Выбор серийного преобразователя частоты

 

На основе проведенных расчетов в главах 2 и 3 по каталогу выбран преобразователь частоты фирмы Siemens Micromaster 420, который в настоящее время наилучшим способом интегрируется в систему автоматизации Simatic.

За счет включения приводной техники в программу TIA (Totally Integrated Automation), обеспечивается удобство в проектировании, надежность в коммуникации и интегрированность в единый комплекс средств АСУ ТП (автоматизированные средства управления технологическими процессами).

В преобразователе Micromaster 420 используется метод высокочастотной широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Функциональная схема преобразователя изображена на рисунке 3.2.

В таблице 3.2 приведены технические характеристики данного частотного преобразователя [18].

Таблица 3.2 – Технические характеристики частотного преобразователя Micromaster 420

Параметр	Технические характеристики
Диапазон мощностей	250 Вт, 230 В 3 АС
Диапазон напряжений	208-240 В +/-10%
Входная частота	47-63 Гц
Коэффициент мощности	cosφ>0,7
Пусковой ток	Не больше, чем номинальный
КПД	97%
Рабочая температура	- 10... + 50°С
Температура хранения	- 40... + 70°С
Допустимая относительная влажность воздуха	95% (без образования конденсата)
Степень защиты	IP20
Выходная частота	0-650 Гц
Разрешение выходной частоты	0,01 Гц
Перегрузочная способность	150% от номинального тока в течение 60 с
Способ регулирования	Вольт-частотный; линейный (); квадратичный (); прямое управление потоком FСС; произвольная настройка
Цифровые вводы	3 (18 функций)
Аналоговый вход	0-10 В/ПИ-регулятор, разрешение 10 БИТ, может использоваться как цифровой вход
Аналоговый выход	0,4 – 20 мА, 500 Ом максимальная нагрузка, разрешение 10 Бит
Релейный выход	30 B DC 5A, 250 B AC 2A, параметрируемый
Интерфейс	RS 485
Способ торможения	1. Генераторное; 2. динамическое; 3. комбинированное
Быстрое ограничение тока	Входит в набор параметров
Функции защиты по:	1. пониженному напряжению; 2. перенапряжению; 3. перегрузке; 4. включению на землю; 5. короткому замыканию; 6. блокировке двигателя; 7. перегреву двигателя; 8. перегреву преобразователя
Регулятор	Встроенный ПИ-регулятор, встроенный источник питания для датчика ПИ-регулятора

 

Преобразователи оснащены микропроцессорным управлением и работают с современной технологией IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor, биполярный транзистор с изолированным управляющим электродом).

Такая технология представляет собой каскадное включение двух электронных ключей: входной ключ на полевом транзисторе управляет мощным оконечным ключом на биполярном транзисторе. Управляющий электрод является затвором, а два других – эмиттером и коллектором. За счет этого они являются надежными и многофункциональными.

Преобразователи частоты Micromaster применяются для регулирования скорости вращения низковольтных двигателей переменного тока с постоянным или квадратичным моментом нагрузки с нагрузкой постоянного типа (конвейеры, лифты, смесители) или вентиляторного типа (центробежные насосы, вентиляторы). Управление преобразователем частоты осуществляется с помощью набора параметров, позволяющих осуществить выбор, активизацию или запрет определенной функции, задание значения параметра, а также контролировать текущее значение параметра. Параметры можно изменять и устанавливать кнопками мембранной клавиатуры пульта управления преобразователя для настройки нужных свойств преобразователя, к которым можно отнести: время разгона, минимальные и максимальные частоты. Номера выбранных параметров и их установленные значения указываются на четырехзначном цифровом дисплее [18].

Micromaster 420 – частотный преобразователь, который отличается от остальных своей дружественной по отношению к пользователю структурой параметров, простым монтажом и вводом в эксплуатацию, а также простотой интеграции в системы автоматизации.

Электрическая схема подключения преобразователя частоты и электродвигателя к трем фазам схематично изображена на рисунке 3.3.

Так как задание оптимальных режимов работы частотно-регулируемого электропривода для максимального функционирования технологического процесса является сложным и требует от персонала обширных знаний всего процесса и оборудования, в преобразователях серии Micromaster Eco дополнительно выделены специально подобранные базовые параметры, настройка которых позволяет для большинства простых случаев применения быстро осуществить ввод регулируемого электропривода в эксплуатацию.

Вышеизложенный способ управления удобен на этапе ввода и в процессе эксплуатации для оперативного изменения настроек частотного преобразователя.

 

 

Рисунок 3.3 – Электрическая схема подключения Micromaster 420 и электродвигателя к сети.

Вышеизложенный способ управления удобен на этапе ввода и в процессе эксплуатации для оперативного изменения настроек частотного преобразователя. Для использования частотно-управляемого электропривода в составе автоматизированных систем управления тиристорными преобразователями (АСУ ТП) обеспечивается взаимосвязь преобразователя с другими элементами системы управления, таких как система ввода-вывода данных, включающая в себя дискретные и аналоговые входы и выходы, а также последовательные интерфейсы [18].

Такой преобразователь обладает рядом свойств и функций, которые в основном отсутствуют в других аналогичного класса, такие как:

- точечно задаваемая характеристика , позволяющая применить преобразователь для работы с асинхронными и синхронными двигателями;

- 16 установок в расширенном режиме и более 100 в экспертном;

- высокоэффективное динамическое торможение постоянным током и комбинированное торможение;

- автоматический выбор частоты модуляции для бесшумной работы;

- счетчик электрической энергии для измерения использованной электроэнергии.

- модульная конструкция.

Многие преобразователи такого класса используются в простых задачах позиционирования. При этом частотный преобразователь управляется сигналами, идущими от интегрируемых в рабочий механизм датчиков. Благодаря оптимизации программного обеспечения, достигнута высокая скорость реакции на внешние сигналы. Благодаря этому Micromaster 420 решает задачи позиционирования с необычной для данного класса точностью и скоростью. Оптимизирована скорость реакции и для аналоговых входов.

 

Рисунок 3.2 – Блок-схема Micromaster 420