По методу управления двигателем частотные преобразователи делятся на два типа: скалярные и векторные. Скалярный режим закрывает 80% всех применений, векторный – остальные 20%. Если говорить коротко, то векторный ПЧ позволяет решать промышленные задачи, связанные с тяжелыми пусками и работой с перегрузками. Это могут быть, например:
- конвейеры на горнодобывающих предприятиях;
- грузоподъемные механизмы, лифтовое оборудование;
- шредеры, дробилки, измельчители;
- мусороперерабатывающее оборудование, в котором перемалывается несортированный материал;
- экструдеры, работающие с неоднородным гранулятом с посторонними включениями.
Векторный преобразователь обеспечивает условия для бесперебойной работы таких механизмов, а скалярный – остановится и выдаст ошибку. За счет чего достигается такое “всемогущество”? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно глубже понять принципы их работы.
Как работают скалярные частотные преобразователи
В скалярном режиме существует линейная зависимость между напряжением и частотой: чем выше напряжение на выходе, тем выше выходная частота, и наоборот. И для скалярного ПЧ это единственный инструмент для регулирования режимов работы двигателя: ротор вращается с такой же частотой (в некоторых случаях – с небольшой погрешностью), которая выходит из частотника. При нулевом напряжении частота также равна нулю – это значит, что в момент старта вал свободно вращается, крутящий момент отсутствует. В некоторых случаях этого недостаточно, чтобы сдвинуть нагрузку с места.
Для компенсации такого явления используется так называемый буст – задание напряжения в процентах от номинального, при котором частота равна нулю. Так в стартовой точке можно получить не 0 Гц и 0 В, а 0 Гц и % от номинального напряжения, чтобы обеспечить на выходе небольшой крутящий момент, достаточный для простых применений. Буст работает не постоянно, а только на первой стадии разгона. После 5-10 Гц буст отключается, зависимость частоты и напряжения снова становится линейной.
Особенности векторных преобразователей частоты
Векторные частотные преобразователи предназначены для работы на низких скоростях при постоянном крутящем моменте с точностью регулировки ±5% или с постоянной частотой с погрешностью ±0,2%. В нашем ассортименте векторные частотники представлены серией INNOVERT ITD. Есть два режима работы таких ПЧ:
1. Регулировка крутящего момента при заданной скорости в зависимости от нагрузки на валу
Первый режим – самый распространенный, когда мы задаем скорость, а ПЧ регулирует момент в зависимости от нагрузки на валу. Частотник следит за током в двигателе и реагирует на его изменения. Если ток отличается от значения, прописанного в математической модели, преобразователь дает на двигатель больше или меньше тока. Таким способом поддерживается нужное значение крутящего момента для заданной скорости. Задаем частоту – при увеличении нагрузки частотник автоматически наращивает ток, растет крутящий момент, двигатель преодолевает возросшую нагрузку и продолжает вращаться с заданной частотой без потери скорости. Например, при загрузке породы на конвейер горнодобывающего предприятия крутящий момент увеличивается скачкообразно, но благодаря векторному частотнику лента продолжает движение на заданной скорости.
2. Регулировка скорости при заданном крутящем моменте в зависимости от нагрузки на валу
Второй режим используется реже – когда выбираем не скорость, а требуемый момент. Типовое применение – узлы намотки или размотки кабеля, картона, бумаги и других материалов в бобины. В таких механизмах нужно поддерживать постоянный крутящий момент, так как при наматывании (или разматывании) увеличивается (или уменьшается) диаметр бобины и, соответственно, меняется натяжение материала. Если не регулировать скорость вращения вала, наматываемый материал порвется, а разматываемый – провиснет. Обе ситуации могут привести к неприятным последствиям: от брака продукта до поломки производственной линии. Чтобы избежать этого, крутящий момент поддерживается на нужном уровне – например, 30% от номинального. Так частотный преобразователь автоматически регулирует скорость в зависимости от натяжения материала.
Автокалибровка векторного преобразователя
Векторный ПЧ имеет важное отличие от скалярного – функцию автокалибровки, которая позволяет прописать в математической модели частотника параметры двигателя: токи номинальные и холостого хода, сопротивление обмоток. ПЧ запоминает, с каким двигателем работает, и в процессе работы постоянно сравнивает фактические показатели с параметрами, прописанными в момент автокалибровки.
В результате векторный режим позволяет в 10 раз по сравнению со скалярным расширить диапазон регулирования частоты – до 100-кратного уменьшения. Это важно для узлов с тяжелыми пусками и для механизмов без редукторов, которым требуется большой диапазон регулировки. Таким образом, если клиенту достаточно частоты в пределах 25-50 Гц, то можно выбрать скалярный частотник, а если нужно работать, например, от 0,3 до 10 Гц – подойдет только векторный.
Векторный режим с обратной связью
Большинство векторных частотников на рынке работают в бессенсорном режиме, обеспечивая обратную связь с двигателем только по току. В линейке INNOVERT векторные частотники серии ITD могут работать с датчиком обратной связи по скорости – энкодером. С его помощью можно уменьшить частоту в 1000 раз – до 0,05 Гц при сохранении крутящего момента и повысить точность регулировки скорости.
Точная регулировка необходима в случаях, когда участки линии должны работать синхронно с минимальной разницей в частоте. Векторный режим, в отличие от скалярного, может обеспечить точность ±0,2% в бессенсорном режиме и ±0,02% с энкодером. Для подключения энкодера к векторному преобразователю серии ITD…B3 мощностью от 1,5 кВт и выше используется дополнительная плата, а в частотники серии ITD…B3-EE05 эта плата уже встроена.
Какой преобразователь подойдет для вашего проекта – нужно решать индивидуально, учитывая режимы работы механизма, необходимость удержания момента на валу, требования по диапазону и точности регулирования.
Обращайтесь к нам за консультацией – специалисты компании помогут выбрать подходящий частотник, ответят на все интересующие вопросы и предоставят помощь в подключении и настройке 👉 www.prst.ru