скольжения. В настройках можно указать так, что ПЧ сам будет регулировать этот параметр...

  • Интересная информация сразу вспомнились уроки электротехники, мне этот раздел электрических машин всегда был интересен.

  • Сейчас в институтах очень мало информации дают. Приходится изучать тонны литературы и догонять самому.

Оставить комментарий

  • ;-)
  • :smile:
  • :sad:
  • :roll:
  • :razz:
  • :oops:
  • :o
  • :lol:
  • :idea:
  • :grin:
  • :cry:
  • :cool:
  • :???: