№3 / 2011 / статья 9

Частотные преобразователи Eaton – полный привод вашего производства

логотип 

 

C изобретением электричества человечество совершило великий прорыв в технике — ему покорились недостижимые ранее высоты, и открылись новые горизонты. В промышленности произошла настоящая революция, и те процессы, на реализацию которых прежде требовались «армии» рабочих, теперь осуществляются благодаря системам автоматизации производства, особую роль в которых занимают системы электропривода.

До недавнего времени в системах электропривода преимущественно использовались двигатели постоянного тока, простота управления которыми привлекала инженеров-специалистов различных отраслей промышленности. Однако недостатки данных устройств, а именно: сложность конструкции, взрывоопасность и необходимость постоянного обслуживания оказались досадной «ложкой дегтя в бочке меда», сильно ограничивающей сферы их применения.

Изобретение преобразователей частоты произвело качественный скачок в системах электропривода. Эти устройства позволили достаточно точно управлять асинхронными двигателями, отличавшимися простотой конструкции, надежностью и неприхотливостью в обслуживании, более низкой ценой, но при этом — сложностью в управлении. Применение преобразователей частоты позволило кардинально решить эти проблемы.

Частотные преобразователи преобразуют сеть переменного или постоянного тока с постоянными напряжением и частотой в новую трехфазную сеть с переменными частотой и напряжением. Такое управление напряжением/частотой обеспечивает бесступенчатую регулировку частоты вращения трехфазных двигателей, что позволяет точно регулировать скорость и момент двигателя. Работа привода возможна с номинальным моментом даже при малой частоте вращения.

С тех пор асинхронные двигатели, управляемые преобразователями частоты, стали уверенно вытеснять системы привода постоянного тока из всех отраслей индустрии. Первые преобразователи частоты для управления асинхронными двигателями применяли классический метод частотного регулирования простейших скалярных величин, а именно — частоты и амплитуды выходного напряжения, что позволило широко внедрить их в такие сферы, как вентиляция, насосы, системы фасовки продукции, механизмы дозирования и подачи и другие.

Общее развитие элементной базы и глобальные разработки в полупроводниковой и микропроцессорной технике позволили значительно усовершенствовать алгоритм работы частотных преобразователей путем внедрения бессенсорного векторного управления асинхронным двигателем (SVC). В основе этого нового метода лежит регулирование величины потока сцепления поля статора в асинхронной машине путем формирования в системе управления частотного преобразователя высокоточной математической модели управляемого двигателя. Регулируемой величиной при этом является ток двигателя. Такая регулировка вращающего момента является оптимальной для высокотребовательных задач (смешивающие установки, экструдеры, транспортировочные и подающие механизмы).

Данное новшество разрушило все преграды, препятствовавшие широкому применению асинхронных двигателей в областях электропривода и автоматизации, и на сегодняшний день такие системы применяются, без преувеличения, во всех аспектах человеческой деятельности; кроме того, это стало экономически выгодно. Сегодня трехфазный двигатель с частотным регулированием является стандартным модулем для бесступенчатого регулирования частоты вращения и вращающего момента, экономичным и экологичным, выступающим в качестве отдельного привода или в качестве элемента автоматизированной установки.

Компания Eaton прошла долгий путь, начавшийся в далеком 1911 году, чтобы век спустя представить преобразователи частоты, завоевавшие доверие крупнейших производителей на американском континенте, в Европе, а теперь и в России. Компания предлагает полный ассортимент устройств для пуска и управления электрическими двигателями — от классического электромеханического оборудования до инновационных устройств управления.

Приводы Eaton с частотным регулированием — компактное модульное решение для применений с регулируемой частотой вращения. Они предоставляют пользователю широкий спектр новых возможностей использования, что позволяет получить такую конфигурацию привода, при которой выполняются любые требования заказчика. Рассмотрим основные линейки частотных преобразователей Eaton, наиболее востребованные на российском рынке.

 

M-MAX

M-MAX является самым компактным представителем семейства преобразователей частоты компании Eaton (рис. 1). В столь изящную и компактную оболочку инженеры Eaton поместили современную электронную начинку, позволяющую покрыть диапазон мощностей 0,25…7,5 кВт. M-MAX показывает, как высокий уровень функциональности может быть реализован в простом и интуитивно-понятном дизайне.

 

Преобразователи частоты M-MAX

 

Рис. 1. Преобразователи частоты M-MAX

Благодаря наличию ЖК-дисплея и электронного потенциометра можно с высокой точностью регулировать величину задания, а в силу наличия обширного набора параметров, дискретных и аналоговых входов и выходов, M-MAX легко интегрируется в системы управления. Обладая большим количеством программируемых и непрограммируемых систем защиты, он обеспечивает максимальный уровень надежности и защиты производственных установок.

Несмотря на свою компактность, M-MAX управляет двигателем с помощью современного векторного алгоритма (SVC), что дает высокую точность управления как на высоких, так и на малых оборотах и поддерживает постоянство заданной величины даже при значительных колебаниях нагрузки. Наличие встроенного ПИ-регулятора и широкого набора функций обеспечивают высокую надежность работы и существенно экономит энергию в процессах, в которых он участвует. Это расширяет области применения M-MAX и делает экономически выгодным его использование в насосах, вентиляционных системах с линейными или квадратичными нагрузками в жилых зданиях и промышленных зонах, а также в станках различного назначения (например, в машиностроительной, текстильной, бумажной и полиграфической отраслях).

Компактная конструкция M-MAX позволяет экономить пространство, доступное для монтажа, в машиностроении, поскольку в конструкцию уже интегрированы фильтр электромагнитной совместимости (ЭМС) и тормозной прерыватель. Экранированный контрольный кабель и кабель двигателя также могут присоединяться к преобразователю частоты в соответствии с ЭМС. Специальный модуль связи обеспечивает связь с ПК через интерфейс USB (назначение параметров), что существенно повышает надежность хранения данных и снижает время, необходимое для обслуживания и ввода в эксплуатацию.

M-MAX разработан для работы в различных температурных условиях, при этом максимальная допустимая температура окружающей среды составляет 50°С при непрерывной токовой нагрузке и полной допустимой перегрузке, что также отвечает всем требованиям, принятым в машиностроении. Покрытые лаком панели управления позволяют использовать преобразователи в агрессивных средах и средах с повышенной влажностью, например, в помещениях очистных сооружений.

Высокий уровень защиты, а также безопасная эксплуатация в случае пожара являются обязательными требованиями для систем огнезащиты вентиляции с частотным управлением в зданиях. M-MAX, оснащенные внутренними цепями защиты и опцией автоматического перезапуска (например, после кратковременной потери питания), а также автоматической синхронизацией с работающим двигателем (подхват на ходу), обеспечивают безопасную работу вентиляторов в системах кондиционирования воздуха и контроля задымления.

 

SLX9000

Устройство SLX9000 производства Eaton (рис. 2) — это преобразователь частоты общепромышленного назначения, отличающийся гибкостью настроек и дружелюбным пользовательским интерфейсом. Благодаря наличию уже в базовой комплектации съемной панели управления он легко программируется и адаптируется под большое количество задач.

 

Преобразователи частоты SLX9000

 

Рис. 2. Преобразователи частоты SLX9000

Функция копирования параметров позволяет значительно экономить время на настройке преобразователей на однотипных приложениях. Наличие режима работы «Pump and fan control» позволяет максимально адаптировать преобразователь к работе с вентиляторами и насосами. С помощью встроенного ПИД-регулятора появляется возможность повысить эффективность управления процессом.

Функция «Prohibit frequencies» позволяет исключить резонансные точки работы системы привода: например, при работе с компрессором преобразователь защищает от попадания системы в режим помпажа, таким образом, предохраняя систему от механического разрушения.

SLX9000 гибок не только в программировании и управлении, но и обладает обширными возможностями расширения благодаря наличию двух разъемов для установки опциональных модулей расширения и коммуникации. Также он поддерживает различные протоколы промышленной связи и легко интегрируется во многие системы управления и автоматизации.

Исполнение IP54 повышает степень устойчивости SLX9000 к неблагоприятным внешним воздействиям и позволяет применять его в помещениях с высокой степенью загрязненности. SLX9000 широко применяется в системах промышленных насосов, вентиляторов, в комплексах пищевого оборудования, текстильной промышленности, системах намотки, подъемных механизмах, системах перемещения, а также для управления шлагбаумами, автоматизированными воротами и т.д.

 

SVX9000

Надежный многофункциональный промышленный преобразователь частоты SVX9000 интегрируется во все известные системы автоматизированного управления и обладает широким диапазоном настроек (рис. 3). Это позволяет защитить сам преобразователь и электродвигатель от различных неблагоприятных факторов. Этому, в частности, способствует функция «earth fault protection». Функция «motor overload protection» предохраняет двигатель от перегрузки и связанных с ней последствий. Также предусмотрена функция защиты транзисторов инвертора от перегрева и от превышения тока.

 

Преобразователи частоты SVX9000

 

Рис. 3. Преобразователи частоты SVX9000

Для преобразователей SVX9000 предусмотрен обширный ряд аксессуаров. Имеются дополнительные опции и пять гнезд под опциональные модули, что значительно расширяет возможности преобразователя.

SVX9000 имеет исполнение IP00 для применения внутри шкафов, стандартное — IP21, а также IP54, которое позволяет применять его в загрязненных и сильно запыленных местах.

Описываемый преобразователь частоты обладает дружественным интерфейсом и программами-заготовками (макросами), уже содержащими настройки для работы с большинством известных промышленных систем.

SVX9000 отличается также высокой перегрузочной способностью и поддерживает непрерывность работы даже в критических режимах. Его часто применяют для управления компрессорами, насосами, куттерами, тестомесильными машинами.

Это устройство также используется в системах кондиционирования зданий, климатических установках, на автоматизированных складах, в системах укладки и намотки проволок, тягодутьевых механизмах, промышленных станках и т.д.

 

SPX9000

Высокоточный преобразователь с повышенной производительностью — флагман приводной техники Eaton — SPX9000 обладает очень высокой точностью поддержания скорости и момента во всем диапазоне скоростей, в том числе и на малых оборотах (рис.4).

 

Преобразователи частоты SPX9000

 

Рис. 4. Преобразователи частоты SPX9000

Данный частотный преобразователь отличается дружественным интерфейсом и снабжен программами-заготовками (макросами).

Преобразователь предназначен для работы в тяжелых условиях и выдерживает высокие перегрузки. Благодаря использованию алгоритма управления SVC преобразователь может достаточно точно поддерживать величину задания без обратной связи.

SPX9000 также поддерживает работу с устройствами обратной связи, что позволяет применять его в тех сферах, где требуется обеспечение высокой точности величины задания. SPX9000 имеет исполнение IP00 для применения внутри шкафов, стандартное исполнение IP21, а так же исполнение IP54, которое позволяет применять его в загрязненных и сильно запыленных местах.

Устройство поддерживает все известные протоколы связи с системами управления.

Применяется SPX9000 в самых разнообразных областях, в том числе: системах подъема и перемещения кранов, экструдерах, центрифугах, конвейерных подъемниках. Благодаря SPX9000 надежно функционируют насосы высокой производительности, бумагоделательные машины, системы индуктивного размешивания металлов, буровые установки, нефтяные насосы, компрессоры парафинов, станции аэрации и очистки воды.

Преобразователь также используется для работы в следующих системах: туннелепроходческие щиты, металлопрокатные станы, приводы станков, тяговые установки, задвижки котельных, ветрогенераторы, промышленные мельницы и т.д.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: automation.vesti@compel.ru

 

 

Наши информационные каналы

О компании EATON

Компания Eaton является многоотраслевой промышленной корпорацией, объем продаж которой в 2010 году составил 13,7 миллиардов долларов США. Eaton насчитывает 70 000 сотрудников и осуществляет продажи более чем в 150 странах мира. Компания предлагает клиентам комплексный подход к управлению энергией, являясь мировым лидером в производстве оборудования для обеспечения качества, распределения и управления электропитанием; гидравлических компонентов для промышленных и мобильных приложений; топл ...читать далее