Частотный преобразователь с выносным пультом для регулировки оборотов

Содержание

Реализация управления пуском, остановом, реверсом и скоростью вращения ПЧ Elhart EMD-Mini с внешних кнопок / переключателей

1. Способы подачи сигналов управления на частотный преобразователь

Преобразователь частоты ELHART EMD-Mini имеет встроенную несъемную панель управления. С этой панели доступен весь функционал частотника (настройки, управление). По умолчанию частотный преобразователь настроен на управление двигателем со встроенной панели (кнопка RUN/STOP, встроенный потенциометр). Потенциометр настроен на регулировку частоты от 0 до 50 Гц (максимальной частоты).

Рисунок 1 — Преобразователи частоты ELHART EMD-MINI

Управление частотным инвертором со встроенной панели имеет свои недостатки:

ПЧ ELHART позволяет настроить подачу команд управления со встроенной панели, интерфейса RS-485, а так же на программируемых дискретных входах, в этом материале речь пойдет именно о них.

Указания по монтажу сигналов управления к частотному преобразователю:

2. Двухпроводная схема подключения ЧП с использованием контактов с фиксацией

Режим 1

Таблица 1 — Работа ПЧ в режиме 1 (контакты с фиксацией)
Состояние входных сигналов Режим работы
К1 К2
Вкл Выкл Вращение в прямом направлении
Выкл Вкл Вращение в обратном направлении
Выкл Выкл Стоп
Вкл Вкл Стоп

В схеме можно применить переключатель «Джойстик» EMAS CP101DJ20 на 2 направления с фиксацией. (2НО). Среднее положение — стоп, или переключатель с фиксацией II-0-I EMAS B101S30

Режим 2

Таблица 2 — Работа ПЧ в режиме 2 (контакты с фиксацией)
Состояние входных сигналов Режим работы
К1 К2
Вкл Выкл Вращение в прямом направлении
Вкл Вкл Вращение в обратном направлении
Выкл Выкл Стоп
Выкл Вкл Стоп

В этой схеме пока замкнут контакт К1 двигатель вращается. Если К2 разомкнут — вращение происходит в прямом направлении, если К2 замкнут — в обратном. В схеме можно применить 2 переключателя с фиксацией 0-I, например, переключатель B100S20, B100C, или тумблер МА111.

3. Трехпроводная схема подключения ЧП с использованием контактов без фиксации

Режим 1

В схеме могут быть применены 2 кнопки без фиксации B100DH для запуска вращения и кнопка красная с НЗ контактом, например, кнопка B200DK для остановки.

Также для запуска можно применить переключатель без фиксации II-0-I B101S32 или переключатель «Джойстик» CP101DJ21 на 2 направления без фиксации. Переключение влево — вращение в одну сторону, вправо — в другую.

Режим 2

В схеме может быть применена сдвоенная кнопка пуск/стоп EMAS B102K20KY. Где НЗ
контакт К3 — «Стоп», НО контакт К1 — «Пуск», НО контакт К2 — «Реверс» (переключатель с фиксацией, например, B100S20).

Контакт К2 не запускает двигатель, а лишь меняет направление вращения (в замкнутом состоянии). Параметр Р104 позволяет запретить реверс (по умолчанию разрешен).

Преобразователь частоты имеет возможность производить автостарт после подачи питания. Для этого необходимо в параметре Р416 установить 1 (автостарт разрешен). Также необходимо обеспечить постоянную подачу сигнала «ПУСК». Установить P102=1, то есть источником сигнала «ПУСК» будет дискретный вход и использовать кнопку с фиксацией для подачи сигнала на дискретный вход. Дискретный вход, на который будет подан сигнал «ПУСК», должен иметь функцию «5» либо «6» (см. P315-P318). Для автоматического запуска частотный преобразователь должен быть полностью выключен (при кратковременном пропадании питания ПЧ выдаст ошибку «Lu3» и не запустится).

Преобразователь частоты имеет возможность защиты от изменения параметров неквалифицированным персоналом. Если P118 =1, то все параметры заблокированы, параметры не могут быть изменены за исключением P100 (предустановленная выходная частота).

4. Задание частоты

Задание частоты возможно со встроенного потенциометра, внешними кнопками (больше/меньше), внешним потенциометром, сигналами 0-10 В, 4-20 мА, кнопками (больше/меньше) со встроенной панели, через интерфейс RS-485. Для использования внешнего потенциометра необходимо в качестве источника задания выходной частоты выбрать аналоговый сигнал 0..10 В (Р101=1). Внешний потенциометр для частотных преобразователей используется номиналом 5 либо 10 кОм. Рекомендуется использовать потенциометр EMAS BPR05K или BPR10K.

Рисунок 4 — Задание частоты сигналом 0. 10 В внешним потенциометром

Подключая внешний потенциометр мы подаем на аналоговый вход сигнал от 0 до 10 В (потенциометр выступает в роли делителя напряжения). Если используется не весь диапазон частот (от 0 до Fmax), то можно настроить частоту при минимальном и максимальном сигнале потенциометра. Пример настройки на управление частотой в диапазоне 20-45 Гц (см. рис. 5).

Рисунок 5 — График задания частоты

Также можно настроить на работу с прямым и обратным вращением двигателя. Пример настройки вращения от 25 Гц в одном направлении до 40 Гц в другом. При положении ручки потенциометра 0% двигатель вращается в обратном направлении на частоте 25 Гц. Пропорционально вращению ручки потенциометра двигатель замедляется, останавливается и начинает вращаться в прямом направлении. При положении ручки 100% достигается частота 40 Гц с вращением в прямом направлении (см. рис. 6).

Рисунок 6 — График задания частоты

Задание частоты встроенными кнопками «Вверх/Вниз» (предустановленная выходная частота)

Фиксированная частота используется в качестве задания выходной частоты, когда параметр P101=0. Во время работы ПЧ выходную частоту можно изменять кнопками «Вверх/Вниз» (расположенными на встроенной панели управления). После отключения питания значение частоты вернётся на значение в параметре P100, если P812=1. После отключения питания значение частоты заданной кнопками «Вверх/Вниз» сохраняется, если P812=0 (задано по умолчанию).

Задание частоты командами «Больше/Меньше»

Выходная частота задаётся сигналами «Вверх/Вниз», подключенными к программируемым дискретным входам (см. рис 7).

Рисунок 7 — Задание частоты через дискретные входы (команды «Больше/Меньше»)

Для конфигурации входов, необходимо изменить параметры:

При замыкании контакта «Вверх» происходит увеличение заданной частоты, при замыкании контакта «Вниз» происходит уменьшение заданной частоты. Для сохранения заданной частоты после отключения питания необходимо установить соответствующий параметр P812=0 (установлен по умолчанию) (см. рис. 8).

Рисунок 8 — Задание частоты командами «Больше/Меньше»

Выносной пульт EMD-Mini RCP имеет абсолютно те же функции и возможности, что и панель управления на самом частотнике.

Пульт ELHART EMD-Mini RCP

При подключении пульта EMD-Mini RCP показания на встроенной панели и внешнем пульте дублируются (отображаются синхронно). При этом кнопки и потенциометр на встроенной панели не активны. Управление и настройки происходят только с внешнего пульта.

5. Устранение типовых неполадок в работе частотного преобразователя

Если причины возникновения неполадки не известны, то рекомендуется произвести сброс параметров на заводские значения Р117=8 и провести настройку преобразователя частоты еще раз.

Инженер ООО «КИП-Сервис»
Рыбчинский М.Ю.

Источник

Способы управления частотным преобразователем

Существует несколько способов управления частотным преобразователем. В процессе работы ПЧ происходит оперативный контроль следующих функций:

Пуск – Останов (Старт – Стоп). Управление началом вращения и торможением подключенного двигателя.
Установка скорости. Настройка рабочей скорости привода.
Аварийный останов. Аварийное снятие силового питания, сигнал разрешения работы.

Эти изменения в работе ПЧ производятся путем подачи сигналов с внешних устройств либо с панели управления. Остальными параметрами можно управлять исключительно с панели управления, причем некоторые из них активны только при выключенном двигателе.

Способы управления могут быть следующими:

Рассмотрим управление преобразователем на примере ПЧ Prostar PR6000.

Управление с помощью пульта ДУ

В отличие от панели управления пульт может иметь кабель длиной до 500 м, по которому передаются сигналы последовательного интерфейса.

Пульт управления имеет клавиши RUN (Пуск), STOP/RESET (Стоп/Сброс), JOG (работа в импульсном или толчковом режиме). Также можно сбрасывать ошибки, менять значение частоты и направление вращения двигателя, изменять прочие параметры.

Управление через аналоговый вход

В преобразователе частоты PR6000 имеется два аналоговых входа – AI1 и AI2. Это выгодно отличает его от других моделей с одним аналоговым входом.

Вход AI1 может использоваться для управления по напряжению с входным сопротивлением 47 кОм. Вход AI2 имеет выбор, который производится переключателем: токовый вход с входным сопротивлением 500 Ом, или вход по напряжению.

Управление через дискретные входы

У преобразователя PR6000 имеется 8 дискретных (цифровых) входов: FWD (вперед/стоп), REW (назад/стоп) и 6 входов DI1…DI6.

Входы FWD и REW могут работать в двух- и трехпроводном режиме, при этом третий провод программируется на одном из входов DI1…DI6. Выбор режима управления скоростью устанавливается в параметре Р077.

Дискретные входы DI1…DI6 являются многофункциональными, они программируются на разные функции, которые запускаются при активации соответствующего входа.

Набор возможных функций: выбор многоскоростного режима, выбор разгона/замедления, включение вращения в режиме JOG вперед/назад, управление остановом, увеличение/уменьшение частоты, вход сигнализации неисправности (аварии), пауза при пуске, трехпроводное управление пуском/стопом, торможение постоянным током, сброс ошибки/сообщения, работа по качающейся частоте, включение/сброс/вход счетчика. Всего можно выбрать до 20 различных параметров, которые устанавливаются в параметрах Р071…Р076 для каждого входа. Активация дискретных входов происходит путем замыкания нужного входа на клемму СОМ. Причем, это может производиться разными способами — выходом контроллера, контактами реле, датчика или ручной кнопки. Дискретные и аналоговые входы показаны ниже.

Управление через последовательный интерфейс

При работе через интерфейс RS-485 преобразователь частоты управляется контроллером либо персональным компьютером через специальный адаптер-преобразователь RS-485/RS-232.

Через этот интерфейс преобразователь может не только принимать команды на изменения параметров и состояния, но и выдавать информацию о своем текущем состоянии на другие устройства. Также по интерфейсу RS-485 может поддерживаться связь с другими преобразователями.

Далее поговорим о способах оперативного управления режимами ПЧ.

Старт/Стоп двигателя

Запуск и останов двигателя может производиться следующими способами.

Двухпроводное управление пуском/остановом

Трехпроводное управление пуском/остановом

Управление частотой

ПЧ может управлять скоростью несколькими способами в зависимости от конкретного оборудования.

Аварийный останов ПЧ

Кроме штатного останова функцией Стоп с заданным замедлением используются два способа экстренного останова двигателя и отключения ПЧ.

Источник

Что нужно знать для правильного выбора преобразователя частоты?

1. Что такое частотный преобразователь и в каких случаях он применяется

Преобразователь частоты предназначен для управления скоростью вращения трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Внешний вид частотных преобразователей

Частотные преобразователи применяются в следующих случаях:

Кроме основных функций, ПЧ обеспечивает

Все перечисленные параметры (функционал) поддерживают преобразователи частоты ELHART серии EMD-MINI и EMD-PUMP.

2. Подбор частотного преобразователя

Преобразователь частоты для однофазного двигателя

Стоит обратить внимание, что стандартные частотные преобразователи не предназначены для работы с однофазными двигателями. Почти все представленные на рынке частотные преобразователи предназначены для управления скоростью вращения трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Чаще, когда говорят «однофазный преобразователь частоты», имеют ввиду частотный преобразователь с питанием от однофазный сети напряжением 220В. Такой преобразователь имеет на выходе 3 фазы по 220В и также предназначен для управления трехфазным асинхронным двигателем.

Тем не менее, преобразователи частоты для однофазных двигателей существуют, но встречаются крайне редко.

Рисунок 1 — ПЧ для трехфазного двигателя

Подбор частотного преобразователя по мощности

При подборе преобразователя в первую очередь нужно ориентироваться на ток и напряжение питания электродвигателя. Эта информация указывается на шильдике двигателя.

Остальная информация, приведенная на шильдике электродвигателя, не влияет на выбор ПЧ.

Несмотря на указанный на шильдике двигателя ток, наиболее правильным методом определения рабочего тока является его непосредственное измерение при работе двигателя. Это позволит избежать проблем в случае работы двигателя при повышенном токе. Фактический длительный рабочий ток двигателя не должен превышать номинальный выходной ток преобразователя.

Купить частотный преобразователь подобрав его по мощности двигателя не правильно, так как мощность двигателя зависит от КПД и коэффициента мощности (cosφ), а указанная на электродвигателе мощность относится к механической мощности двигателя на валу, а не к потребляемой от источника питания активной мощности, как это принято для других потребителей электроэнергии.

Таблица 1 – Электрические характеристики двигателей
Двигатель Мощность, кВт Об/мин Ток при Δ220/Y380 В КПД, % Коэф. Мощн. IП/IН
АИР 80 А2 1,5 3000 6,2 / 3,6 78,5 0,85 6,5
АИР 80 В4 1500 6,8 / 3,9 78,5 0,80 5,3
АИР 90 L6 1000 7,3 / 4,2 76 0,70 5,0

Двигатель АИР 90 L6 (1000 об/мин) при одинаковой с частотным преобразователем мощности потребляет в номинальном режиме ток 4,2 А при питании 380 В, а преобразователь имеет номинальный выходной ток 4,0 А.

При соединении этого же двигателя в «треугольник» с питанием 220 В номинальный ток составит 7,3А, а преобразователь частоты рассчитан на 7,0А. Следовательно, как при питании 380В, так и при 220В указанный двигатель необходимо подключать к частотному преобразователю мощностью на ступень выше (2,2кВт):

Благодаря частотному преобразователю есть возможность подключать двигатели с «нестандартным» питанием к промышленной сети 220 или 380В. При этом главное, чтобы номинальное напряжение питания двигателя не превышало питание ПЧ, а номинальная частота поддерживалась ПЧ.

Например, машинка для стрижки овец МСУ-200 питается от переменного напряжения 36В частотой 200Гц. Для работы с такой машинкой в настройках преобразователя частоты задается номинальное напряжение питания двигателя — 36В и номинальная частота двигателя — 200Гц.

Несмотря на мощность электродвигателя 115Вт, рабочий ток составляет около 3А. Кроме номинального тока двигателя необходимо учитывать амплитуду, частоту и длительность возможных перегрузок. В моменты перегрузок ток указанной машинки может доходить до 7А.

Частотный преобразователь ELHART EMD-MINI выдерживает перегрузку 150% от номинального тока в течение 60 секунд; EMD-PUMP – 120% в течение 60 секунд.

Следовательно, номинальный ток ПЧ должен быть не менее 7 ÷ 150% = 4,7А. Для подключения к сети 220В выбираем преобразователь частоты ELHART EMD-MINI – 007S (0,75кВт, 5А, 220В). Для подключения к сети 380В выбираем ПЧ ELHART EMD-MINI – 022T (2,2кВт, 5А, 380В).

Обратите внимание: при небольшом запасе по току в данном примере, мощности ПЧ в 6 и 20 раз больше мощности соответствующего двигателя!

Выбор между векторным и вольт-частотным режимом управления

По режиму управления частотные преобразователи можно разделить на вольт-частотные и векторные. Рассмотрим особенности работы этих режимов.

Вольт-частотный (или скалярный) режим управления ПЧ

Векторный режим управления ПЧ:

Особенности работы векторного режима:

— возможно изменение скорости вращения при постоянной нагрузке в пределах 2Гц (вследствие поиска оптимального напряжения). Это нормально и не является неисправностью;
— возможна работа только с одним двигателем (не поддерживает многодвигательный режим);
— работает корректно, если правильно введены паспортные данные двигателя и успешно прошло его автотестирование.

И вольт-частотный и векторный режимы управления при наличии встроенного ПИД-регулятора способны точно поддерживать технологический параметр по датчику обратной связи (скорость, давление, влажность, температуру и другие).

Как правило, для большинства применений достаточно использования вольт-частотного режима. Такими применениями являются насосы, вентиляторы, конвейеры, деревообрабатывающие станки, высокоскоростные шпиндели фрезерных станков, простые куттеры, прессы, упаковочные станки, фасовочные аппараты, дозаторы, компрессоры и другое оборудование.

Векторный режим обычно применяется при работе с подъемно-транспортными механизмами, на дробилках, буровом оборудовании и другими нагрузками, где требуется высокий момент в области низких частот и при запуске, а также нет четкой зависимости момента нагрузки от скорости вращения.

Поддерживаемые способы управления преобразователем частоты

Так как преобразователь частоты обычно устанавливается в шкаф управления, то для доступа к встроенной панели необходимо каждый раз открывать дверь шкафа (в случае работы в пыльном производстве — мука, пыль, цемент — частое открытие двери недопустимо). Кроме того, часто преобразователь устанавливается рядом с двигателем, а пульт оператора находится в стороне.

С помощью выносного пульта управления EMD-Mini — RCP (не входит в комплект поставки) можно реализовать дистанционное управление преобразователем частоты EMD-Mini на расстоянии до 2 метров. Выносной пульт имеет абсолютно те же функции и возможности, что и панель управления на самом частотном преобразователе.

В частотных преобразователях ELHART серии EMD-PUMP встроенный пульт является съемным и имеет возможность выноса с помощью входящего в комплект двухметрового кабеля.

Для дистанционного управления пуском и остановом двигателя с помощью кнопок и переключателей необходимы дискретные входы.

Наличие аналогового входа позволяет дистанционно осуществлять плавную регулировку оборотов с помощью потенциометра или аналогового сигнала 0. 10В/4. 20мА. Совместно со встроенным ПИД-регулятором аналоговый вход позволяет непрерывно поддерживать значение технологического параметра (давление, расход, температура и т. д.)

Наличие интерфейса RS-485 либо RS-232 позволяет подключиться к верхнему уровню АСУТП.

Программный режим позволяет изменять скорость и направление вращения по заранее заданной программе.

Подбор частотного преобразователя для насоса

Отдельное внимание стоит уделить частотным преобразователям насосной серии. От остальных преобразователей их отличает заложенный алгоритм работы с несколькими двигателями. А именно: чередование двигателей и каскадный режим. Режим чередования применяется для равномерного износа двигателей. Каскадный режим применяется, когда необходимо с помощью одного частотного регулятора управлять несколькими насосами. Особенность каскадного режима заключается в том, что частотный преобразователь небольшой мощности способен регулировать производительность или давление в широком диапазоне, включая в работу минимально необходимое количество насосов. Преобразователи частоты ELHART EMD-PUMP могут управлять группой от 2 до 7 насосов. Возможна работа с насосами разной мощности, в таком случае мощность ПЧ определяется наиболее мощным насосом.

Дополнительное оборудование

В некоторых случаях при использовании преобразователя частоты может потребоваться установка дополнительного оборудования:

3. Диапазон регулирования скорости вращения двигателя при использовании преобразователя частоты

Использование ПЧ для уменьшения скорости вращения двигателя

Для работы на низких частотах (ниже 10-15 Гц) необходимо особое внимание уделить охлаждению двигателя и моменту на валу.

Электродвигатель закрытого типа с вентиляторным охлаждением (TEFC) имеет охлаждение только за счет встроенного вентилятора. Производительность вентилятора охлаждения уменьшается пропорционально скорости вращения двигателя. При занижении оборотов двигателя эффективность охлаждения снижается, что приводит к перегреву двигателя и возможному выходу из строя.

Существует несколько вариантов охлаждения электродвигателя при работе на низких частотах:

Вольт-частотный метод регулирования позволяет сохранять постоянный момент на валу двигателя при различных скоростях. При работе на низких частотах (ниже 5-10 Гц) момент на валу будет зависеть от характеристики конкретного двигателя (активного сопротивления обмоток). Для сохранения момента на частотах ниже 5-10 Гц может потребоваться корректировка минимального напряжения кривой U / f. Увеличение значения напряжения вызовет увеличение пускового момента, но также приведет к увеличению потребляемого тока, а пропорционально увеличению протекающего тока усиливается нагрев. Рекомендуемый диапазон регулирования частоты при вольт-частотном управлении: 5-50 Гц. Преобразователь частоты ELHART EMD-MINI поддерживает регулировку частоты от 0,5 до 999,9 Гц.

Векторный метод регулирования способен более точно поддерживать момент при низких частотах (особенно при изменяющейся нагрузке). Диапазон возможной регулировки шире, чем у вольт-частотного режима и зависит от конкретной модели (фирмы, серии) ПЧ. Для векторного управления рекомендовано использовать преобразователи частоты Delta Electronics серии VFD-E и VFD-C.

Для увеличения пускового момента рекомендуется использовать частотный преобразователь большей мощности (так как преобразователь может обеспечить двигатель только полуторократным током (номинальный ток × перегрузочную способность ПЧ).

Использование ПЧ для увеличения скорости вращения двигателя

Преобразователь частоты можно использовать для увеличения скорости вращения двигателя выше номинальной. При этом важно учесть, что при увеличении частоты выше номинальной, момент (Т) уменьшается пропорционально квадрату отношения напряжение/частота. При частоте f = 70 Гц момент на валу уменьшается в 2 раза T = 0,5 × Tном; при частоте f = 100 Гц момент уменьшается в 4 раза T = 0,25 × Tном. Следовательно, увеличивается риск перегрузки двигателя. Кроме того, увеличивается нагрузка на подшипники.

Инженер ООО «КИП-Сервис»
Рыбчинский М.Ю.

Источник

Читайте также:  Регулировка холостого хода сварочного инвертора
Оцените статью
( Пока оценок нет )
Поделиться с друзьями
Настройки и регулировки