Автоматизированная система управления транспортными конвейерами участка производства шампанского

Страница 6

13. Частотные преобразователи

Частотные преобразователи предназначены для регулирования частоты вращения вала АД, изменяя скорость в широких пределах. Частотные преобразователи, получившие широкое распространение, являются инверторами напряжения, хотя ещё также существуют и используются инверторы тока. Это объясняется тем, что инверторы напряжения могут работать в многодвигательном приводе, и, самое главное, имеют более широкий диапазон изменения выходной частоты. Последнее обстоятельство открывает дорогу данным устройствам не только в производственную, но и в коммунальную сферу, где, например, нагрузка на водопровод крайне неравномерная. Частотные преобразователи помогают эффективно решить проблему необоснованного перерасхода – когда давление в трубах нормализуется, инвертор автоматически снижает момент на валу насоса, экономя при этом до 30 % энергии. В промышленности при производстве на конвейерах так же часто используются частотные преобразователи для управления транспортерами конвейера. В результате чего достигается синхронизация работы двигателей транспортера, а вследствие и всего конвейера, экономия электроэнергии и повышение производительности конвейера.

Частотные преобразователи (инверторы) служат для плавного, бесступенчатого регулирования скорости трехфазного асинхронного электродвигателя. Регулирование происходит за счет создания на выходе трехфазного тока переменной частоты.

Рис. 6. Схема подключения инвертора

Частотный преобразователь состоит из системы управления, выпрямителя, шины постоянного тока и выходного генератора. Выходное напряжение создается методом высокочастотной широтно-импульсной модуляции.

В настоящее время OMRON выпускает 8 серий частотных преобразователей SYSDRIVE - 3G3EV, 3G3JV, 3G3MV, 3G3HV, 3G3PV, 3G3RV, 3G3GV и 3G3FV. Серии отличаются диапазоном мощностей и возможностями системы управления.

Преобразователи серии EV и JV- небольшой мощности, компактны и просты в эксплуатации. Обладая всеми преимуществами частотных преобразователей OMRON, они имеют невысокую цену. Существуют модификации с питанием от однофазной сети 220 В.

Рис. 7. Конвейер.

Серии HV и PV охватывают большой диапазон мощностей (до 300 кВт). Преобразователи этой серии подходят для большинства обычных применений - приводы насосов, вентиляторов и т.д. Эти преобразователи имеют встроенный ПИД - регулятор и функцию энергосбережения.

Рис. 8. Вентилятор

Преобразователи серии MV, RV, FV, и GV отличаются режимом векторного управления. 3G3FV и 3G3GV имеют векторное управление с обратной связью. Эта группа преобразователей имеет возможность работы с полным моментом в области нулевых частот и обладает улучшенными динамическими характеристиками: имеют функцию автоматического определения параметров электродвигателя. Они предназначены для приводов поршневых насосов, шнеков и задач позиционирования, могут (с асинхронным двигателем) заменять двигатели постоянного тока.

Рис. 9. Промышленный кран.

14. Основные возможности частотных преобразователей.

Частотные преобразователи обеспечивают полную электронную защиту преобразователя и двигателя от перегрузок по току, перегрева, утечки на землю и обрыва фазы.

Преобразователь позволяет отслеживать и отображать на цифровом пульте основные параметры системы на заданную скорость, выходную частоту, ток и напряжение двигателя, выходную мощность и момент, состояние дискретных входов, общее время работы преобразователя и т. д. В зависимости от характера нагрузки можно выбрать подходящую V/f характеристику или создать свою собственную.

Управлять частотным преобразователем OMRON можно либо со встроенной цифровой панели, либо с помощью внешних сигналов. Во втором случае скорость вращения задается аналоговым сигналом 0-10В или 4-20мA, а команды пуска, останова и изменения режимов подаются дискретными сигналами.

Существует возможность управления преобразователем через последовательный интерфейс (RS-232, RS-422 или RS-485) с использованием специального протокола.

Специальные функции

Преобразователи OMRON имеют несколько специальных функций.

Энергосбережение

Преобразователь позволяет экономить на непроизводительных затратах энергии, кроме того, он имеет функцию энергосбережения. Эта функция позволяет при выполнении той же работы экономить дополнительно от 5 до 30% электроэнергии путем поддержания электродвигателя в режиме оптимального КПД.

В режиме энергосбережения преобразователь автоматически отслеживает потребление тока, рассчитывает нагрузку и снижает выходное напряжение. Таким образом, снижаются потери на обмотках двигателя и увеличивается его КПД.

ПИД-регулятор

Преобразователи OMRON имеют встроенный регулятор процесса (ПИД-регулятор). Для работы в этом режиме необходим датчик обратной связи. Преобразователь изменяет скорость вращения двигателя таким образом, чтобы поддерживать на заданном уровне определенный параметр системы (уровень, давление, расход, температура и т.п.).

Предотвращение резонанса

Иногда при работе на определенных частотах в механической системе возникает резонанс. В этом случае преобразователь может обходить резонансную частоту.

Предотвращение опрокидывания ротора

Функция предотвращения опрокидывания ротора работает в трех режимах - при разгоне, при торможении и во время работы. При разгоне, если задано слишком большое ускорение и не хватает мощности, преобразователь автоматически продлевает время разгона. При торможении функция работает аналогично. При работе эта функция позволяет в случае перегрузки вместо аварийной остановки продолжить работу на меньшей скорости.

Определение скорости

Иногда возникают ситуации, в которых пуск преобразователя происходит при вращающейся нагрузке. Для предотвращения опрокидывания в этом случае применяется функция поиска скорости. При ее использовании преобразователь при пуске определяет скорость вращения нагрузки и начинает регулирование не с нуля, а с этой скорости.

Инвертор SYSDRIVE 3G3MV

Многофункциональный компактный инвертор серии SYSDRIVE 3G3MV является первым компактным инвертором, незаменимым при создании систем с разомкнутым векторным управлением. Инвертор 3G3MV удовлетворяет Директивам ЕС и требованиям Стандартов UL/cUL, которые используются во всем мире. Более того, Инвертор серии 3G3MV объединяет в себе различные методы управления, сети и функции ввода/вывода, гибкие и легкие в использовании.

Модели Инвертора SYSDRIVE 3G3MV

Имеются следующие модели 3G3MV класса 200-V (3-фазные и 1-фазные 200 VAC) и

класса 400-V (3-фазные 400 VAC).

Высокий момент вращения, идеальный для различных применений

Инвертор 3G3MV является первым компактным инвертором OMRON со встроенной функцией разомкнутого векторного управления, который гарантирует момент вращения на выходе, составляющий 150% от номинального момента вращения двигателя при выходной частоте 1 Гц. Он обеспечивает более стабильное вращение на низких частотах, чем у любых

инверторов подобного типа. Более того, инвертор 3G3MV подавляет колебания, вызываемые нагрузкой. Так же включает полностью автоматическую функцию усиления момента вращения, которая делает более мощной работу двигателя при вольт-частотном (U/f) управлении. Имеет высокоскоростную функцию ограничения тока, подавляющую превышение тока, вызванное высоким моментом вращения, и гарантирующую плавную работу двигателя.

Удобные и легкие в использовании функции

Регулятор частоты в Цифровом Пульте Управления (ЦПУ) позволяет легко выполнить операцию регулирования. По умолчанию принимается режим функционирования согласно настройкам регулятора частоты. Цифровой пульт управления имеет функцию копирования параметров, гарантирующую легкое изменение параметров. Обеспечивается легкость технического обслуживания. Охлаждающий вентилятор легко заменяется. Срок службы вентилятора может быть увеличен, если включать его только при работающем инверторе. Имеется встроенный управляющий транзистор. Кроме того, Инвертор будет обеспечивать более эффективное управление при непосредственном подключении тормозного резистора. Имеет встроенную цепь защиты от бросков тока, которая предотвращает плавление контактов на блоке питания.