Рубрики
Составляющие силовой электроники

Новое поколение преобразователей частоты для управления электроприводом

Новое поколение преобразователей частоты для управления электроприводом Анатолий Виноградов Андрей Сибирцев Владимир Матисон Виктор Степанов Татьяна Михайлова В статье представлены

Новое поколение преобразователей частоты для управления электроприводом Анатолий Виноградов
Андрей Сибирцев
Владимир Матисон
Виктор Степанов
Татьяна Михайлова

В статье представлены новые совместные работы ООО «ЭЛПРИ» (Чебоксары) и НИЛ «Вектор» Ивановского муниципального энергетического института в области частотного и адаптивно-векторного управления электроприводом переменного тока.

Преобразователи серии ЭПВ, несколько вариантов конструкции которых показано на рисунке, представляют собой новое поколение функциональных «интеллектуальных» устройств управления низковольтными (до 440 В) электроприводами переменного тока (асинхронными и синхронными электродвигателями, мощностью от 1 до 400 кВт), созданными для регулируемого электропривода устройств и технологических процессов с самыми разными требованиями к характеристикам регулирования и условиям эксплуатации: от насосов и вентиляторов до высокоточных станков и следящих систем.

Новое поколение преобразователей частоты для управления электроприводом
Набросок. Преобразователи частоты серии ЭПВ. Слева вправо: преобразователь со интегрированным цифровым пультом для электроприводов мощностью до 11 кВт, преобразователь со интегрированным цифровым пультом для электроприводов мощностью до 5,5 кВт; преобразователь с выносным цифровым пультом для электроприводов мощностью до 5,5 кВт

Системы управления всех преобразователей серии выполнены на базе универсального микроконтроллерного ядра, образованного 2-мя 16-разрядными микроконтроллерами. В сопоставлении с предшествующей разработкой НИЛ «Вектор» [1], выпускаемой ООО «ЭЛПРИ» с 1999 года под маркой АПЧ, электроприводы новейшей серии отличаются:

  • значительно более широкой областью использования, включающей объекты, требующие внедрения быстродействующего широкодиапазонного электропривода переменного тока, электропривода с высочайшим качеством обоестороннего обмена энергией с питающей сетью, также качественного электропривода без датчика;
  • усовершенствованными показателями регулирования скорости (быстродействием, спектром);
  • усовершенствованными массо-габаритными и энергетическими чертами;
  • более высочайшими показателями надежности, достигнутыми за счет увеличения степени интеграции и роста надежности отдельных компонент;
  • широким набором входных и выходных сигналов;
  • значительно расширенными функциями интерфейса и увеличением производительности интерфейсных каналов;
  • введением развитых функций программирования юзером для решения различных технологических задач;
  • введением новых и увеличением свойства уже имеющихся режимов работы, многофункциональных способностей и умственных параметров;
  • наличием удешевленного бескорпусного выполнения для встраивания в шкафы управления. Посреди новых режимов и способностей [2] отметим последующие:
  • Режим адаптации к изменению активных сопротивлений электродвигателя, обеспечивающий инвариантность черт электропривода к температурным изменениям сопротивлений статора и ротора.
  • Автоматическая настройка электропривода на данные динамические свойства (время регулирования, полоса пропускания контура скорости, вид переходного процесса). Возможность следующей четкой подстройки в ручном режиме при помощи тестовых входных сигналов и настроечных советов.
  • Расширение числа характеристик электропривода, определяемых в итоге процедуры автонастройки, и увеличение ее точности. В итоге выполнения автонастройки асинхронного электропривода определяются активные сопротивления статора и ротора, обоюдная индуктивность и индуктивность рассеяния, момент инерции, по которым делается расчет базисных значений всех характеристик и коэффициентов системы управления электроприводом при данных показателях свойства регулирования.
  • Программно реализованная структура системы управления электроприводом позволяет работать в замкнутом контуре регулирования скорости либо момента. Малый полный цикл расчета контура скорости 100 мкс, контура момента — 50 мкс.
  • Метод автоматической фазировки датчика скорости и положения исключает необходимость переключений при согласовании выходных сигналов с направлением вращения.
  • Наличие 2-ух интегрированных коммуникационных портов (RS-232/485 и CAN) при поддержке стандартных протоколов связи (MODBUS и CAN-Open) позволяет встраивать электроприводы в локальные информационно-управляющие сети, АСУ ТП и другие сложные системы, не требуя при всем этом издержек времени на освоение специфичных средств коммуникаций.
  • Четыре независящих набора характеристик могут активизироваться аппаратно либо программно для разных применений и при конфигурациях наружных критерий работы объекта управления.
  • Программируемая частота модуляции 2-20 кГц позволяет для всех применений отыскивать наилучшее соотношение меж шумами, вибрациями мотора и дополнительными потерями в системе «преобразователь-двигатель».
  • Широкий набор аналоговых и цифровых входов-выходов с возможностью их перепрограммирования и наращивания методом подключения дополнительных модулей.
  • Пульт ручного управления встраивается в корпус преобразователя либо производится съемным (для установки на двери шкафа либо пульта оператора).
  • Разные выполнения интерфейсной платы обеспечивают подключение датчиков скорости и положения с разными типами сигналов: импульсных, синусно-коси-нусных, резольверов.

В качестве дополнительных опций могут подключаться:

  • Режим адаптации к изменению характеристик механической части электропривода, обеспечивающий инвариантность черт электропривода к изменению момента инерции и момента нагрузки.
  • Компенсация динамических неидеальнос-тей силовых ключей преобразователей энергии (задержек включения и выключения), обеспечивающая минимизацию воздействия этих эф