Аблязов В.И. Конспект лекций. Автоматизированное управление процессами и системами

Подождите немного. Документ загружается.

101

Э н е р г о с б е р е ж е н и е . Преобразователь позволяет экономить на

непроизводительных затратах энергии, кроме того он имеет функцию

энергосбережения. Эта функция позволяет при выполнении той же работы

экономить от 5 до 30 % электроэнергии путем поддержания двигателя в режиме

оптимального КПД. В режиме энергосбережения преобразователь непрерывно

контролирует потребление тока, рассчитывает нагрузку и меняет выходное

напряжение. Таким образом, оптимизируется потребление мощности в

соответствии с нагрузкой и повышается КПД.

П р е д о т в р а щ е н и е р е з о н а н с а и о п р о к и д ы в а н и я . Иногда при

работе на определенных частотах в механической системе возникает резонанс.

В этом случае преобразователь может обходить резонансную частоту.

Функция предотвращения опрокидывания работает в трех режимах: при

разгоне, при торможении и при работе. При разгоне, если задано слишком

большое ускорение и не хватает мощности, то преобразователь автоматически

продлевает время разгона. При торможении функция работает аналогично. При

работе эта функция позволяет в случае перегрузки вместо аварийной остановки

продолжать работу на меньшей скорости.

О п р е д е л е н и е с к о р о с т и . Иногда возникают задачи, в которых пуск

преобразователя происходит при вращающейся нагрузке. Для предотвращения

опрокидывания в этом случае применяется функция поиска скорости. В этом

случае преобразователь при пуске определяет скорость вращения нагрузки и

начинает регулирование не с нуля, а с этой скорости.

22.5. Описание частотного преобразователя EI-8001

Функциональные возможности, способы задания и пределы изменения

различных параметров зависят, естественно, от типов преобразователей.

Задание типовых режимов и наиболее характерных особенностей, присущих

большинству частотных преобразователей, дано ниже.

1.1. Пределы и дискретность изменения выходной частоты

преобразователя устанавливаются при программировании преобразователя или

подачей цифрового кода на предназначенные для этой цели дискретных входы

Например, при входной частоте 50Гц пределы изменения могут

быть установлены от 0,5 до 50Гц с дискретностью 0,5Гц; или от 0,1 до 25 с

дискретностью 0,1; или от 4 до 400Гц с дискретностью 4Гц и т.д.

Рассмотрим более конкретно ЧП EI-8001.

Тип ЧП выбирается в соответствии с таблицей

Применяемый

электродвигатель, кВт

Тип ЧП

Однофазный 220В Трехфазный 380В

0,75 EI-8001-S1L EI-8001-01H

1,5 EI-8001-S2L EI-8001-02H

2,2 EI-8001-S3L EI-8001-03H

3,7 EI-8001-05H

5,5 EI-8001-07H

7,5 EI-8001-010H

102

11 EI-8001-015H

Схема подключения показана на рисунке

103

Схема подключения преобразователя

(или Т)

Электродвигатель

Реактор постоянного тока

Тормозной резистор

Вращение вперед/Стоп

Обр.

вращ

ние/Сто

Многоступенч.

регулир. скорости

Трехфазная сеть

380 В, 50/60 Гц

Cброс ошибки

(

Источник

+ 24В/100мА)

Вход 0…10 В

постоян

ного

Вход 4…20 мА

постоянного

тока

1 (10В/

10мА)

(Общ.)

Потенциометр внешнего

задания частоты 1…10кОм

Однофазная сеть

220 В, 50/60 Гц

Одн

фазное

подключение

Выход сигнала

Неисправности

(~ 250 В / 1А)

EI 8001

Автоматич.

выключатель

Исполнит.

реле max

24B/50мA

Выход сигнала

достигнутой

частоты

Многоступенч.

регулир. скоро

сти

104

1.2. Подключение частотного преобразователя EI-8001

В EI-8001 имеется три входа R, S, T для подачи входного сетевого напряжения и три

выхода U, V, W трехфазного выходного напряжения. Имеется возможность однофазного

подключения ко входам R, S (или T). Подключение цепей питающей сети к выходным

клеммам категорически запрещается.

Обозначение и функции всех выводов приведены в таблице.

Обозначе

ние

клеммы

Функция Электрические номинальные величины

Неисправность на выходе

преобразователя. Замыкается с

клеммой C при неисправности.

Неисправность на выходе

преобразователя. Отключается от

клеммы С при неисправности.

Неисправность на выходе

преобразователя. Общий провод

для клемм A и B.

250 В переменного тока / 1А

Внутренний источник питания для

потенциометра 1...10 кОм.

10 В / 10 мА

Частотное задание по

напряжению.

Аналоговый вход 0...10 В, 30 кОм.

Сигнал опорной частоты

- по напряжению

} дополнительно к клемме 2

- токовый сигнал

Аналоговый вход 0...+10 В, 30 кОм.

Аналоговый вход 0...20 мА (заводская

уставка) или 4...20 мА (400 Ом).

Клеммы 2 и 4 программируются, но не

должны быть использованы

одновременно.

Общая точка дискретного входа,

аналогового входа и дискретного

выхода.

Команда вращения вперед

(непрограммируемая).

Команда обратного вращения

(программируемая).

Многоскоростная команда

вращения (программируемая).

Вход дискретного сигнала 3,5 кОм.

Входное напряжение +24 В (30 В

максимум).

Логический "0" , когда < 5 В.

Логическая "1", когда > 11 В.

7, 8 и 9 программируются.

Сброс ошибки (не

программируемый).

Дискретный вход 3,5 кОм, входное

напряжение +24В

Источник питания для дискретных

входов.

+ 24 В / 100 мА с защитой.

12 Коллектор транзистора.

Выход транзистора (эмиттер).

Транзистор включается, когда

управляющая частота достигает

значения уставки.

24 В / 50 мА максимально

1.3. Пределы и дискретность изменения выходной частоты

преобразователя устанавливаются при программировании преобразователя или

105

подачей цифрового кода на предназначенные для этой цели дискретные входы

8, 9.

Например, при входной частоте 50Гц заводские установки определяют

пределы изменения от 0 до 50Гц с дискретностью 0,1Гц.

1.4. В преобразователе имеется ручной и автоматический режим

управления.

При ручном управлении для пуска и останова двигателя необходимо

переключатель RUN (Выбор управления пуском/остановом двигателя)

установить в положение INT (Внутреннее), т.е. управление с передней панели.

Нажатием на кнопку ПУСК производится включение и разгон двигателя до

заданной скорости, на кнопку СТОП - торможение и останов.

При автоматическом управлении пуск и останов двигателя

осуществляется сигналами извне. Переключатель RUN (Выбор управления

пуском/остановом двигателя) должен быть установлен в положение EXT

(Внешнее).

При поступлении сигнала, осуществляющего запуск вращения вперед

(клемма 6 панели управления) производится включение и разгон двигателя до

заданной скорости, при снятии этого сигнала - торможение и останов

двигателя. Аналогично - в обратную сторону (клемма 7 панели управления).

Для данного дискретного сигнала уровень логического "0" будет, когда U < 5 В,

а логической "1", когда U > 11 В но не более максимально допустимого

напряжения 30В.

1.5. Управление скоростью вращения двигателя при ручном управлении

осуществляется вращением встроенного потенциометра. Переключатель F.RE

(Выбор способа задания опорной частоты), должен быть установлен в

положение INT (Внутреннее), т.е. управление с передней панели.

Управление скоростью вращения при автоматическом управлении

осуществляется внешними сигналами с передней панели. Переключатель F.RE

(Выбор способа задания опорной частоты) должен быть установлен в

положение EXT (Внешнее). Скорость движения в заданном диапазоне меняется

изменением значения внешнего аналогового сигнала: потенциального от 0 до

10В (клемма 3) или токового (клемма 4) от 0 до 20 мА или от 4 до 20мА.

Потенциальный сигнал можно масштабировать (пропорционально уменьшать)

подачей дополнительного потенциального сигнала (клемма 2) от 0 до 10В.

1.6. Программирование режимов управления и параметров

осуществляется с пульта. Тип или значение регулируемого параметра

отражается на 4-цифровом 7-сегментном дисплее.

Выбор типа настраиваемого параметра осуществляется в соответствии с

таблицей.

Настройка контроллера скорости (основные параметры)

Код Функция

Заводска

я уставка

Максим.

величина

Минималь.

величина

Единиц

Разреш

ение

Принадлеж

ность

параметра

Контроллер

скорости готов

- - - - - Дисплей

Уставка по частоте

Только индикация Гц 0,1 Дисплей

106

Ток эл.двигателя А 0,1 Дисплей

Частота вращения Гц 0,1 Дисплей

Напряжение

питающей сети

В 0,1 Дисплей

Основная частота.

Выбирается частота

источника питания.

Конфигурация может

быть изменена только

при остановке

50 Гц Система

Время разгона

3,0 3600 0,1 с 0,1 или

Настройка

Время торможения

3,0 3600 0,1 с 0,1 или

Настройка

Малая скорость. 0

0 Гц 0,1 Настройка

( 2 )

Высокаяскорость.

Гц

0,1

Настройка

Величина

циркуляции частоты.

100

Настройка

Термозащита

электродвигателя 4).

1,15  In

0,5  In

0,1

Настройка

Исключение

критической

скорости,

приводящей к

механическому

резонансу.

Гц

0,1

Настройка

Автоматическое

введение

постоянного тока

торможения при

останове

0,7  In

( 3 )

0,25 

0,1

Настройка

Автоматически

выдерживаемое

время инжекции

постоянного тока при

тормож.

0,5

25,5

( 4 )

0,1

Настройка

Параметр

поддержания

оптимального

момента при очень

малой скорости

100

Настройка

3 –я

устанавливаемая

скорость (частотное

задание).

Гц

0,1

Настройка

4 я устанавливаемая

скорость (частотное

задание).

Гц

0,1

Настройка

Уставка режима

медленного вращения

Гц

0,1

Настройка

Частотный предел,

связанный с

достигн

утой пороговой

частотой. Клемма 13 –

логический выход.

Гц

0,1

Настройка

Пропорциональная

величина P с

функцией

регулирования.

100,0

0,01

Настройка

Интегральная

величина I в функции

регулирования.

100,0

0,01

Настройка

Коэффициент

усиления в функции

регулирования

обратной связи

100,0

0,1

0,01

Настройка

Высвечивание

последней

неисправности.

Только

индикация

Дисплей

Доступ к

параметрам высокого

уровня.

Конфигур

ация может

быть

Система

107

изменена

только при

остановке

Сначала, если на индикаторе светится численная величина параметра,

нажатием на кнопку ИНД, осуществляется переход в режим ПАРАМЕТР,

после чего выбор (последовательным нажатием) кнопкой ВВЕРХ  или ВНИЗ

 нужного параметра.

Выбор величины настраиваемого параметра. Сначала, если на индикаторе

светится тип параметра, осуществляется переход в режим ЧИСЛЕННОЕ

ЗНАЧЕНИЕ нажатием на кнопку ИНД, после чего выбор (последовательным

нажатием) кнопкой ВВЕРХ  или ВНИЗ  нужного значения данного

параметра и запоминание этого значения нажатием кнопки ВВОД.

22.6. Частотные преобразователи различных фирм

Внешний вид частотных

преобразователей различных фирм

показан на рисунках:

Altivar Vesper EI-7011

Характеристики частотных преобразователей фирмы OMRON

Серия ЧП

Мощность,

кВт

Управл

ение

Особенности Область применения

3G3JV 0.1-3.7 U/f простой, недорогой

вентилятор, насос,

конвейер

3G3MV

0.1-7.5

векторн

ое

малогабаритный, большая

глубина регулирования

замена старых приводов

3G3PV 0.4-300 U/f

недорогой, возможность

прие

ма сигналов с

термосопротивления

вентиляция, водоснабжение

3G3RV 0.4-160

векторн

ое

возможность приема сигналов

с датчиков температуры

насосы, миксеры,

транспорте

ры большой

мощности

3G3HV 0.4-300 U/f

повышенна

я надежность,

воз

можность работы в жестких

условиях

вентиляторы, насосы,

транспортные средства

3G3FV 0.4-300

векторн

ое

контроль момента, крановые

характеристики

общепромышленные

механиз

мы, конвейеры,

привода намотк

и и протяжки,

подъемники

3G3GV 0.4-300

векторн

ое

контроль момента подъемники

108

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ ФИРМЫ SIEMENS

Преобразователи частоты серии MICROMASTER и MICRO/ MIDIMASTER Vector

применяются для изменения и регулирования скорости вращения низковольтных двигателей

переменного тока с постоянным или квадратичным моментом нагрузки. Существуют

различные модели - от компактного однофазного MICROMASTER мощностью 120 Вт до

MICROMASTER с трехфазным входом мощностью 7,5 кВт.

Диапазон мощностей от 120 Вт до 75 кВт (95 кВт для квадратичной нагрузки).

Основные технические параметры преобразователей MICROMASTER и

MICRO/MIDIMASTER Vector представлены в табл.

Основные технические параметры преобразователей серии

MICROMASTER и MICRO/MIDIMASTER Vector

Тип преобразователя частоты

MICROMASTER

6SE92

MICROMASTER

Vector 6SE32

MIDIMASTER

Vector 6SE32

Диапазон мощностей 0,12...7,5 кВт 0,12...7,5 кВт 5,5...75 кВт

Напряжение питания

1 фаза, 208...240 В

3 фазы, 208...240 В

3 фазы, 380...500 В

3 фазы, 208...240В

3 фазы, 380...500В

3 фазы, 525...575В

Выходная частота 0...400Гц 0...650Гц 0...650Гц

Разрешение по частоте 0,01 Гц 0,01 Гц 0,01 Гц

Перегрузочная способность

150% от номин. тока

в теч. 60с

150% от номин. тока в теч. 60с

200% от номин. тока в теч. 3с

Метод управления

Вольт-частотный:

линейный (U/f)

и квадратичный

(U/f

)

Потокосцеплением (FCC), векторный

(SVC)

вольт-частотный: линейный (U/f) и

квадратичный (U/f

)

Дискретные входы

(программируемые)

3 (19 функций) 6 (24 функции) 6 (24 функции)

Аналоговые входы

(0...10В, 2...10В)

(0...10В, 2...10В, 10В, 0/4...20мА)

Аналоговые выходы - 1 (0/4...20мА) 2 (0/4...20мА)

Дискретные релейные выходы

(параметрируемые)

110В/0,3А перем.

тока

30В/1,0А пост. тока

240В/0,8А перем. тока

30В/2,0А пост. тока

Метод охлаждения Программно-управляемый вентилятор Вентилятор

Диапазон рабочих температур

от 0 до 50С от 0 до 50С

от 0 до 40С (50С

без кожуха)

Степень защиты IP20 IP20 IP21/IP56

Характерные черты реобразователей этих серий:

 совместимость со всеми типами асинхронных и синхронных двигателей российского и

зарубежного производства

 высокая перегрузочная способность

 встроенный ПИД-регулятор (ПИ-регулятор для серии MICROMASTER)

 возможность динамического торможения

 программируемое время разгона/торможения с регулируемой плавностью

 функция быстрого ограничения тока для надежной и безопасной работы

 тихая работа двигателя (сверхзвуковой диапазон частоты модуляции преобразователя)

 тепловая и электрическая защита преобразователя частоты и двигателя

 возможность подключения к промышленной шине PROF1BUS-DP (12Мбод)