-
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ
Частотно-регулируемый привод состоит из электродвигателя и преобразователя частоты (инвертора), который выполняет роль регулятора скорости (частоты) вращения, а так же может поддерживать и регулировать крутящий момент на выходном валу и служить защитой для асинхронного электродвигателя. При этом применение частотных преобразователей позволяет существенно расширить возможности автоматизированного привода: регулирование скорости как линейной так и угловой, синхронное управление несколькими приводами, регулирование с обратной связью по заданному параметру, разгон и поддержание рабочих параметров шпиндельных высокоскоростных двигателей. Различают два основных типа регулирования: векторное - если необходимо обеспечить наилучшую динамику системы, например быстрый реверс за минимально возможное время, фактически обеспечивающий амплитудно-фазовое управление – применяется в грузоподъемных механизмах, кранах, лифтах и др., скалярное или управление по вольт-частотной характеристике реализует зависимость V/F=const, такой алгоритм обеспечивает достаточное качество регулирования по скорости и применяется для управления нагрузками вентиляторного типа - двигателями насосов, вентиляторов, при необходимости управлять несколькими двигателями синхронно от одного преобразователя частоты, например в конвейерных линиях. Экономический эффект от внедрения частотно регулируемого привода несложно посчитать, сложив несколько факторов: экономия электроэнергии за счет регулирования производительности оборудования, достигающая 60%, снижение износа узлов оборудования и электродвигателей, вследствие ограничения пускового тока и ударного пускового момента.
-
УСТРОЙСТВА ПЛАВНОГО ПУСКА
Устройство плавного пуска (иначе - софтстартер) используется для оптимизации работы электропривода, в момент пуска – разгона или торможения и останова электродвигателя. Оптимизация работы электропривода, с использованием устройства плавного пуска, заключается в устранении негативных факторов, которые проявляются при пуске электродвигателя: высокие пусковые токи, вызывающие нагрев проводников, а следовательно тепловое старение изоляции подводящих кабелей и обмоток электродвигателя; ударно-пусковые нагрузки механизмов, ведущие к усталости и разрушению зубчатых передач мотор-редукторов, растяжения и разрывы приводных цепей, повышенному износу ременных и муфтовых передач, гидроударам в насосном оборудовании и др. Устройство плавного пуска позволяет автоматически регулировать при помощи фазового метода, напряжение на обмотках электродвигателя, повышая его от опорного значения, до значения номинального напряжения. Применение софт-стартера позволяет экономить электроэнергию, которая выделяется в виде тепла при нагреве проводников, рекуперировать электроэнергию выделяющуюся при торможении двигателя, уменьшить затраты на кабельную продукцию так как отпадает необходимость учитывать пусковой ток при расчете сечения проводников, существенно уменьшить затраты на ремонты механизмов. В целом устройство плавного пуска при правильной настройке способно продлить жизненный цикл привода в 2-3 раза! Устройство плавного пуска может быть централизованного исполнения и децентрализованного исполнения с монтажом непосредственно на электродвигатель.
-
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
Более 60% промышленного потребления электроэнергии приходится на долю асинхронного привода. Благодаря низкой стоимости и высокому КПД, простоте эксплуатации и обслуживания, возможности применения в насосной технике и на опасных объектах асинхронные электродвигатели получили наибольшее распространение. Со времени появления в промышленности частотно-регулируемого привода, асинхронный электропривод получает еще большее распространение, заменяя синхронный, поскольку преобразователи частоты (инверторы) позволяют избежать ряд негативных особенностей асинхронных электродвигателей, а именно, высокого пускового тока и связанного с ним ударного пускового момента, а также дают широкие возможности в регулировании частоты оборотов входного вала, скольжения, момента на валу. Асинхронные электродвигатели с электромагнитным тормозом,преобразователем частоты и энкодером получили широкое распространение в автоматизированных системах,в которых необходимо точное позиционирование, а так же в системах с обратной связью, где необходимо точное поддержание заданных технологических параметров. Все большее распространение получают шпиндельные электродвигатели - это высокоскоростные электродвигатели, рабочий вал которых оснащается устройством для закрепления заготовки (например, у станков токарной группы) или режущего инструмента (у сверлильных, фрезерных, гравировальных станков). К шпинделю предъявляются повышенные требования по равномерности вращения, непосредственно влияющей на качество обработки. Рабочий вал шпинделя устанавливается на подшипниках качения или скольжения высокого класса точности.Управление шпинделями осуществляется при помощи преобразователей частоты, при этом диапазон скоростей от 3000 до 40 000 оборотов в минуту при установленных мощностях от 0,13 до 20 кВт
-
РЕДУКТОРЫ и МОТОР-РЕДУКТОРЫ
Редуктор механический — механизм, передающий и преобразующий крутящий момент, с одной или более механическими передачами. Обычно редуктором называют устройство, преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала в более низкую на выходном валу, повышая при этом крутящий момент. Из основных характеристик, которыми обладает редуктор, можно выделить — КПД, передаточное отношение, передаваемая мощность, максимальные угловые скорости валов, количество ведущих и ведомых валов, тип и количество передач и ступеней, и достаточно новая характеристика редуктора – сервис фактор – величина зависящая от типа механической нагрузки на редуктор и количества пусков в час, и определяющая выносливость мотор-редуктора в конкретном применении. Прежде всего редукторы классифицируются по типу механических передач, основные среди них:цилиндрический редуктор, конический редуктор, червячный редуктор, планетарный редуктор, а так же их комбинации: червячно-цилиндрический редуктор, цилиндро-червячный редуктор, цилиндро-конический редуктор.Также редукторы можно классифицировать по способу охлаждения, по типам используемых подшипников, по типу исполнения корпусов: мотор-редуктор из чугуна, мотор-редуктор из алюминия, мотор-редуктор из нержавеющей стали. Выбирая из производителей можно выделить : мотор-редукторы Danfoss Bauer – приводы с присоединяемыми электродвигателями до 45 кВт и моментом до 16800Нм для тяжелых промышленных применений, мотор-редукторы LENZE – приводы до 45 кВт и моментом до 11800Нм для промышленных применений, мотор-редукторы INNOVARI – приводы с присоединяемыми электродвигателями до 7,5 кВт для легкой и перерабатывающей промышленности, обладающие уникальной гибкостью модульной конструкции и обеспечивающие взаимозаменяемость по посадочным размерам с SITI, Bonfiglioli, Motovario, STM, Varvel, SEW, NORD и др.
-
СИЛОВЫЕ ОПЦИИ, ДРОССЕЛИ
Для решения задач совместимости преобразователей частоты с другим оборудованием существует ряд дополнительных устройств, способствующих нормальной безаварийной работе как преобразователя частоты и привода, так и других устройств автоматики.Снижение уровня гармоник может быть достигнуто последовательным включением в цепь питания преобразователя частоты сетевого дросселя. Величина гармоник тока зависит от общего индуктивного сопротивления, состоящего из сетевого дросселя и индуктивного сопротивления сети. На практике часто бывает, что параметры сети, к которой подключаются индивидуальные приводы, не известны. Поэтому рекомендуется всегда использовать сетевой дроссель, подключенный последовательно с преобразователем. Среди достоинств сетевых дросселей их способность к подавлению кратковременных колебаний в сети вызванных перезарядами в конденсаторах. Дроссели шины постоянного тока подключаются последовательно в шину постоянного тока преобразователя частоты. В отличие от сетевых дросселей, дроссели шины постоянного тока ни как не влияют на снижение кратковременных колебаний в сети, однако они так же оказывают влияние на снижение напряжения на шине постоянного тока частотного преобразователя. Моторный дроссель предназначен для защиты двигателей от пиков напряжения, возникающих при работе преобразователей частоты. Пики напряжения - результат работы IGBT транзисторов с высокой частотой, при этом значение du/dt может достигать 12кВ/мс Величина пульсаций напряжения зависит от несущей частоты преобразователей частоты, длины и типа кабеля. Быстрое время нарастания напряжения характеризуется дополнительными потерями мощности и нежелательным нагревом в кабелях и двигателе, а так же может привести к пробою или ускоренному старению изоляции, особенно это касается старых моделей двигателей, не предназначенных для работы с преобразователями частоты. Выходные фильтры своей индуктивностью вместе с емкостным сопротивлением кабелей питания двигателей уменьшают емкостные токи заряда/разряда в кабелях питания двигателей, ограничивают градиент напряжения du/dt а также абсолютные значения пиков перенапряжения на клеммах двигателя. Моторные дроссели рекомендуется использовать при небольшой длине кабеля двигателя (до 100-150 метров), в противном случае лучше использовать синусные фильтры. Синусные фильтры представляют собой комбинацию емкостных и индуктивных элементов. Данные фильтры имеют ряд преимуществ перед du/dt дросселями, так как высокая несущая частота преобразователя частоты практически полностью поглощается фильтрами и на выходе получается полностью синусоидальное напряжение, что позволяет значительно увеличивать длину кабельных линий от ПЧ до двигателя и избавиться от использования экранированного кабеля. Синусный фильтр уменьшает износ и потери в двигателе, а так же снижает его аккустический шум, вызванный гармоническим составом сигнала. Так же установка данного фильтра необходима при наличии трансформатора между преобразователем частоты и двигателем.
|