Функциональные возможности преобразователя частоты

Векторное управление – метод управления синхронными и асинхронными двигателями, не только формирующим гармонические токи (напряжения) фаз, но и обеспечивающим управление магнитным потоком ротора (моментом на валу двигателя).

Векторное управление применяется в случае, когда в процессе эксплуатации нагрузка может меняться на одной и той же частоте, т.е. нет четкой зависимости между моментом нагрузки и скоростью вращения, а также в случаях, когда необходимо получить расширенный диапазон регулирования частоты при номинальных моментах. Это позволяет существенно увеличить диапазон управления, точность регулирования, повысить быстродействие электропривода. Этот метод обеспечивает непосредственное управление вращающим моментом двигателя. Вращающий момент определяется током статора, который создает возбуждающее магнитное поле. При непосредственном управлении моментом необходимо изменять, кроме амплитуды, и фазу статорного тока, то есть вектор тока. Этим и обусловлен термин «векторное управление».

Векторный способ управления преобразователем частоты позволяет осуществлять гораздо более качественное управление электродвигателем, нежели скалярный.

Это специализированный алгоритм, который применяется в системах с переменным моментом для регулирования скорости центробежных насосов и вентиляторов. При выходе на задание частотный преобразователь ОВЕН ПЧВ автоматически снижает уровень выходного напряжения, точно адаптируясь к изменяющейся токовой нагрузке и уменьшая тем самым расход энергии и акустический шум двигателя.

Многие приводы, в особенности центробежные насосы, не допускают работы на частотах вращения ниже 20–30 Гц. Для энергоэффективного управления такими приводами необходим режим работы с периодическими остановками, более известный как «спящий режим». Такой алгоритм, с одной стороны, защищает привод от перегрева и повышенного износа, связанных с работой на низких частотах, с другой стороны – обеспечивает эффективное управление приводом с поддержанием управляемого параметра (давление, уровень, температура и т.д.) в заранее определенных границах. «Спящий режим» часто применяется в управлении насосами, градирнями, вентиляторами АВО и т.д. 

Встроенный ПЛК преобразователей частоты ОВЕН ПЧВ дает пользователю возможность реализации дополнительной программы управления и может послужить альтернативой внешнему ПЛК или программируемому реле. В качестве переменных этого встроенного ПЛК могут быть использованы сигналы входов ПЧВ, внутренние события ПЧВ, временные задержки и т.д. Встроенный ПЛК позволяет осуществить все основные функции управления частотным преобразователем ОВЕН ПЧВ: запуск, останов, изменение уставки, реверс, изменение набора параметров, сброс аварии и т.д. Всего программа встроенного ПЛК ПЧВ может содержать до 20 шагов событийной логики. 

Это алгоритм расчета модели двигателя, в соответствии с которым осуществляется бессенсорное векторное управление преобразователем частоты ОВЕН ПЧВ с высокой точностью и тепловая защита двигателя. Во время этой процедуры частотный преобразователь ОВЕН ПЧВ измеряет и запоминает актуальные параметры двигателя, чтобы затем использовать их в эквивалентной схеме замещения двигателя в алгоритме управления. Процедура выполняется без вращения вала двигателя (что очень удобно, т.к. не всегда имеется возможность пускать весь агрегат в таком режиме). 

Все преобразователи частоты ОВЕН ПЧВ имеют встроенный гальванически изолированный интерфейс RS-485, предназначенный для программирования и диагностики ПЧВ с помощью программы-конфигуратора, обмена данными по сети между ПЧВ и другими устройствами АСУ ТП (ПЛК, SCADA). Набор встроенных протоколов зависит от конкретной модели ПЧВ. Протокол Modbus RTU поддерживают все ПЧ.

Основные возможности работы с интерфейсом:

• Удаленное управление приводом с помощью командного слова.
• Удаленное изменение уставок и конфигурации управления.
• Отображение аварий и режимов работы с помощью слова состояния.
• Одновременное управление со входов и по RS-485.
• Функции защиты привода при пропадании связи по RS-485.

Частотные преобразователи ОВЕН ПЧВ позволяют осуществлять плавный пуск двигателя с минимальной перегрузкой по току (пусковой ток не более 150% от номинального). Для тяжелых применений в преобразователях частоты ОВЕН ПЧВ1/ПЧВ2 предусмотрен вариант не только линейной, но и S-образной пусковой характеристики. Ее использование позволяет сократить необходимое время запуска под нагрузкой.  Для линейки ПЧВ3, включающей в себя частотные преобразователи мощностью до 90 кВт, реализована возможность отложенного запуска, позволяющая просто и удобно организовать запуск нескольких мощных ПЧВ.

Есть несколько вариантов останова частотного преобразователя ОВЕН. Самый простой из них – останов выбегом, когда с управляемого двигателя просто снимается напряжение. В этом случае останов двигателя является нерегулируемым и, в случае значительной инерции привода, длительным. Нельзя также забывать, что в этом режиме останавливающийся двигатель работает в генераторном режиме, что в некоторых случаях может привести к перенапряжению на звене постоянного тока частотного преобразователя. Поэтому достаточно часто применяют динамическое торможение. В этом случае частотник подает постоянное напряжение на 2 фазы двигателя, что создает постоянное неподвижное магнитное поле. При вращении ротора относительно этого магнитного поля происходит изменение направления электромагнитного момента, т. е. он станет тормозным и под действием этого момента происходит торможение. Кинетическая энергия вращающихся частей переходит в теплоту, выделяющуюся в цепи ротора за счет токов, индуктированных в ней неподвижным полем статора. Изменяя величину подведенного к обмотке статора напряжения, можно регулировать величину тормозного момента. Основным достоинством этого тормозного режима является точная остановка. Постоянное напряжение можно подводить к обмотке статора только на время торможения.  Для рассеивания избыточного тепла в режиме динамического торможения используются тормозные резисторы.

Противопожарный режим необходим для частотного преобразователя, управляющего вентиляторами в здании. При возникновении пожара и срабатывании пожарного датчика, подключенного к дискретному входу частотного преобразователя ОВЕН ПЧВ3, частотник останавливает выполнение текущей программы управления и переходит в особый режим работы. Частотный преобразователь может быть остановлен или принудительно включен на работу в разомкнутом контуре управления по заранее заданной уставке. Еще одной особенностью противопожарного режима является игнорирование аварий частотным преобразователем т.е. сохранение работоспособности привода в любых ситуациях на время работы противопожарного режима.

Преобразователи частоты ОВЕН ПЧВ поддерживают функцию байпаса скоростей, когда пользователь имеет возможность исключить из алгоритма работы системы нежелательные для него диапазоны частот вращения привода (например, вызывающие повышенный шум при работе из-за резонанса с внешними частотами).

В каждом из наборов параметров может быть запрограммировано по две полосы частот для частотных преобразователей ПЧВ1,2 и три полосы частот для частотных преобразователей ПЧВ3. Также преобразователи частоты ОВЕН ПЧВ3 имеют встроенный полуавтоматический алгоритм поиска резонансных частот для упрощения пусконаладки частотных преобразователей вентиляционных систем.   

Это подхват вращающегося двигателя после восстановления питания, причем двигатель может вращаться как в нужном направлении, так и в обратном (например, приточный вентилятор в здании, разогнанный встречным ветром). В последнем случае частотный преобразователь сначала плавно остановит двигатель, а потом разгонит его в нужном направлении. Функция автоматического подхвата вращающегося двигателя с автоматическим определением параметров движения обеспечивает плавную безударную работу в случае провалов напряжения, а также плавный запуск приводов с постоянно вращающимся исполнительным механизмом (например, в системах вентиляции, на мельницах и т.п.).

Функция обнаружения обрыва ремня может быть полезна при работе насосов, вентиляторов и компрессоров в системах как с замкнутым, так и с разомкнутым контуром регулирования. Обрыв ремня определяется косвенными вычислениями. Если крутящий момент двигателя оказывается меньше величины момента при оборванном приводном ремне, а значение выходной частоты преобразователя составляет более 15 Гц, срабатывает сигнализация, которая по выбору пользователя может либо остановить работу установки, либо выдать предупреждение на локальную панель или по RS-485.