Устройства плавного пуска и преобразователи частоты
Для плавного пуска асинхронных двигателей используют устройства плавного пуска (софтстартеры). Потребители приобретают их вместо частотного преобразователя, если им больше не нужны никакие другие функции, так как это более дешево. Софтстартеры используют в качестве силовых ключей мощные симисторы, управляемые относительно несложной схемой. Такое решение было когда-то превосходным и заменяло сложные муфты в механическом оборудовании. Еще одна причина для покупки пусковых устройств: они проще в эксплуатации, чем преобразователи частоты. На рисунке ниже показаны софтстартеры и частотники.
Даже на первый взгляд это кажется правдоподобным – на пусковых устройствах нет никаких пультов, отсутствует даже вход для них. Однако, с помощью недорогого, но надежного, частотного преобразователя innovert, можно получить функцию плавного пуска, почти за ту же цену, и дополнительно очень много других возможностей “на вырост”, что всегда было востребовано на любом производстве.
Преобразователи частоты Innovert
Преобразователи частоты innovert бывают однофазные и трехфазные. Они выпускаются в трех сериях: ibd, isd и isd mini. Это общепромышленные приводы, расположенные по убыванию мощности.
(Можно запомнить так: ibd – big drive и isd – small drive. Затем разработчики добавили еще меньшую серию и назвали ее mini.) Преобразователи частоты innovert серии ibd рассчитаны на мощности от 15 до 560 кВт, isd – 3 … 11 кВт и isd mini на диапазон 0,25 … 2,2 кВт.
Возможности преобразователя частоты innovert включают в себя полный набор функций для управления асинхронными двигателями. Сюда входит регулирование скорости от различных источников (например, датчика давления), в том числе и по сети (протокол Modbus); реверсирование; защита моторов по току и обрывам фаз; защита по температуре для преобразователя; компенсация скольжения; тормозной режим постоянным током; электронный потенциометр; встроенный программируемый логический контроллер; а также ПИД-регулятор для контура обратной связи. Преобразователи частоты снабжены выносным пультом.
Характеристика V/f линейная или квадратичная. С помощью преобразователя частоты можно стабилизировать и регулировать крутящий момент в широком диапазоне, а его перегрузочная способность по току достигает 200% в течение одной минуты. Возможно использование двигателя с большей, чем номинальная, мощностью, если при этом ограничить его механическую нагрузку.
При монтаже преобразователь следует устанавливать вертикально, он не защищен от влаги и пыли (класс защиты IP20), необходимо выбирать место, где попадание влаги в любом виде, включая ее конденсацию, было бы исключено. Выбирая автомат для преобразователя, необходимо взять его с достаточным запасом по току, чтобы свести до минимума случайные отключения.
Недопустимо использовать для управления частотником магнитный пускатель! Это приведет к преждевременному выходу его из строя. Можно (и желательно) использовать на входе дроссели и фильтры электромагнитных помех.
Настройка преобразователя частоты Innovert для насоса
При пуске центробежных насосов возникают значительные ударные моменты и приходится использовать муфты. Такой удар возникает из-за гидродинамического сопротивления покоящейся жидкости в насосе. Обычно муфта состоит из двух полумуфт, связанных штифтами из резины. Периодически, и довольно часто, приходится ремонтировать муфту заменой штифтов.
При этом двигатель приходится снимать с рамы и устанавливать снова. Используя частотный преобразователь innovert, можно получить софтстартер и полностью избавиться от муфты. Например, настройка инвертора innovert серии isd222u21b, чтобы можно было обойтись без муфты (что было бы очень выгодно для компоновки насосных агрегатов), для водяного насоса с двигателем 3000 об/мин 2,2 кВт может быть сделано если задать настройки:
- Pb05 = 50 – наибольшая раб. частота, Гц
- Pb07 = 5 – время разгона, с
- Pb09 = 400 – максимальное напряжение, В
- Pb10 = 50 – рабочая частота, Гц
- Pb11 = 200 – промежуточное напряжение, В
- Pb12 = 5 – промежуточная частота, Гц
- Pb13 = – исп. заводские настройки
- Pb14 = – исп. заводские настройки
Приведенные настройки являются приблизительными. Целью было произвести запуск с небольшой частоты (скорости вращения 60 об/мин), но с увеличенным крутящим моментом, примерно до скорости 300 об/мин, после чего разгонять насос до рабочей частоты вращения.
Заводские значения рассчитаны на “средние случаи”, а на практике могут происходить очень смущающие казусы. Например, совершенно исправный преобразователь отключался из-за перегрузок по току: значения настройки были заводскими. Приведенный пример с пуском насоса как раз из таких. Следует очень аккуратно изменять заводские значения (значения по умолчанию), тщательно проверяя полученные эффекты. К сожалению, не все можно рассчитать непосредственно, или такие расчеты связаны с большими сложностями, так что, приходится экспериментировать. Про насос и частотник смотрим здесь.
Частотник можно приспособить для управления напором насоса (регулировки давления), если аналоговый вход напряжения или токовой петли подключить на выход датчика давления. При этом в контуре управления должен быть включен встроенный ПИД-регулятор. На его вход подается сигнал от датчика давления. Регулятор рассчитывает выходной сигнал, опираясь на заданные значения интегрального, дифференциального и пропорционального коэффициентов, задание которых также требует внимательной проработки и зависит от динамики регулируемого объекта.
