Универсальный преобразователь частоты Grandrive

Уже ни для кого не секрет, что на сегодняшний день одной из основных мировых проблем является вопрос повышения энергоэффективности. Уже сейчас наблюдается повсеместное внедрение энергосберегающих технологий практически во все сферы промышленности и жилищно-коммунального хозяйства, начиная от внедрения энергоэффективных светильников и заканчивая модернизацией линий на тяжелых производствах. По статистике большая часть вырабатываемой электроэнергии потребляется электродвигателями, которые, как правило, являются асинхронными машинами.

Почему же именно асинхронные машины удерживают лидирующие позиции по применениям электродвигателей, когда еще совсем недавно большинство технологических процессов выполнялось с помощью машин постоянного тока? Именно для двигателей постоянного тока впервые начали применять устройства, позволяющие плавно и в широком диапазоне изменять их производительность, а соответственно и потребление электроэнергии. Однако с быстрым развитием полупроводниковой техники подобные устройства начали выпускать для управления и асинхронными электродвигателями, а огромным плюсом асинхронных машин, наряду с их простой конструкцией, является надежность. Только данный вид электрических двигателей в случае отказа системы управления способен запускаться и работать напрямую от сети без вспомогательных устройств, что для двигателя постоянного тока означает немедленное выгорание обмоток из-за недопустимых токов короткого замыкания.

Для управления скорости асинхронных электродвигателей применяются преобразователи частоты (ПЧ), которые плавно изменяют частоту и амплитуду напряжения питания двигателя, тем самым уменьшая скорость двигателя и потребление электроэнергии. Сегодня не является проблемой приобрести и подключить ПЧ к двигателю, так как огромное количество компаний готово предложить широкий спектр ПЧ различных серий с различными техническими характеристиками. У одного производителя зачастую можно встретить более 10 различных серий ПЧ, которые обладают разны-ми характеристиками и, как заявляют сами производители, разработаны специально для конкретного применения, как правило, для насосов или вентиляторов, для кранов, для тяжелых применений (мешалки, дробилки, мельницы и т.д.), а бывают ПЧ, разработанные специально для применения в горно-обогатительных комбинатах. Основной недостаток таких специализированных серий в том, что при эксплуатации большого количества различного оборудования (холодильные установки, насосные станции, подъемные краны и т.д.), которые имеются на любом крупном производстве, приходится изучать огромное количество различных инструкций под каждый конкретный ПЧ, а также владеть навыками наладки огромного количества разных "частотников". Это часто просто невозможно из-за малого количества квалифицированного персонала.

В большинстве случаев отличием между специализированными ПЧ являются различные системы управления, реализуемые на внутреннем контроллере, а также наличие по умолчанию некоторых опций. Так, например, для насосно-вентиляторных серий это большое количество релейных выходов для управления насосной станцией; для кранового применения это наличие возможности подключить тормозной резистор. В настоящее время среди производителей преобразовательной техники наблюдается тенденция выпуска универсальных серий ПЧ, то есть устройств, способных одинаково хорошо справляться с задачей управления как насосной станцией, так и мостовым краном.

Ярким примером универсальных преобразователей служат ПЧ Grandrive, предлагаемые компанией АДЛ. Модельный ряд универсальных преобразователей включает в себя 2 серии: PFD55 и PFD50. Отличия заключаются в мощностном ряде, так, например, PFD55 предназначен для питания небольших двигателей до 2,2 кВт, а PFD50 для питания двигателей от 4-х кВт. Обе серии преобразователей имеют возможность управления как в скалярном режиме, который подходит для насосов и вентиляторов, так и в векторном режиме, благодаря чему можно управлять высоко инерционными нагрузками, такими как лифты, краны, мельницы, конвейеры и т.д. Скалярный режим управления предполагает пропорциональное изменение частоты и амплитуды напряжения питания, что позволяет управлять скоростью асинхронного двигателя, не компенсируя возмущающее воздействие нагрузки. При векторном режиме управления математическая модель, заложенная в контроллере преобразователя, определяет необходимые вектора тока и потока машины для обеспечения максимального момента. При таком режиме управления можно получить характеристику, не зависящую от возмущающих воздействий нагрузки, что необходимо при управлении лифтами или кранами.

Управление насосами и вентиляторами. Преобразователи частоты Grandrive имеют возможность точной автонастройки внутреннего ПИД-регулятора для управления насосами или вентиляторами по обратной связи с датчиками давления или потока, что обеспечивает более эффективное управление процессом. Для управления вентиляторами в преобразователях частоты Grandrive предусмотрена функция "летящего пуска", которая обеспечивает подхват вращающегося вентилятора без бросков тока. При вращении вентилятора в неправильную сторону, преобразователь плавно останавливает привод вентилятора, а затем запускает его в нужном направлении. Для существенной экономии электроэнергии используется функция "спящий режим", которая позволяет снизить скорость электродвигателя вплоть до полной остановки, если не требуется поддержание требуемого уровня давления или расхода.

Управление кранами и лифтами. Для управления кранами имеется возможность подключения тормозного блока для рассеивания энергии, выделяемой при работе двигателя в генераторном режиме на тормозном резисторе в виде тепла. Помимо этого, есть возможность управления краном с помощью джойстика, используя до восьми программируемых настроек скорости, которые позволяют выбирать оператору необходимый режим работы крана.

Управление системами пожаротушения. Преобразователи частоты Grandrive серии PFD50 могут использоваться в совмещенных системах пожаротушения. В таких системах ПЧ обеспечивает управление насосами горячего и холодного водоснабжения, контролируя расход, а в режиме пожара обеспечивает работу спринклерной или дренчерной системы пожаротушения. Преобразователь Grandrive PFD50 имеет функцию пожарного режима, при активации которой ПЧ будет игнорировать все внешние аварии, такие как превышения тока, превышение температуры двигателя, превышения температуры самого ПЧ, пропадание и перекос фаз и т.д. для обеспечения работы пожарных насосов на максимальной мощности, что является жизненно необходимым критерием работы подобных систем.

Подводя итог, можно сказать, что использование подобных преобразователей частоты для широкого ряда различных применений существенно упрощает наладку, монтаж и обслуживание промышленных систем, экономит время и средства на обучении персонала и приводит к унификации оборудования на производстве.

Фото и материалы предоставлены ООО "Торговый дом АДЛ"