Демо-диплом

Введение
Применение нового поколения преобразователей частоты, (ПЧ,
или
инверторов),
использующих
в
своем
составе
Биполярные
Транзисторы с Изолированными Затворами, (1СВТ), для подключения
удаленных двигателей, всегда являлось источником беспокойства и
дополнительных
расходов.
Двигатели,
подключенные
к
ПЧ
и
установленные от него на значительном расстоянии часто выходят из
строя из-за пробоя изоляции, вызванным повышенным напряжением. В
этой статье приведен краткий анализ существующих проблем. Здесь
также приводятся примеры решений, устраняющих существующие
проблемы и предотвращающих аварии двигателей в процессе их
длительной
эксплуатации.
ПЧ,
который
управляет
несколькими
двигателями, размещенными по всей длине конвейера. Длина конвейера
часто диктует необходимость больших расстояний между двигателями
и инвертором.
Большинство
производителей
ПЧ
оговаривают
максимально
допустимое расстояние между двигателем и инвертором. Ограничения,
вызванные этой величиной часто приводят к трудностям в применении,
бесполезности, или невыполнимости задачи. Максимально допустимые
расстояния разнятся у всех производителей, но все лежат в пределах 30
- 80 м. Многие из пользователей ПЧ стоят перед выбором, или, скорее,
вынуждены
игнорировать
требования
к
максимально
допустимым
расстояниям. Такие пользователи, спустя 2 недели, 6 недель, или 6
месяцев эксплуатации двигателя, вынуждены его перематывать, или
менять на новый. В некоторых случаях, двигатель может выйти из
строя даже при соблюдении требования по расстоянию, но близости его
значения к максимально допустимой величине. Естественно, возрастают
затраты как на ремонт, так и вызванные простоем оборудования. Часто
существует необходимость разнесения инвертора и управляемого
Лист
Изм
Лист № докум. Подпись
Дата
3
двигателя на большое расстояние друг от друга. Двигатели насосов,
установленные в скважинах, должны управляться с поверхности: чем
глубже скважина, тем длиннее связь между двигателем и инвертором. На
некоторых предприятиях, двигатели могут работать при тяжелых
условиях окружающей среды. Однако, чувствительная электроника ПЧ не
может вынести этих условий, что приводит к необходимости увеличения
расстояния
между
центром
управления,
содержащим
инвертор
и
двигателем, которым он управляет. В случае конвейеров и прессов,
часто имеется только один…
1 Общая часть
1.1 Инвертор VF-S11
Инвертор VF-S11 использует широтно-импульсное модулирование
выходного синусоидального тока. Однако это не означает, что выходное
напряжение и выходной ток представляют собой синусоид – это
искаженные кривые, имеющие формы синусоиды. Поэтому, по сравнению с
работой от сети электроснабжения общего пользования, возможно
незначительное увеличение температуры, шума и вибрации двигателя.
Когда речь идет о двигателе общепромышленного назначения, при
постоянной
работе
на
малой
скорости
возможно
снижение
эффективности охлаждения двигателя собственным вентилятором. В
этом случае нужно снизить выходную мощность ниже номинальной
нагрузки. Если вам нужна продолжительная работа на малой скорости с
номинальным крутящим моментом, используйте двигатель серии VF,
разработанный специально под инвертор Toshiba. В этом случае нужно
установить на инверторе уровень защиты двигателя от перегрузок
(OLII). Инвертор серии VF-S11 защищает двигатель от перегрузок с
помощью цепи контроля перегрузки. Заданный по умолчанию ток
Лист
Изм
Лист № докум. Подпись
Дата
4
термозащиты соответствует номинальному току инвертора, поэтому
если используется двигатель другой мощности…
1.5 Типы и пути распространения помех
После возникновения в инверторе помехи распространяются по
силовым кабелям к источнику питания и двигателю. Как видно на рисунке,
путей распространения достаточно много, однако, в общих чертах
можно выделить три способа: кондуктивный, индукционный и излучением.
Кондуктивный шум распространяется по проводам и воздействует
на периферийное оборудование (например, через источник питания по
силовой цепи). Если кабель заземления подключается к общей линии, то
помехи распространяются по пути экрану или сигнальному проводу
датчика.
Индуцированный шум (наведенный).
Если сигнальные или иные проводники периферийного оборудования
пролегают рядом с силовыми кабелями на входе и выходе инвертора, в
которых протекают токи шумов, в этих проводниках могут быть
наведены помехи.
Излучаемый шум
-
это
шум,
возникающий
в
инверторе
и
излучаемый в окружающую среду вдоль входных/выходных кабелей, также
вносит помехи в работу периферийного оборудования. Кроме того, он
может также распространяться через корпус двигателя и инвертора…
Лист
Изм
Лист № докум. Подпись
Дата
5
1.6 Двигатели инвертора
Когда инвертор VF-S11 используется совместно с двигателем,
необходимо
сравнить
инвертор
с
работой
от
электросети
общественного пользования. В этом случае инвертор использует
широтно-импульсное моделирование выходного синусоидального тока.
Однако это не означает, что выходное напряжение и выходной ток
представляют собой синусоиду. Поэтому по сравнению с работой от
сети электрснабжения общего пользования, возможно незначительное
увеличение температуры шума и вибрации двигателя.
При работе на малых скоростях, когда речь идет о двигателе
общепромышленного назначения, возможно снижение эффективности
охлаждения двигателя собственным вентилятором. В этом случае нужно
снизить выходную мощность ниже номинальной нагрузки…
2.5 Частотно регулируемый привод
Современный частотно регулируемый электропривод состоит из
асинхронного
или
преобразователя
синхронного
частоты.
электрического
Электрический
двигателя
двигатель
и
преобразует
электрическую энергию в механическую энергию и приводит в движение
исполнительный орган технологического механизма. Преобразователь
частоты управляет электрическим двигателем и представляет собой
электронное статическое устройство. На выходе преобразователя
формируется электрическое напряжение с переменными амплитудой и
частотой.
Название
«частотно
регулируемый
электропривод»
обусловлено тем, что регулирование скорости вращения двигателя
осуществляется изменением частоты напряжения питания, подаваемого
на двигатель от преобразователя частоты. На протяжении последних
10 –15 лет в мире наблюдается широкое и успешное внедрение частотно
регулируемого электропривода для решения различных технологических
Лист
Изм
Лист № докум. Подпись
Дата
6
задач во многие отрасли экономики. Это объясняется в первую очередь
разработкой и созданием преобразователей частоты на принципиально
новой элементной базе, главным образом на биполярных транзисторах с
изолированным затвором IGBT.
В синхронном электрическом двигателе частота вращения ротора
,
об/мин,
в
установившемся
магнитного поля статора
режиме
равна
частоте
вращения
, об/мин…
2.6 Импульсная последовательность положения
Импульсная последовательность положения - это выходной сигнал,
отображающий
импульсный
сигнал
команды
управления
позиционирования. Значения выводятся в виде бегущих показаний
счетчика в диапазоне от 0 до 65535 и, если значение превосходит
максимальную величину, индикация опять продолжается с 0.
Фиксированное значение на выходе FM (номер функции выхода = 30)
для настройки измерителя соответствует значению счетчика, равному
65535.
Переключение режима управления (скорость / позиционирование ).
Если управление работой (Пуск и Стоп) осуществляется от
входных терминалов, назначенный терминал изменяет режим управления
двигателем с управления скоростью на управление позиционированием.
Эта функция действительна только если задан режим управления от
входных терминалов (функция СПОd = 0) или в функции входного
терминала = 108 (109 для отрицательной логики). Если управление
работой (Пуск и Стоп) осуществляется по командам последовательной
связи, изменяйте режим управления двигателем по сети. Очистка
счетчика
перемещения,
очистка
счетчика
перемещения
(текущей
позиции) осуществляется замыканием входного терминала…
Лист
Изм
Лист № докум. Подпись
Дата
7