Частотное регулирование асинхронного двигателя

Частотное регулирование угловой скорости вращения электропривода с асинхронным двигателем в настоящее время широко применяется, так как позволяет в широком интервале плавно изменять обороты вращения ротора как выше, так и ниже номинальных значении.

Частотные преобразователи являются современными, высокотехнологичными устройствами, обладающими большим диапазоном регулирования, имеющими обширный набор функций для управления асинхронными двигателями. Высочайшее качество и надежность дают возможность применять их в различных отраслях для управления приводами насосов, вентиляторов, транспортеров и т.д.

Частотные преобразователи по напряжению питания подразделяются на однофазные и трехфазные, а но конструктивному исполнению на электромашинные вращающиеся и статические. В электромашинных преобразователях переменная частота получается за счет использования обычных или специальных электрических машин. В статических частотных преобразователях изменение частоты питающего тока достигается за счет применения не имеющих движения электрических элементов.

Схема частотного преобразователя асинхронного двигателя

Выходной сигнал преобразователя частоты

Преобразователи частоты с питанием от трехфазной сети 380В выпускаются в диапазоне мощностей от 0,75 до 630 кВт. В зависимости от величины мощности устройства изготавливаются в полимерных комбинированных и металлических корпусах.

Самой популярной стратегией управления асинхронными электродвигателями является векторное управление. В настоящее время большинство частотных преобразователей реализуют векторное управление или даже векторное бездатчиковое управление (этот тренд встречается в частотных преобразователях, первоначально реализующих скалярное управление и не имеющих клемм для подключения датчика скорости).

Исходя из вида нагрузки на выходе, преобразователи частоты подразделяются по типу исполнения:

для насосного и вентиляторного привода;

для общепромышленного электропривода;

эксплуатируется в составе электродвигателей, работающих с перегрузкой.

Механические характеристики типичных нагрузок

Современные преобразователи частоты обладают разнообразным набором функциональных особенностей, например, имеют ручное и автоматическое управление скоростью и направлением вращения двигателя, а также встроенный потенциометр на панели управления. Наделены возможностью регулирования диапазона выходных частот от 0 до 800 Гц.

Преобразователи способны выполнять автоматическое управление асинхронным двигателем по сигналам с периферийных датчиков и приводить в действие электропривод по заданному временному алгоритму. Поддерживать функции автоматического восстановления режима работы при кратковременном прерывании питания. Выполнять управление переходными процессами с удаленного пульта и осуществлять защиту электродвигателей от перегрузок.

Связь между угловой скоростью вращения и частотой питающего тока вытекает из уравнения

При неизменном напряжении источника питания U1 и изменении частоты изменяется магнитный поток асинхронного двигателя. При этом для лучшего использования магнитной системы при снижении частоты питания необходимо пропорционально уменьшать напряжение, иначе значительно увеличатся намагничивающий ток и потери в стали.

Аналогично при увеличении частоты питания следует пропорционально увеличивать напряжение, чтобы сохранить магнитный поток постоянным, так как в противном случае (при постоянном моменте на валу) это приведет к нарастанию тока ротора, перегрузке его обмоток по току, снижению максимального момента.

Рациональный закон регулирования напряжения зависли от характера момента сопротивления.

При постоянном моменте статической нагрузки (Mс = const) напряжение должно регулироваться пропорционально его частоте U1/f1 = const. Для вентиляторного характера нагрузки соотношение принимает вид U1/f 2 1 = const.

При моменте нагрузки, обратно пропорциональном скорости U1/ √ f1 = const.

На рисунках ниже представлены упрощенная схема подключения и механические характеристики асинхронного двигателя при частотном регулировании угловой скорости.

Схема подключения частотного преобразователя к асинхронному электродвигателю

Характеристики для нагрузки с постоянным статическим моментом сопротивления

Х арактеристики для нагрузки вентиляторного характера

Характеристики при статическом моменте нагрузки обратно пропорциональном угловой скорости вращения

При изменении частоты питающей сети верхний предел частоты вращения асинхронного двигателя зависит от ее механических свойств, тем более что на частотах выше номинальной асинхронные двигатель работает с лучшими энергетическими показателями, чем на пониженных частотах. Поэтому, если в системе привода используется редуктор, это управление двигателем по частоте следует производить не только вниз, но и вверх от номинальной точки, вплоть до максимальной частоты вращения, допустимой но условиям механической прочности ротора.

Частотный способ является наиболее перспективным для регулирования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Потери мощности мри гаком регулировании невелики, поскольку не сопровождаются увеличением скольжения. Получаемые при этом механические характеристики обладают высокой жесткостью.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Частотное регулирование частоты вращения асинхронных электродвигателей

Аннотация

Сахарнов Ю.В. Частотное регулирование частоты вращения асинхронных электродвигателей. Рассмотрены типы нагрузок электродвигателей, осуществлён обзор возможных способов управления, а также детально рассмотрено частотное регулирование асинхронных двигателей.

Частотное регулирование частоты вращения асинхронных электродвигателей

Возможность управления частотой вращения короткозамкнутых асинхронных электродвигателей была доказана сразу же после их изобретения. Реализовать эту возможность удалось лишь с появлением силовых полупроводиниковых приборов – сначала тирристоров, а позднее транзисторов IGBT.

В настоящее время во всём мире широко реализуется способ управления асинхронной машиной, которая сегодня рассматривается не только с точки зрения экономии энергии, но и с точки зрения совершенствования управления технологическим процессом. В промышленности и быту применяют двигатели переменного и постоянного тока.

Исторически сложилось, что для регулирования скорости вращения чаще использовали двигатель постоянного тока. Преобразователь в данном случае регулировал только напряжение, был прост и дешёв. Однако двигатели постоянного тока имеют сложную конструкцию, критичный в эксплуатации щёточный аппарат и сравнительно дороги.

Асинхронные двигатели широко распространены, надёжны, имеют относительно невысокую стоимость, хорошие эксплуатационные качества, но регуляторы скорости их вращения из-за сложности систем электронного регулирования частоты питающего напряжения стоили до начала 80-х годов дорого и не обладали качествами, необходимыми для широкого внедрения в индустрию.

Быстрый рост рынка преобразователей частоты для асинхронных двигателей не в последнюю очередь стал возможен в связи с появлением новой элементной базы – силовых модулей на базе IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), рассчитанный на токи до нескольких килоампер, напряжением до нескольких киловольт и имеющих частоту коммутации 30 кГц и выше.

Существует два основных типа преобразователей частоты: с непосредственной связью и с промежуточным контуром постоянного тока.

В первом случае выходное напряжение синусоидальной формы формируется из участков синусоид преобразуемого входного напряжения. При этом максимальное значение выходной частоты принципиально не может быть равным частоте питающей сети. Частота на выходе преобразователя этого типа обычно лежит в диапазоне от 0 до 25–33 Гц.

Но наибольшее распространение получили преобразователи чаcтоты с промежуточным контуром постоянного тока, выполненные на базе инвенторов напряжения.

Типы нагрузок

Требования к электроприводу определяются диапазоном требуемых скоростей и типом нагрузки.

Многие нагрузки могут рассматриваться как имеющие постоянный момент во всём диапазоне изменения скорости. К ним относятся, например, конвейеры, компрессоры и поршневые насосы.

Некоторые виды нагрузки имеют переменную механическую характеристику, для которой момент нагрузки возрастает с увеличением скорости вращения. Типичным примером устройств с такой нагрузкой являются центробежные насосы и вентиляторы, чья механическая характеристика описывается уравнением квадратичной параболы, а значит, потребляемая мощность пропорциональна кубу скорости вращения.

Из этого следует, что даже небольшое снижение скорости электропривода может дать значительный выигрыш в мощности – вот почему экономия электроэнергии является главным преимуществом использования управляемого электропривода для насосов и вентиляторов. Теоретически снижение скорости на 10% даёт тридцати процентную экономию мощности.

Есть класс устройств (экструдеры, промышленные миксеры), у которых механическая характеристика близка к характеристике насосов и вентиляторов. Но особенность нагрузок такого типа состоит в наличии высокого пускового момента, который с увеличением скорости снижается, а затем, начиная с некоторого значения, характеристика становится квадратичной.

Кроме того, существует и большое число нагрузок с совершенно уникальными механическими характеристиками. Поэтому в любом случае выбору электродвигателя и преобразователя частоты должен предшествовать этап анализа характера нагрузки и её механической характеристики.

Режимы управления электродвигателем

В зависимости от характера нагрузки преобразователь частоты обеспечивает различные режимы управления электродвигателем, реализуя ту или иную зависимость между скоростью вращения электродвигателем и выходным напряжением.

Режим с линейной зависимостью между напряжением и частотой (U/f = const) реализуется простейшими преобразователями частоты для обеспечения постоянного момента нагрузки и используется для управления синхронными двигателями или двигателями, подключёнными параллельно.

Вместе с тем при уменьшении частоты, начиная с некоторого значения, максимальный момент двигателя начинает падать. Для повышения момента на низких частотах в преобразователях предусматривается функция повышения начального значения выходного напряжения, которая используется для компенсации падения момента для нагрузок с постоянным моментом или увеличения начального момента для нагрузок с высоким пусковым моментом, таких, например, как промышленный миксер.

Для регулирования электроприводов насосов и вентиляторов используется квадратичная зависимость напряжения/частоты (U/f2 = const). Этот режим, так же как и предыдущий, можно использовать для управления параллельно подключенными двигателями.

Вместе с тем для повышения качества управления приводом требуется использование других, более совершенных методов управления. К ним относятся метод управления протокосцеплением (Flux Current Control – FCC) и метод бессенсорного векторного управления (Sensorless Vector Control – SVC).

Оба метода базируются на использовании адаптивной модели электродвигателем, которая строится с помощью специализированного вычислительного устройства, входящего в состав управления преобразователя.

Наиболее точное и эффективное управление обеспечивает режим векторного управления без датчика обратной связи по скорости (SVC).

Если в двигателях постоянного тока имеются две обмотки (статорная, или возбуждённая и роторная, или якорная), что позволяет управлять раздельно скоростью вращения (ток возбуждения) и электромагнитным моментом (ток якоря), то в двигателях переменного тока с короткозамкнутым ротором имеется всего лишь одна статорная обмотка, через которую формируется возбуждающее магнитное поле и определяет вращающий момент. С этим и связаны все трудности управления электродвигателем.

Выход остаётся один: необходимо управлять амплитудой и фазой статорного тока, то есть его вектором, однако для управления фазой тока, а значит, и фазой магнитного поля статора относительно вращающегося ротора необходимо знать точное положение ротора в любой момент времени.

Эта задача может быть решена с использованием датчика положения, например, шифратора приращений. В такой конфигурации привод переменного тока по качеству регулирования становится сопоставим с приводом постоянного тока, но в составе большинства стандартных электродвигателей переменного тока встроенные датчики положения отсутствуют, поскольку их введение неизбежно ведёт к усложнению конструкции двигателя и существенному повышению его стоимости.

Применение же современной технологии векторного управления позволяет обойти это ограничение путём использования математической адаптивной модели двигателя для предсказания положения ротора. При этом система управления должна с высокой точностью измерять значение выходных токов и напряжений, обеспечивать расчёт параметров двигателя (сопротивление статора, значение индуктивности рассеяния и т.д.), точно моделировать тепловые характеристики двигателя с различными режимами его работы, осуществлять большой объём вычислений с очень высокой скоростью. Последнее обеспечивается применением в составе системы управления преобразователя специализированных интегральных схем ASIC.

Векторное управление без датчиков обратной связи по скорости позволяет обеспечивать динамические погрешности, характерные для регулируемого привода с замкнутой обратной связью. Однако полное управление моментом при скорости, близкой к нулевой, невозможно без обратной связи по скорости. Такая обратная связь становится необходимой и для достижения погрешности регулирования менее 1%. Контур обратной связи при этом легко реализуется с помощью самого преобразователя частоты.

Вместе с тем режим векторного управления не может быть использован для синхронных или реактивных синхронных двигателей, для группы двигателей, чья номинальная мощность меньше половины мощности преобразователя частоты или превышает его.

Энергетические потери и вид регулирования

Потери энергии в технологическом процессе зависят от расхода сети (технологической нагрузки), определяемого потребителем, и потерь напора на оборудовании насосной станции которые определяются гидравлическим сопротивлением элементов схемы.

Для организации технологического процесса с минимальными энергетическими потерями необходимо, в первую очередь, снизить потери напора между трубопроводом насосного агрегата и сетью потребителей.

Кроме того, в процессе функционирования в зависимости от режимов работы системы может меняться давление перед насосом, создаваемое источником водоснабжения. Измерение этого давления также отражается на величине давления в сети потребителей.

Такой характер взаимосвязи параметров требует установки в системе дроссельных регулирующих элементов – регулирующих клапанов (иногда их роль выполняют напорные задвижки агрегатов). Эти элементы создают дополнительное гидравлическое сопротивление и позволяют обеспечить стабильное давление в сетевом трубопроводе. При использовании дроссельных элементов происходит распределение напора на элементах системы.

На величину потерь при дроссельном регулировании влияет не только регулирующий элемент: чаще всего на этапе проектирования выбирается насосный агрегат с определённым запасом напора, а при замене насосных агрегатов новое оборудование может иметь несколько завышенные характеристики. Кроме того, диапазон изменения входных давлений (перед всасывающим патрубком насосного агрегата) оказывает влияние на величину давления за насосным агрегатом.

Все эти обстоятельства приводят к тому, что потери энергии в ходе технологического процесса становятся достаточно большими, достигающими 45 и более процентов от номинальной мощности агрегата. Для решения задачи минимизации потерь, связанных с регулированием давления в сети, необходимо исключить дополнительные гидравлические сопротивления на участке от насосного агрегата до сетевого трубопровода, то есть необходимо полностью открыть всю запорно-регулируюшую арматуру. Это можно сделать, если процесс регулирования давления передать насосному агрегату.

Теория работы нагнетателей (насосов и вентиляторов) доказывает, что изменение частоты вращения привода нагнетателя изменяет его напорные характеристики, кроме того, напор создаваемый нагнетателем, пропорционален квадрату частоты вращения агрегата.

Если организовать работу привода насосного агрегата таким образом, чтобы он при изменении параметров технологического процесса (расхода в сети и давления на входе агрегата) изменял частоту вращения, то в итоге можно без существенных потерь энергии стабилизировать давление в сети потребителей.

При таком способе регулирования исключаются потери напора (нет дроссельных элементов), а значит, и потери гидравлической энергии. Способ регулирования давления в сети путём изменения частоты вращения привода насосного агрегата снижает энергопотребление ещё и по другой причине.

Собственно насос как устройство преобразования энергии имеет свой коэффициент полезного действия – отношение механической энергии, приложенной к валу, к гидравлической энергии, получаемой в напорном трубопроводе насосного агрегата.

Изменение КПД насосного агрегата с частотным регулированием при изминении производительности

В соответствии с теорией подобия максимум коэффициента полезного действия с уменьшением частоты вращения несколько снижается и смещается влево. Анализ требуемого изменения частоты насосного агрегата при изменении расхода в сети показывает, что с уменьшением расхода требуется снижение частоты вращения.

Снижение частоты вращения в соответствии с технологической нагрузкой позволяет не только экономить потребляемую энергию на исключении гидравлических потерь, но и получить экономический эффект за счёт повышения коэффициента полезного действия самого насоса – преобразования механической энергии в гидравлическую.

Применение частотного регулирования приводов позволяет существенно уменьшить и эксплуатационные затраты, связанные с обслуживанием агрегатов и систем. Например, снижение перепада давления между всасывающим и напорным патрубками насосного агрегата увеличивает срок службы сальниковых уплотнений, практически исключая гидроудары и обеспечивает стабильность давлений в трубопроводах сетей, а также минимизирует затраты на обслуживание.

Режимы торможения электродвигателя и способы останова

Самый простой способ останова – выбег электродвигателя. Двигатель отключается от питающей сети и останавливается по инерции. При этом время до полного останова не регулируется и определяется инерционными свойствами двигателя и его нагрузки.

Регулируемое время торможения обеспечивает генераторный способ, заключающийся в том, что преобразователь с необходимой скоростью уменьшает выходную частоту до требуемого значения. При этом двигатель превращается в гегенаратор, преобразую кинетическую энергию вращения в электрическую.

В зависимости от типа выпрямляющего устройства энергия возвращается в первичную сеть либо накапливается в контуре преобразователя частоты. Во втором случае и в случае нагрузки с большим моментом инерции для рассеивания энергии может потребоваться применение внешнего тормозного сопротивления, подключение которого при возникновении опасного перенапряжения в промежуточном контуре преобразователя осуществляет специальная контролирующая схема.

Таким образом, преимуществом генераторного торможения является предсказуемое время и плавность останова, высокий тормозной момент. Недостаток же заключается в том, что энергия выделяется в преобразователе, и в случае быстрого останова или большого момента инерции нагрузки для избежания перегрева встроенного резистора контура постоянного тока преобразователя необходимо использование внешнего сопротивления.

Для того чтобы осуществить торможение постоянным током, или, иными словами, динамическое торможение, с обмотки статора двигателя снимают переменное напряжение и на одну или две фазы подают постоянное напряжение. При этом магнитное поле будет вызывать в начале замедление, а затем и удержание ротора в неподвижном состоянии.

Преимуществом динамического торможения является выделение электрической энергии в роторе двигателя, что делает ненужным использование тормозного сопротивления, и плавный останов. Но поскольку выходная частота преобразователем не контролируется, то время торможения становится величиной неопределённой. Эффективность торможения в этом случае по сравнению с генераторным методом составляет 30–40%.

При комбинированном способе торможения используется комбинация двух описанных способов, то есть на переменную составляющую выходного напряжения преобразователя накладывается постоянная составляющая. Этот способ торможения сочетает в себе преимущества обоих электрических способов торможения и позволяет эффективно тормозить электродвигатель за короткое время выделения тепла в преобразователе.

Системный подход

Практика применения частотных преобразователей для управления насосами и вентиляторами доказывает целесообразность не просто включения преобразователя для управления агрегатом, а создания специализированных систем управления технологическим процессом. Именно такой подход позволяет получить экономический эффект не только от снижения потребляемой из сети электрической мощности, но и добиться существенного уменьшения эксплуатационных расходов, улучшение условий труда и увеличение срока службы оборудования.

Современные преобразователи частоты позволяют получать более 20 параметров состояния электропривода. Соответствующая обработка этих параметров позволяет проводить глубокое диагностирование как оборудования системы, так и протекающих процессов. Появляется возможность на только реагировать на возникшую аварию, но и предупреждать её, что для энергетических объектов значительно важнее.

Создание системы с частотно-регулируемыми приводами, в которых управление частотой осуществляется наряду с контролем целого комплекса различных технологических параметров, позволяет снизить не только потребление электрической энергии, но и обеспечивает экономию потребления энергоресурсов всей системы.

Вывод:

Применение частотно-регулируемых приводов для насосов и вентиляторов в технологических процессах позволяет снизить энергопотребление технологическим оборудованием. Перед началом внедрения рекомендуется провести технико-экономическое обоснование, позволяющее определить не только сроки окупаемости от внедрения, но и правильно организовать технологический процесс с учётом возможностей привода с частотным регулированием.

Целесообразно использование преобразователей частоты не в качестве элементов системы управления конкретного агрегата, а как составляющих комплексных системных решений с подключением широкого набора средств автоматизации технологического процесса. Такие решения позволяют получить дополнительный эффект, который заведомо больше простой экономии электрической энергии.

Источник

СОВРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД – УНИВЕРСАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ

В статье рассмотрены основные характеристики электропривода как средства управления различными типами электродвигателей, применяемых в промышленности. Автором приводятся краткий обзор основных производителей электроприводов.

Современная промышленность сегодня не может обойтись без широкого применения электроприводов в различных отраслях. Совершенствование и развитие электроприводов было обусловлено бурным развитием микроэлектроники и полупроводниковой техники в XX веке.

Со временем системы управления электроприводами стали более функциональными, надежными и быстродействующими, что в конце концов привело к созданию особого универсального комплектного электропривода, который может управлять различными типами электродвигателей.

Рассмотрим эти типы.

1. Двигатель постоянного тока, обладающий высокими регулировочными характеристиками и большими реализуемыми моментами на валу. В качестве минусов данного двигателя можно указать сложность конструкции электрической машины и ее низкую надежность в связи с наличием коллекторного узла. Также конструктивной особенностью данной машины является невозможность поддержания момента на нулевой скорости.

2. Асинхронный двигатель. Он обладает более низкими регулировочными характеристиками (без учета более продвинутой электроники), но зато имеет чрезвычайно простую конструкцию и очень высокую надежность вкупе с широчайшим диапазоном реализуемых мощностей. Также следует отметить, что диапазон регулирования и регулировочные характеристики можно существенно улучшить за счет применения цифровой микроэлектроники и продвинутой математики.

3. Синхронный двигатель. В частности в промышленности широко используются мощные синхронные машины для привода больших вентиляторов или насосов, а для низкого диапазона мощности используются синхронные машины с постоянными магнитами на роторе. Эти машины обладают широким регулировочным диапазоном, стабильной характеристикой и большим моментом на валу, но требуют для управления применения цифровой электроники и мощной математики. В качестве минусов данной машины требуется отметить сложность и невысокую надежность ее конструкции и высокую стоимость.

4. Линейный (прямой) привод предназначен для реализации поступательного движения непосредственно рабочим органом электрической машины. Такая машина применяется в специфичных областях промышленности (печать, управление клапанами, производство микроэлектронных компонентов). Данный тип двигателей сочетает высокую динамику и точность, но имеет небольшой диапазон реализуемых мощностей и сложную конструкцию. Однако стоит отметить, что количество применений прямого привода увеличивается с каждым годом.

Понятно, что такое разнообразие двигателей повлекло за собой и разнообразие систем управления ими (собственно электроприводов), обусловленное прежде всего различными математическими моделями электродвигателей. Развитие микроэлектроники и расширение функциональных возможностей электроприводов привело к созданию универсального электропривода, способного управлять различными типами электродвигателей. Соответственно, для этих задач наиболее подходили машины одного типа – машины переменного тока (асинхронные, синхронные и линейные).

Управление такими машинами реализуется с помощью одной и той же схемы. Переменное напряжение, поступающее из сети выпрямляется диодным мостом (звено выпрямителя) и поступает на несколько конденсаторов (звено постоянного тока), откуда в свою очередь через специальные биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT-транзисторы) поступает на обмотки двигателя (звено инвертора). Чтобы в обмотках тек синусоидальный ток, необходимо с помощью периодического открытия-закрытия соответствующих транзисторов создать в обмотках переменное напряжение, среднее значение которого будет равно синусоидальному напряжению необходимой амплитуды. Это делается с помощью так называемого широто-импульсного модулирования (ШИМ), то есть модулирования импульсов напряжения переменной скважности.

Использование специальной математической модели для реализации ШИМ позволяет реализовывать в каждой из обмоток двигателя необходимое напряжение и ток, что в свою очередь позволят значительно расширить регулировочный диапазон.

Рассмотрим некоторые важные характеристики электроприводов.

Регулировочный диапазон (диапазон регулирования, глубина регулирования) – это специальная величина, характеризующая минимальную частоту вращения вала электродвигателя, на которой не будет наблюдаться пульсаций частоты вращения ротора. Например, если диапазон регулирования 1:1000, то это означает, что для двигателя с номинальной частотой вращения 3000 об/мин при настройке контуров управления будет реализована минимальная частота вращения в 3 об/мин без пульсаций частоты вращения (без «дрожания» вала по частоте вращения). Также это значит, что при реализованной минимальной частоте вращения будет реализован номинальный момент на валу электродвигателя. Следует также отметить, что достижение еще более низких скоростей также возможно, однако в таком случае на валу двигателя будут наблюдаться пульсации скорости и момента. Еще одним важным положительным фактором цифрового управления является тот факт, что при его использовании возможна реализация нулевой частоты вращения с сохранением номинального момента на валу, что немаловажно для большинства современного оборудования.

Номинальная частота вращения, номинальный момент – величины, характеризующие какова будет частота вращения двигателя (без учета скольжения) и момент на валу при приложении к обмоткам номинального напряжения на номинальной частоте (обычно рассчитывается для напряжения 220/380 В в зависимости от двигателя и частоты 50 Гц).

Пиковый момент, время выдержки момента – величины, характеризующие перегрузочную способность электропривода. Обычно транзисторы звена инвертора выбираются с некоторым «запасом» по возможности пропускать через себя номинальный ток двигателя. Таким образом, при протекании тока выше номинального (например, 120% от номинального) транзисторы будут сильнее перегреваться без ущерба для себя. Время этого «нештатного» режима работы регламентируется и контролируется системой управления, что позволяет в короткие моменты получать повышенный момент на валу двигателя без ущерба для всей системы в целом.

Управление – сводная характеристика, позволяющая показать, какими методами можно управлять представленным электроприводом. Чем больше возможностей управления есть у привода, тем более гибкую систему на его основе можно создать.

Поддерживаемые интерфейсы – графа, показывающая какими сетевыми возможностями обладает представленный электропривод.

Датчик положения – специальное устройство, позволяющее с высокой точностью определять положение вала двигателя с помощью аналогового сигнала или оптических меток. Следует отметить, что работа некоторых типов электроприводов принципиально не возможна без наличия датчика положения.

Разрешение энкодера – величина, характеризующая максимальное количество импульсов, которое возможно записать в регистры привода, без сброса счетчика (максимально возможное количество импульсов на оборот вала). Обычно сами датчики положения имеют значительно более низкое число импульсов на оборот, чем разрешающая способность счетчика.

Подключаемые модули – специальные модули привода, возможные для подключения. Зачастую, для специальных применений электропривода требуется дополнительная обработка входной и выходной информации, управление дополнительными устройствами или синхронизация с другими устройствами. В зависимости от необходимого применения выбирается специальный модуль, который выполнит требуемые действия (например, интерполяцию нескольких осей).

Класс защиты – степень защищенности электропривода от внешних воздействий (пылевых и водных). Рост цифр характеризует рост защищенности.

Рабочий диапазон температур – диапазон допустимых при работе электропривода и электродвигателя температур внешней среды.

В качестве вывода необходимо отметить, что современные электроприводы обладают дружественным интерфейсом пользователя, легко понятным и простым алгоритмом настройки параметров, легкостью в использовании, что при возможности подключения к одному приводу различных типов двигателя позволяет использовать эти устройства для построения различного рода систем с максимальной гибкостью и результативностью и минимальными затратами.

Все это относится к любому из представленных сегодня на рынке электроприводов – таких как Danfoss, Control Techniques, Schneider Electric (Altivar), Siemens и Omron-Yaskawa. Следует отметить, что представленные электропривода можно условно разделить на 2 группы – более дорогие с большей функциональностью и более дешевые с меньшим количеством функций. Как правило, основные производители стараются производить электропривода и в той, и в другой условной группе.

К первым можно смело отнести векторные привода Siemens, Omron-Yaskawa и некоторые модели Control Techniques и Danfoss. Данные привода обладают широким спектром применения (включая специальные), различными возможностями управления (как вольт-частотного, так и векторного управления), приемлемой достаточно высокой надежностью и рядом специальных опций. Минусом в данном случае является достаточно высокая цена.

Во второй группе традиционно находятся электропривода, предназначенные только для вольт-частотного управления (управление насосами, вентиляторами, аэраторами и пр.), которые обладают пониженной функциональностью (меньшим количеством прикладных функций) и меньшей надежностью. Такие электропривода выпускаются практически всеми производителями, включая приведенных в данной статье, и обладают значительно более низкой ценой по отношению к векторным.

Особняком стоят специальные электропривода, предназначенные для управления прецизионными синхронными электродвигателями с постоянными магнитами на роторе, так называемые сервопривода. Цена на них резко отличается в большую сторону по сравнению с обозначенными ранее электроприводами, но в то же время сервопривода обладают повышенной точностью регулирования, как положения вала, так и частоты его вращения. Представлены эти устройства известными производителями, такими как Control Techniques, Siemens, Omron-Yaskawa.

Такое широкое разнообразие устройств порождает большое количество сервисных партнеров компаний-производителей, которые занимаются обслуживанием установленных и вышедших из строя электроприводов. Следует отметить, что большинство компаний занимается сервисной поддержкой только одного из производителей, что обусловлено недостатком на рынке труда квалифицированных специалистов.

Одним из крупнейших центров обслуживания приводной техники всех указанных в данной статье производителей электроприводов на Северо-Западе является Сервисный центр НПФ «Ракурс». Сервисный центр осуществляет проведение диагностики, экспертизы, гарантийный и постгарантийный ремонт, поставку запчастей и оборудования на замену, а также предоставляет консультационные услуги и осуществляет поддержку своих клиентов 24 часа в сутки 7 дней в неделю. В сервисном центре работает квалифицированная команда инженеров, имеющих многолетний опыт выполнения задач по данному профилю. В центре есть всё необходимое специализированное оборудование для диагностики и ремонта приводной техники, а также достаточно большой локальный склад запчастей.

Горбунов А.В., инженер отдела развития продукции

Источник