Скалярные частотные преобразователи

В скалярном режиме частотные регуляторы подают на вход двигателя напряжение требуемой частоты (f) и амплитуды (V) и контролируют значение V/f. Это амплитудно-частотное отношение поддерживается неизменным во всем диапазоне скоростей для поддержания постоянного магнитного потока в статоре электродвигателя. Частотники со скалярным режимом управления благодаря относительно невысокой цене применяют в оборудовании, не требующем высокой точности поддержания скорости, к примеру, систем вентиляции.

Основными недостатками скалярного метода управления является невозможность управления моментом и скоростью вращения из-за ее зависимости от нагрузки. Векторный способ управления кроме амплитуды и частоты также позволяет контролировать фазу, благодаря чему обеспечивается требуемая скорость вращения без привязки к фактической нагрузке на валу асинхронного двигателя. Поэтому изменение нагрузки почти не влияет на скорость. Векторный метод является более производительным и повышает КПД электродвигателя по сравнению со скалярным управлением.

Преобразователи частоты Intek с векторным управлением имеют диапазон регулирования скорости 1:100, могут поддерживать скорость с точностью ±0,5% и устанавливать крутящий момент с точностью ±15%.

Преобразователи частоты (ПЧ) серии SPE имеют трехфазный выход UVW и предназначены для использования с трехфазными асинхронными двигателями. Но в некоторых случаях преобразователь может быть использован для регулирования скорости однофазных конденсаторных асинхронных двигателей. Эти двигатели нашли широкое применение в вентиляторной и насосной технике. Однако есть существенные ограничения при таком применении, несоблюдение которых может привести к выходу из строя оборудования.

1. Ток, потребляемый однофазными двигателями существенно больший, чем фазный ток трехфазных двигателей. Поэтому подбор ПЧ следует вести, ориентируясь не на мощность двигателя, а на его номинальный ток, который должен быть заведомо меньше, чем выходной ток преобразователя. Если информации о потребляемом токе вентилятора или насоса нет, то номинальная мощность преобразователя должна быть в два раза выше номинальной мощности однофазного двигателя. 

2. Преобразователь частоты при настройках по умолчанию (заводских настройках) отслеживает наличие тока во всех трех выходных фазах. В случае, если к выходным клеммам подключен однофазный двигатель, то его питание происходит через два провода (третий провод, как правило, предназначен для защитного заземления двигателей, имеет желто-зелёную расцветку, и он не подключается к выходным клеммам UVW преобразователя). Таким образом, при работе с однофазным двигателем два его провода питания следует подключить к двум выходным клеммам U и W преобразователя и ввести блокировку защиты от «неполнофазного выхода», установив P9.13=00. 

3. При пробном пуске однофазного двигателя необходимо проконтролировать выходной ток преобразователя. Этот нагрузочный ток должен быть меньше тока, указанного в паспортной табличке преобразователя. Желательно установить значение параметра P1.03 чуть выше реального значения выходного тока при максимальной загрузке асинхронного двигателя. Реальное значение выходного тока можно вывести на дисплей с помощью нажатия (несколько раз) на кнопку ►► (загорается индикатор «А»).

4. Способ включения преобразователя в активный режим работы, а также выбор источника заданной частоты вращения следует установить стандартным образом с помощью параметров P0.02 и P0.03. Напоминаем, что настройки по умолчанию предусматривают следующее управление:

• пуск и останов с помощью зеленой и красной кнопок на лицевой панели преобразователя (P0.02=0);
• в качестве источника задания частоты вращения используются либо кнопки ▼▲(P0.03=0), либо потенциометр на лицевой панели (P0.03=4).

5. Диапазон регулирования частоты вращения однофазных конденсаторных двигателей у́же по сравнению с обычными трехфазными асинхронными двигателями. Ротор однофазных двигателей начинает вращение с уровня выходной частоты 10 – 15 Гц. Существенное значение при этом имеет тот факт, что при малой скорости вращения двигателя нагрузка на валу тоже небольшая, поскольку в качестве этой нагрузки используется либо крыльчатка вентилятора, либо центробежный насос.

6. Допустимо использование ПЧ (совместно с однофазным двигателем) в режиме автоматического поддержания технологического параметра на заданном уровне (ПИД-режим). В качестве такого параметра могут быть: давление в водной магистрали, или температура при охлаждающем регулируемом обдуве и др. Следует помнить, что параметры, соответствующие этому режиму, находятся в группе параметров PA. Если при этом используется датчик технологического параметра с токовым выходом (например, 4 – 20 мА), то между клеммами AI1 и GND преобразователя следует включить резистор 510 Ом.

ВНИМАНИЕ! Никогда не подключайте провод заземления двигателя и провода питающей сети к выходным клеммам преобразователя U, V, W, P, PB. Такое подключение неминуемо приведет к выходу из строя преобразователя.

Различают двухпроводные схемы управления и трехпроводные. Первые активируют привод при замкнутом контакте управления. Контакт размыкается, привод останавливается. Трехпроводная схема обеспечивает пуск и останов преобразователя при кратковременном нажатии на внешние кнопки без фиксации. Сигналы управления преобразователем могут формироваться как «сухими» контактами, так и транзисторами NPN.

• 2-х проводная схема. Установить P0.02=1, P4.11=0. Пусковой NO контакт подключить к клеммам DI1 и GND. Если требуется обеспечить реверсивное движение, то необходимо использовать дополнительный NO контакт, между DI2 и GND и установить P4.05=00 и P4.01=02. «Упр» светится.

• 3-х проводная схема. Пусковой NO контакт подключить к клеммам DI1 и GND. Стоповый контакт NC подключить к DI3 и GND. Установить P0.02=1, P4.00=1, P4.02=3, P4.11=2. Если требуется ещё и пуск назад, то необходимо использовать дополнительный контакт NO, подключаемый между DI2 и GND, а также установить: P4.05=00 и P4.01=2. Возможны другие варианты 2-х и 3-х проводных схем (P4.11).