частотный преобразователь для электродвигателя настройка параметров
Как настроить частотный преобразователь? Настройка Hyundai N700 и Danfos VLT HVAC
Установку частотного преобразователя следует производить строго по инструкции. Особенно это важно для силовой части. Входные клеммы должны быть подключены только к фазам питающей сети, заземление к контуру заземления, а выходные клеммы – только к питаемому электродвигателю.
После установки и подключения частотного преобразователя производится его настройка. По причине существования большого числа параметров, настройка частотного преобразователя частично выполняется уже на заводе, для того двигателя, с которым ему предназначено работать. Стандарт тут, как правило, 1500 об/мин и мощность, указанная в паспорте преобразователя. Рассмотрим процедуру на примере двух преобразователей небольшой мощности.
Hyundai N700
В этом примере пусть требуется управлять мотором с пульта преобразователя: включение, выключение и регулировка оборотов (частоты вращения, зависящей от рабочей частоты). Информацию про частотник этой модели, найдете здесь.
После подачи питания выбираем режим программирования, нажатием клавиши FUNC. Дисплей переходит в режим выбора функций. Клавишами со стрелками прокручиваем список функций (параметров), до тех пор, пока не появится та, значение которой мы хотим изменить. Повторное нажатие FUNC переключает редактор в режим установки значения параметров. Теперь стрелки работают на выбор требуемого значения. Прокрутив дисплей до требуемого значения, нажимаем кнопку STR. Автоматически попадаем на уровень выше и можем выбирать другую функцию. Повторное нажатие FUNC приведет к выходу в рабочий режим.
Преобразователь будет работать от кнопок Run (запуск) и Stop (остановка). Во время работы на дисплее будет отображаться частота выходного напряжения. Частоту можно настраивать клавишами со стрелками, если выбрана функция F01.
Если двигатель работает и обороты регулируются, то можно настраивать контур обратной связи, если такой имеется и требуется его использование. В этом случае к клеммам аналогового входа подключается датчик сигнала обратной связи (например, давления), параметр A01 = 1. Все остальное зависит от конкретной конфигурации оборудования и требований к его работе.
Danfoss VLT HVAC
Этот тип частотного преобразователя имеет “мастер” (утилиту настройки) который облегчает подготовку двигателя к эксплуатации. При первом подключении включении двигателя, до подачи на него напряжения, на дисплее отображается ряд вопросов, на которые потребитель должен дать ответ при помощи выбора вариантов, прокручивая их кнопками направления. Необходимо подтвердить рабочую частоту сети; вид подключения двигателя: треугольник (delta), или звезда (grid); тип двигателя: асинхронный, синхронный.
Дальнейшие вопросы мастер предлагает в зависимости от типа выбранного двигателя. Для асинхронного двигателя надо указать его мощность, рабочее напряжение, частоту, ток, номинальную скорость – это все его паспортные, а не рабочие данные. Затем устанавливаются параметры скорости (лимиты) и разгона преобразователя частоты. После этого мастер спрашивает, нужна ли функция подхвата: “Active Flying start?” (для асинхронного двигателя), и т.д.
Убедившись, что включение преобразователя частоты в работу происходит нормально, то можно настраивать обратную связь, если это предусмотрено технологией оборудования, на которой двигатель будет эксплуатироваться.
Когда настройка преобразователя частоты производится для замкнутого контура регулирования, нужно выбрать другой мастер, тогда в меню Configuration Mode должен быть выбран параметр Closed Loop. (Дальше можно выбрать среди прочего источник сигнала обратной связи Feedback 1 Source и источник опорного сигнала Reference 2 Source. Это токовые входы 4-20 мА.)
При настройке контура обратной связи заданием является опорный сигнал (Reference) относительно которого работает компаратор контура. В зависимости от того, какую природу имеет управляющий сигнал (ток или напряжение) выбираются единицы измерения и устанавливаются пределы регулирования. Очень важно не ошибиться со знаком обратной связи – от этого будет зависеть реакция привода на сигнал ошибки. При “нормальном” регулировании сигнал обратной связи отрицательный и привод стабилизируется (в подавляющем большинстве применений требуется именно это), а при “инверсном” он ведет себя противоположным образом – либо идет “вразнос”, либо “сваливается”. Для управления скоростью этих процессов предназначены временные фильтры.
Также можно использовать ПИ регулятор преобразователя частоты и настроить привод под имеющуюся в механизме динамику. Пропорциональный коэффициент увеличивает быстродействие регулятора, однако, может привести к появлению колебаний скорости (рывков), которые даже могут оказаться незатухающими. То же самое происходит при уменьшении времени интегрирования. Оба параметра, по той причине, что динамика системы крайне редко поддается расчету, приходится подбирать опытным путем. (Лучше делать это методом половинного деления, так можно быстрее всего найти оптимальную точку на плоскости координат. Между прочим, оптимальные значения параметров ПИ-регулятора сами могут быть функцией какого-то состояния механизма).
Настройка частотного преобразователя
Настройка частотного преобразователя – это важная задача, которую необходимо произвести правильно, для обеспечения оптимальной работы электродвигателя и четкого внедрения в технологический процесс. При этом масштаб программирования зависит как от самого электропривода, так и от функций, которые он выполняет.
Для чего нужна настройка частотного преобразователя
После того как все электрические подключения выполнены, для ввода в эксплуатацию требуется настроить преобразователь частоты. Процесс заключается в четырех основных пунктах, это:
Правильное выполнение всех этапов программирования ПЧ позволит электродвигателю функционировать в оптимальном и безопасном режиме, защитит его от выхода из строя.
Программируемые параметры частотника
Каждая конкретная модель частотника имеет свой функционал, который напрямую влияет на количество настроек устройства. При этом не все параметры требуют программирования, а часто являются лишь дополнительной функцией.
Используя вышеописанную классификацию, опишем основные настраиваемые параметры ПЧ:
Этапы программирования и настройки частотного преобразователя
Выделим минимальный набор действий по настройке параметров преобразователя частоты:
После выполнения данных действий двигатель можно запустить, при этом следует убедиться в правильности вращения. Если вращение осуществляется неправильно, это можно изменить переключением фазных проводов или с помощью настройки частотного преобразователя.
Программирование частотных преобразователей на примере Innovert
Разберем пример настройки частотного преобразователя на примере устройства от Innovert. У рассматриваемого частотника имеются следующие группы настраиваемых параметров:
| № | Группа | Функции |  |
| 1 | A (Рr.A) | для текущего контроля | |
| 2 | B (Pr.B) | основные функции | |
| 3 | C (Рr.C) | для основных применений | |
| 4 | D (Pr.d) | параметры входов и выходов | |
| 5 | E (Рr.E) | вспомогательные настройки | |
| 6 | F(Pr.F) | для прикладного использования | |
| 7 | G (Рr.G) | для ПИД-регулятора | |
| 8 | H (Pr.H) | настройки последовательного канала связи | |
| 9 | i (Рr.i) | для усложнённого применения |
Чтобы осуществить базовое программирование преобразователя частоты, необходимо произвести следующее действия:
В итоге получаем частотник, запускающий двигатель от дистанционных кнопок «пуск» и «стоп», которые коммутируют соответствующие цепи управления устройства. Управление скоростью вращения происходит с помощью кнопок «быстрее» и «медленнее», которые коммутируют контакты «Up» и «Down» преобразователя. При этом значение частоты не может быть поднято выше 50 Гц.
Для того чтобы наглядно увидеть процесс настройки и запуска электродвигателя от ПЧ Innovert, вы можете посмотреть видео:
 | Хотите сохранить эту статью? Скачайте её в формате PDF |  | Остались вопросы? Обсудите эту статью на нашей странице В Контакте |  | Хочешь читать статьи первым, подписывайся на наш канал в Яндекс.Дзен |
Рекомендуем прочитать также:
Пять самых распространенных вопросов при выборе преобразователя частоты
Принцип работы частотного преобразователя, виды, схемы подключения
Частотный электропривод. Эффективность применения частотно-регулируемых приводов
Программирование преобразователя частоты
Программирование частотных преобразователей необходимо для адаптации устройства к техническим параметрам электродвигателя, встраивания электропривода в систему автоматического регулирования и диспетчеризации, его синхронизации с работой других приводов. Оно осуществляется после монтажа преобразователя, выполнения всех подключений в точном соответствии со схемой, проверки правильности электрических соединений силовой и управляющей цепи.
Программирование ЧП должен проводить специалист по автоматизации, имеющий профильное образование и соответствующую квалификацию. Многие модели частотников узкоспециализированного назначения поставляются со встроенным программным обеспечением от производителя. Их настройка сводится к вводу технических характеристик электродвигателя и незначительной адаптации программ к реальным условиям эксплуатации электропривода. Существуют также модели, определяющие фактические характеристики электродвигателя при включении в режиме тестирования.
Большинство преобразователей общепромышленного назначения имеют открытый доступ к ПО и могут быть адаптированы к электроприводам самого различного промышленного оборудования, в том числе для полностью автоматизированных технологических установок.
Для универсальных преобразователей частоты, интегрированного в системы АСТП привода требуется написание отдельных программ и их настройка и отладка. Программы для типового электропривода различного назначения часто поставляют вместе с частотником, их также можно скачать на сайте технической поддержки производителя регуляторов частоты.
Когда требуется программирование частотного преобразователя
Настройка преобразователя частоты требуется:
Что необходимо для программирования частотных регуляторов
Задание параметров регуляторов частоты вращения электродвигателей осуществляется при помощи:
Основные характеристики, необходимые для программирования
Каждой характеристике присвоен свой буквенно-цифровой код, который зависит от производителя и конкретной модели частотника. Для программирования необходимо рассчитать и ввести следующие основные параметры:
В процессе программирования также задается назначение аналоговых и дискретных выходов и выходов преобразователей частоты. Входы ЧП бывают 2-х типов:
Перечень вводимых параметров зависит от модели и назначения преобразователя частоты, алгоритма регулирования, особенностей промышленного оборудования. При программировании следует учесть, что некоторые характеристики невозможно изменять при работающем электроприводе.
Этапы программирования
Перед началом программирования частотных преобразователей необходимо убедиться, что все подключения соответствуют схеме. Далее подают напряжение на частотники и осуществляют восстановление заводских настроек. Это осуществляется вводом соответствующей команды или нажатием клавиши “сброс” и последующей перезагрузкой преобразователя частоты. После возврата к настройкам по умолчанию входят в меню частотника и вводят все необходимые параметры. В меню обычно имеются 8 подразделов:
Программирование частотных преобразователей на примере VLT FC 302
Рассмотрим процесс программирования на примере частотного преобразователя VLT FC 302 производства компании «Данфосс». После выполнения всех соединений, проверки их правильности, сброса параметров к заводским настройкам требуется:
При ошибках программирования при попытках включения привода электродвигатель не запускается, на экран дисплея выводится соответствующее сообщение. Оповещение об ошибках выводится также при неправильно произведенных подключениях. В таких случаях необходимо проверить корректность введенных данных и схему электрических соединений.
Внимание! Коды команд, параметров и разделов меню в частотниках разных производителей и моделей могут серьезно отличаться. Для того чтобы правильно установить настройки, необходимо ознакомиться с руководством по программированию. Существуют модели, которые могут сохранять несколько конфигураций. Они не требуют корректировки при изменениях в режимах работы оборудования.
После программирования делается первый запуск привода. При этом проверяется корректность его работы во всех режимах. При необходимости в установленную программу вносят корректировки и осуществляют тестирование еще раз. От грамотного программирования частотника зависит корректная работа двигателя и функционирование промышленного оборудования и технологических установок, общая энергоэффективность электропривода.
Пример программирования преобразователя частоты VLT HVAC Drive
Настройка частотного преобразователя для регулирования давления в трубопроводе
Экономим электроэнергию и поддерживаем постоянное давление воды без водонапорной башни, задвижек и байпасной трубы. Подробно разберём как настроить частотный преобразователь Inovance MD290 и подружить его с датчиком давления.
Поддержание заданного давления в трубопроводе — типовая задача для насосной станции. Давление в трубах меняется из-за изменения потребления в разные промежутки времени. Например, ночью, когда большинство людей спит, а предприятия останавливаются, разбор воды уменьшается и давление в системе возрастает. А утром наоборот снижается, т.к вода нужна сразу всем.
Раньше для регулирования применялись ручные или автоматические задвижки. При этом насос в любом случае работал на максимум. Теперь для регулирования давления используют частотный преобразователь. Попробуем разобраться, как это работает на примере Inovance MD290.
Структура
Вся система состоит из 3 основных элементов: электродвигателя с насосом, частотного преобразователя и датчика давления. Датчик устанавают на трубопроводе после насоса и подключают к аналоговому входу частотника, таким образом система получается «замкнутой».
Структурная схема «ПИД-регулятора»
ПИД-регулятор
ПИД (пропорционально-интегрально-дифференциальный) регулятор является центральным узлом замкнутой системы регулирования. С его помощью можно поддерживать не только давление, но и любой другой технологический параметр: температуру, расход, уровень.
ПИД-регулятор работает по принципу непрерывного сравнения двух величин, поступающих на его входы — сигнала задания и сигнала обратной связи от датчика. Разницу между показаниями называют рассогласованием или ошибкой.
В случае, когда значение задания превышает значение от датчика, регулятор увеличивает выходную частоту преобразователя частоты, увеличивая скорость работы электродвигателя и производительность насоса. Если же обратная связь оказывается больше задания, регулятор снижает выходную частоту и скорость двигателя. Давление таким образом поддерживается постоянным.
Датчик
От типа датчика давления зависит схема подключения и настроки преобразователя. Для нас важны параметры: тип сигнала, количество проводов подключения, и напряжение питания.
Тип сигнала подойдёт 0…10В, 0…20мА, 4…20мА. Мы рекомендуем 4…20мА, т.к такой сигнал устойчив к помехам и позволяет определить обрыв провода. Частотный преобразователь определяет тип сигнала в зависимости от положения перемычки J9 на плате управления. Для правильного функционирования с сигналом 4…20мА перемычка должны быть установлена в положение «I» — токовый сигнал. Если перемычка стоит неправильно, то частотный преобразователь будет считывать значения неверно. Неисправность будет определить сложно, т.к. частотник не покажет ошибки.
Количество проводов подключения
Датчик давления может быть двух или трёхпроводный, другие схемы используются крайне редко.
Двухпроводное подключение используется для датчиков с токовым сигналом 0(4)…20мА, их ещё называют «токовой петлей». В этом случае и питание, и сигнал передаются всего по 2 проводам.
Двухпроводное подключение датчика.
В трехпроводной схеме питание и сигнальный провод разделены. Такие датчики могут работать как с токовым сигналом, так и с сигналом по напряжению 0…10В.
Трехпроводное подключение датчика.
Напряжение питания в частотном преобразователе 24В DC, соответственно и датчик нужно использовать с подходящим напряжением питания. Встречается несколько разновидностей: 9…36В, 8…24В, 12…36В.
Подключение
Мы будем использовать первый попавшийся двухпроводный датчик давления с напряжением питания от 9 до 36В и выходом 4…20мА.
» >
У MD290 два аналоговых входа. AI1 поддерживает сигнал 0…10В, AI2 поддерживает сигналы 0…10В, 0…20мА и 4…20мА. Мы будем использовать AI2. Для работы с токовым сигналом 0…20мА и 4…20мА необходимо установить перемычку J4 в положение «I».
Подключим датчик к аналоговому входу AI2. При этом «+» датчика подключается к клемме «+24В», а «-» к входу «AI2». Между клеммами COM и GND необходимо установить перемычку.
Скоростью управляет датчик, поэтому для управления ПЧ не хватает только кнопки «пуск» или команды на запуск от ПЛК. Нас интересует вариант «попроще», поэтому подключаем кнопку «Пуск» к дискретному входу DI1.
Подключение цепей управления
Настройка
Настройку можно разделить на 2 части: базовое параметрирование и настройка ПИД-регулятора.
Вводим данные электродвигателя
F1-01 = 22 кВт — номинальная мощность двигателя
F1-02 = 380 В — номинальное напряжение двигателя
F1-03 = 42 А — номинальный ток двигателя
F1-04 = 50 Гц — номинальная частота двигателя
F1-05 = 1460 об/мин — номинальная скорость двигателя
Изменяем закон управления и команду запуска
F0-01 = 2 — скалярный закон регулирования (U/f)
F0-02 = 1 — команды управления через клеммы
F0-03 = 8 — задание частоты от ПИД регулятора
F4-00 = 1 — команда “Пуск”
Дополнительные параметры
Важны для правильного функционирования системы.
F0-14 = 20 Гц — нижнее ограничение заданной частоты. Задается, чтобы не допускать работу насоса на слишком низкой частоте, опасной перегревом.
F0-17 = 3 сек. — время разгона
F0-18 = 3 сек. — время торможения
F6-10 = 1 — торможение на свободном выбеге
FA-01 = 50% — уставка задания в % от диапазона датчика.
Если весь диапазон датчика давления 0…10 бар, то уставка в 50% задает необходимое давление = 5 бар.
FA-02 = 1 — обратная связь ПИД регулятора.
В этом параметре выбирается тот аналоговый вход, к которому подключен датчик давления, в нашем случае это AI2.
FA-03 = 0 — прямое направление работы ПИД-регулятора.
Подразумевает увеличение выходной частоты при увеличении рассогласования. В случае обратного направления работы ПИД регулятора, он будет увеличивать выходную частоту при уменьшении рассогласования.
Важным моментом является масштабирование входного сигнала AI2. Т.к аналоговый вход рассчитан на сигнал 0…20мА, а датчик давления на 4…20мА, их необходимо привести в соответствие. Для этого проведем настройку кривой AI2 так, чтобы 4мА соответствовало 0%, а 20мА — 100%.
F4-18 = 2
F4-19 = 0
F4-20 = 10
F4-21 = 100
» >
Настройка кривой AI2
Настроим «режим сна»
Ещё одним важным преимуществом регулирования давления с помощью частотного преобразователя, кроме автоматизации процесса, является энергосбережение. Зачастую для поддержания необходимого давления достаточно поддерживать минимальную скорость насоса или вовсе его останавливать. Для этого в частотнике предусмотрена функция сна. При достижении задания порогового значения, частотный преобразователь снижает выходную частоту до нуля и “засыпает”.
Как только давление в системе падает ниже определенного уровня и задание вырастает, частотник “пробуждается” и продолжает работу. Таким образом возможно достичь экономии электроэнергии до 30% относительно регулирования без частотного преобразователя.
F8-49 = 22 Гц — частота пробуждения
F8-50 = 10 сек — время задержки пробуждения
F8-51 = 21 Гц — частота засыпания
F8-52 = 10 сек — время задержки засыпания
» >
Заключение
Применение частотных преобразователей для насосного оборудования решает сразу несколько задач: автоматизация процесса, защита двигателей и самого насоса от аварий и поломок, устранение гидроударов во всей системе.
А если систему расширить с помощью программируемого контроллера, то открывается ещё больше возможностей. Это и каскадные пуск насосной станции, и чередование насосов по наработке, и удаленное управление через сетевые протоколы.