ЧРП электродвигателей

Методы управления двигателем

Частотный способ управления удалось реализовать благодаря возникновению силовых полупроводниковых приборов. Его работа основана на том, что частота вращения магнитного потока статора зависима от показателей напряжения на обмотках. Быстроту крутильных колебаний ротора удается менять за счет смены частоты электрического напряжения, которое применяется для подачи энергии в устройство.

Для достижения данной цели в привод помещают преобразователь частот (ПЧ). Есть различные варианты частотного метода управления. Сейчас чаще всего встречаются преобразователи с промежуточным звеном тока. В их основе лежит принцип инвертора.

В устройство входит выпрямитель, инвертор IGBT, емкостное звено тока с неизменной величиной. Изначально переменное напряжение превращается в постоянное, потом сглаживается и подается на инвертор. За счет того, что токовые ключи открываются и закрываются, удается добиться преобразования постоянного напряжения.

Существует два варианта управления ЧРП электродвигателей: скалярный и векторный.

В первой ситуации будет поддерживаться неизменное отношение напряжения и частоты, и на это не будет влиять быстрота вращения вала. Данный вариант управления применяется в насосах, станках и других приспособлениях. Из его плюсов можно выделить то, что удается управлять разными двигателями с помощью одного ПЧ. Другие достоинства – это легкая аппаратная реализация, небольшая цена. Минусы скалярного варианта в том, что не удается управлять моментом, недостаточно большой интервал скоростей.

Векторное управление подразумевает контролируемое изменение частоты, величины и фазы напряжения. Удается с малой инерцией менять момент и темп вращения. Приводы с этим вариантом управления применяются для оборудования с высокими динамическими нагрузками. Также они подходят для тех установок, где важно максимально точно регулировать момент и скорости. Из достоинств данного варианта можно отметить стремительный отклик в случае смены степени нагрузки. Другой плюс – большой интервал скоростей, высокоточное регулирование момента на валу, а также большой КПД. Из недостатков стоит отметить высокую цену, а также выраженные колебания частоты вращения при неизменной нагрузке.

Достоинства использования частотно-регулируемых приводов для управления

Главные плюсы такого оборудования:

1. Упрощение пускового режима привода.
2. Достижение максимальной точности в регулировке.
3. Двигатель может функционировать продолжительное время с любой степенью нагрузки.
4. Возможность следить за состоянием определенных узлов в цепях сети (это позволяет проводить учет времени, которое наработано двигателями).
5. Можно проводить диагностику поломок в двигателе на расстоянии.
6. К приспособлению можно подсоединить датчики температурного показателя, давления.
7. В случае исчезновения напряжения в сети активируется управляемое торможение, а затем произойдет перезапуск двигателя.

Все это позволяет уменьшить скорость износа элементов, повысить показатель КПД, улучшить качество продукта. Само оборудование служит в течение продолжительного периода без сбоев и необходимости в сервисном обслуживании.

Состав частотно-регулируемого привода

ЧРП электродвигателей включает в себя ПЧ, электрический двигатель, а также вспомогательные устройства. Основный элементом является преобразователь частоты. Именно он отвечает за управление моментом и скоростью на валу.

Что еще входит в состав ЧРП:

1. Фильтры. Они бывают входными и выходными. Помогают уменьшить гармонические искажения тока, снизить магнитные помехи, защитить электронные ключи от замыканий.
2. Тормозные резисторы. Они помогают рассеять энергию, которая получается во время большой скорости торможения мотора.
3. Датчики скорости и момента. Дают возможность контролировать показатели.
4. Электрические аппараты защиты цепи.

Система частотно-регулируемого привода определяется еще при проектировании. Важно ориентироваться на условия тех. процесса, возможности оборудования, внешние условия и другие моменты.

Отрасли применения ЧРП

В области переработки и добычи нефти он применяется в насосах, аппаратах охлаждения с помощью воздуха, а также в градирнях. В металлургии используется для вентиляторов, конвейеров, машин для обработки давлением металла и других приспособлений.

Частотно-регулируемый привод широко используется в химической отрасли. Он необходим для центрифуг, мешалок, грануляторов и т.д. В пищевой промышленности применяется в дробилках, прессах, конвейерах и мельницах.

ЧРП электродвигателей используется в сфере жилищно-коммунальных услуг. Он необходим для АСУ, а также насосов.

Также частотно-регулируемые приводы широко применяются в таких областях, как строительство, машиностроение, горнодобывающее производство и т.п.

Как подобрать подходящий частотный преобразователь

При поиске подходящего частотного преобразователя необходимо обязательно учесть определенные моменты:

• точность, а также диапазон регулировки скорости;
• тип электродвигателя, его показатель мощности;
• потребность в точном поддержании момента и определенного темпа вращения на валу.

Если хотя бы один из параметров оборудования обязан соответствовать специальным требованиям, стоит отдать предпочтение оборудованию, превосходящему по классу.

За счет внедрения ЧРП удается добиться автоматизации работы не только оборудования на производстве, но и инженерных систем, и даже целых предприятий. Получается уменьшить расход ресурсов и при этом поддерживать прежнюю эффективность. В среднем данные приводы окупаются в течение нескольких лет или раньше.