9. Преобразователи частоты компании «schneider electric»

Компания «Schneider Electric» выпускает преобразователи частоты Altivar 11, 28, 38, 68, 71. Преобразователи предназна­чены для регулирования скорости низковольтных асинхрон­ных двигателей. ПЧ Altivar 68 охватывают диапазон мощно­стей от 75 до 500 кВт для применения с увеличенным момен­том и от 90 до 630 кВт для применения с нормальным момен­том. Работа с увеличенным моментом обеспечивает устойчи­вые малые скорости АД, соответствующие выходной частоте ПЧ 0,5 Гц.

Преобразователь частоты может использоваться для при­вода механизмов с постоянным и зависящим от скорости мо­ментом сопротивления. Выбор типа момента (постоянный или переменный) осуществляется программными средствами.

При этом возможны следующие виды управления приво­дом:

• нормальный, соответствующий заводской настройке ПЧ и обеспечивающий диапазон регулирования скорости АД 20:1;

• с увеличенным моментом, расширяющим диапазон регу­лирования скорости до значения 100:1 и увеличивающим мо­мент АД на низких скоростях;

• специальный для двигателей специального назначения и включенных параллельно на выход одного ПЧ;

• энергосберегающий с автоматической адаптацией соотно­шения U/f для согласования с характеристикой момента со­противления рабочей машины.

Для настройки статических и динамических характеристик в этих режимах служат следующие параметры регулирова­ния:

• IR-компенсация падения напряжения на активном сопро­тивлении статорной обмотки АД;

• поддержание уровня напряжения с целью увеличения мо­мента на низкой скорости;

• вид кривой соотношения U/f для согласования с характе­ристикой момента сопротивления рабочей машины;

• усиление и устойчивость контура регулирования, обеспе­чивающие требуемый вид переходного процесса.

Основными функциями ПЧ являются:

• встроенный ПИД-регулятор для регулирования параметров технологического процесса (расход, давление, скорость АД);

• задание до семи предварительно выбранных скоростей;

• пошаговая работа механизма с заданием интервалов времени от 0,2 до 10 с. В течение заданного интервала време­ни поступающие команды на вращение АД выполняться не будут;

• последовательность управления электромагнитным тормо­зом для управления подъемно-транспортных механизмов;

• настраиваемые аналоговые и логические входы;

• быстрее-медленнее (настройка нижней и верхней границ скоростей, темпов ускорения);

• пропуск частотных окон для предотвращения механиче­ского резонанса при работе исполнительного механизма на критических скоростях;

• функции компаратора;

• логические функции;

• пуск и регулирование скорости с помощью алгоритма век­торного управления магнитным потоком АД;

• четыре уровня энергосбережения для применения в элек­троприводах рабочих машин с зависящим от скорости мо­ментом сопротивления;

• защита АД и ПЧ;

• автоматический захват с поиском скорости («подхват на ходу»);

• увеличенный пусковой момент;

• раздельное питание цепей управления от источника 24 В;

• двойная конфигурация (управление от ПЧ двух двигате­лей).

Основные характеристики электропривода, оснащенного ПЧ Altivar 68, приведены в табл. 8.

Таблица 8. Основные характеристики электропривода с преобразователем частоты Altivar 68

Параметры	Значение параметров
Диапазон выходной час­тоты	0-300 Гц. Стабильность частоты ± 0,01 % при 50 Гц. Разрешающая способность 0,01 Гц
Диапазон регулирования скорости	100:1 (в конфигурации с увеличенным момен­том)
Статическая точность	В разомкнутой системе: 30 % от номинального скольжения при скорости больше 10 % от но­минальной скорости двигателя; 50 % от номи­нального скольжения при скорости меньше 5 % от номинальной скорости двигателя. В замкнутой системе (с датчиком обратной свя­зи) +0,01 % от максимальной скорости двигателя
Перегрузочный переход­ный момент	180 % от номинального момента двигателя (в конфигурации с увеличенным моментом)
Максимальный переход­ный ток	150 % от номинального тока (в конфигурации с увеличенным моментом) в течение 60 с и 120 % в установившемся режиме; 120 % от номиналь­ного тока с моментом сопротивления, завися­щим от скорости, в течение 60 с и 100 % в ус­тановившемся режиме
Тормозной момент	До 30 % от номинального момента двигателя (без блока торможения); до 150 % с блоком торможения
Закон управления U/f	При отсутствии датчика обратной связи век­торное управление магнитным потоком двига­теля; с постоянным или переменным моментом с конфигурируемой функцией энергосбереже­ния; с датчиком обратной связи векторное управление магнитным потоком
Питающая трехфазная цепь	400 В ± 15 %, 50/60 Гц ± 5 %; 440 В + 10 %, 60 Гц ± 5 %; 500 В - 15 % + 10 %, 50 Гц + 5%
Максимальное напряже­ние на выходе ПЧ	Равно напряжению питающей сети
КПД	97,5 % (включая потери в сетевом дросселе) при 50 Гц и номинальной нагрузке
Аналоговый вход по напряжению	0— 10 В, полное сопротивление 100 кОм. Разрешающая способность 10 бит. Программируемые ограничение и применение
Аналоговый вход по току	0(4)—20 мА, максимальная нагрузка 250 Ом. Разрешающая способность 10 бит. Программируемые ограничение и применение

Преобразователи частоты серии Altivar 38 мощностью от 0,75 до 315 кВт предназначены для электроприводов центро­бежных насосов и вентиляторов и являются упрощенным ва­риантом ПЧ, который обеспечивает:

• ускоренный ввод в эксплуатацию;

• быструю настройку доступными диалоговыми средствами;

• легкую интеграцию установки в системы автоматизации верхнего уровня;

• наличие функций, необходимых для управления насосны­ми и вентиляционными установками, таких как ПИ-регу-лятор, автоматический повторный пуск, «подхват на ходу», блокировка резонансных частотных окон, управление насос­ными станциями;

• функцию энергосбережения с автоматической адаптацией питания двигателя с целью оптимизации потребления энергии.

Технические характеристики ПЧ Altivar 38 приведены в табл. 9.

Таблица 9. Технические характеристики ПЧ Altivar 38

Тип ПЧ	Мощность двигателя, кВт	Тип фильтра ЭМС
ATV38HU72N4 ATV38HU90N4	4 5, 5	Встроенный фильтр ЭМС
ATV38HD12N4 ATV38HD16N4 ATV38HD23N4 ATV38HD25N4 ATV38HD28N4 ATV38HD33N4 ATV38HD46N4 ATV38HD54N4 ATV38HD64N4 ATV38HD79N4	7,5 11 15 18,5 22 30 37 45 55 75	Встроенный фильтр ЭМС
ATV38HC10N4 ATV38HC13N4 ATV38HC15N4 ATV38HC19N4 ATV38HC23N4 ATV38HC25N4 ATV38HC28N4 ATV38HC31N4 ATV38HC33N4	90 110 132 160 200 220 250 280 315	Дополнительный внеш­ний фильтр ЭМС

В результате сотрудничества компаний «Schneider Electric» и «Toschiba» с 2005 г. налажен выпуск ПЧ нового поколения Altivar 71 для управления двигателями мощностью от 0,37 до 500 кВт на напряжение от 200 до 480 В.

Преобразователи частоты Altivar 71 характеризуются сле­дующими особенностями:

• реализуют семь законов управления, включая работу с синхронными двигателями с возбуждением от постоянных магнитов;

• выдерживают провалы напряжения питания до 50 % и мо­гут функционировать без снижения мощности при темпера­туре окружающей среды 50 °С;

• обеспечивают перегрузочную способность до 220 % по моменту;

• имеют встроенный ПИД-регулятор;

• оснащены графическим терминалом;

• благодаря встроенному фильтру обладают хорошей поме­хозащищенностью;

• имеют встроенные коммуникационные протоколы MODBUS и CANopen, позволяющие легко осуществлять ин­теграцию в системы промышленной автоматизации;

• обладают совместимостью программных средств с ПЧ се­рий Altivar 58 и Altivar 68;

• имеют дополнительное оборудование: исполнение по сте­пени защиты оболочки IP54, фильтры ЭМС класса В, фильт­ры подавления высших гармоник, блоки рекуперации энер­гии в питающую сеть.