Частотный преобразователь для насоса или вентилятора — на какие функции стоит обратить внимание

Из этой статьи вы узнаете:

• Какие функции вентилятора или насоса полезны при выборе частотного преобразователя?

• Что такое запуск на лету и спящий режим?

• Для чего использовать ПИД-регулятор в системах с частотными преобразователями?

Функция «запуск на лету»

Частотный преобразователь (инвертор) определяет скорость и направление вращения ротора, а затем начинает управлять двигателем на частоте, адаптированной к текущей скорости вращения ротора.

Это чрезвычайно полезно в приложениях, где остановка системы привода занимает длительное время и осуществляется выбегом, или где привод приводится в действие другой средой, например вентилятором, приводимым в движение силой ветра. Эта функция особенно полезна в системах вентиляции.

В случае насосов это позволяет исключить механические и гидравлические удары (биения), а также токовые перегрузки за счет плавного включения передачи двигателя, что снижает механический износ всего привода.

Функция «спящий режим»

Функция частотного преобразователя «спящий режим» проверяет заданную периодичность работы системы. Если она ниже нижнего предела частоты, установленного в параметрах преобразователя, питание двигателя будет отключено, и он останется в автономном режиме.

Когда задание частоты снова достигается и удерживается в течение определенного периода времени, привод автоматически возвращается в нормальный режим работы. Это способствует снижению потребления электроэнергии и меньшему износу привода.

Однако в системах автоматического управления не забудьте обеспечить надлежащее охлаждение приводной системы. Когда он не приспособлен для работы с малой частотой вращения, а сам двигатель не имеет так называемого охлаждения, только вентилятор, установленный непосредственно на валу двигателя — это способствует перегреву двигателя на малых оборотах.

ПИД-регулятор — наш союзник

ПИД-регуляторы — широко используемые системы в системах автоматизации. Они используются, в частности, для плавного регулирования расхода, давления или температуры, работающих в контуре обратной связи.

Они состоят из трех частей: П — пропорциональная, которая усиливает сигнал ошибки, И — интегральная, которая интегрирует сигнал ошибки, компенсируя накопление сигнала из прошлого (нейтрализует помехи), и Д — производная, которая дифференцирует ошибку, путем компенсации предсказанных ошибок (блокирует сигнал, чтобы он не увеличивался слишком быстро). Тогда управляющий сигнал представляет собой сумму сигналов, обработанных этими элементами.

Основная задача ПИД-регулятора — как можно быстрее достичь заданного значения, сохраняя при этом стабильность системы и ее обслуживание, несмотря на нарушения. В идеальном ПИД-регуляторе ошибка будет равна нулю, что на практике недостижимо.

Компоненты ПИД-регулятора могут также работать независимо друг от друга в других конфигурациях, например:

• сам пропорциональный компонент (П), который будет усиливать сигнал до заданного значения (однако он подвержен помехам и потере стабильности в случае быстрых изменений),

• пропорционально-интегральный элемент (ПИ), который, помимо пропорционального усиления сигнала до заданного значения, еще и интегрирует его, тем самым исключая возможные помехи (недостатком такого решения является отсутствие защиты от слишком быстрого нарастания и спада сигнал, который может привести к потере устойчивости),

• пропорционально-производная (ПД) составляющая, которая пропорционально усиливает сигнал, дифференцируя его (предотвращает слишком быстрые реакции на внезапные изменения и потерю стабильности, но подвержена возмущениям).

ПИД-регуляторы используются везде, где необходимо поддерживать постоянные рабочие параметры, независимо от условий, путем сбора текущего значения с аналоговых датчиков. Это позволяет, например, поддерживать постоянную скорость, силу, давление и поток.

Каскадное управление насосом

Эта функция использовалась в системах с несколькими насосами и вентиляторами, эффективность которых регулируется плавным изменением скорости двигателя, напрямую подключенного к частотному преобразователю, и подключением или отключением дополнительных приводов.

Например, частотные преобразователи имеют два реле, с помощью которых могут быть присоединены сразу два вспомогательных насоса.

Допустим, у нас есть один частотный преобразователь для регулирования напора в системе. Ситуация в системе вызвала такой высокий расход воды, что она не может поддерживать необходимое давление с использованием только одного насоса (базового насоса), который работает на полной скорости.

Частотный преобразователь получает сигнал от измерительного датчика о том, что требуемый расход не достигнут, поэтому первый релейный выход включается и переключает непосредственно в сеть первый вспомогательный насос. В то же время частотный преобразователь регулирует скорость первичного насоса.

Когда релейный выход включен, первый вспомогательный насос работает на полной скорости, и дополнительная потребность в увеличении давления воды регулируется первичным насосом, питаемым от частотного преобразователя. В результате поток, создаваемый обоими насосами, работающими одновременно, плавно увеличивается.

Когда требуемый расход все еще не достигается, таким же образом запускается третий насос.

Благодаря вышеуказанным функциям частотных преобразователей можно реализовать систему управления, которая экономит время, пространство и энергию и в то же время повышает безопасность и стабильность системы.