1.4 Розрахунок перетворювача, вибір елементів силової частини та елементів захисту

Для живлення електропривода насоса пропоную використати сучасний перетворювач частоти ОВЕН ПЧВ3. Даний електропривод призначений для управління частотою обертання асинхронних електродвигунів змінного струму.

При виборі ПЧ необхідно, щоб його вихідні струм та напруга відповідали (були не меншими) номінальним струму і напрузі двигуна.

Коротко розглянемо технічні характеристики вибраного пч, що входить до лінійки перетворювачів частоти для керування насосами й вентиляторами [13].

Серія ПЧВ3 - модель нового покоління частотних перетворювачів з додатковими можливостями для керування насосами і вентиляторами. Нова лінійка перетворювачів ПЧВ має розширені функціональні можливості, менші масогабаритні характеристики, збільшений діапазон потужностей. Її функціонал заточений під найбільш популярні HVAC-застосування - це й «сплячий» режим необхідний у системах зі змінним розбором рідини для насосів, і спеціалізований протипожежний режим необхідний для частотних перетворювачів, працюючих у пожеже небезпечних приміщеннях. Разом з тим, лінійка зберегла й навіть розширила можливості загальнопромислових ПЧ, тому може бути з успіхом використана в більшості завдань керування промисловим приводом за винятком випадків точного позиціювання й великих динамічних перевантажень. Прикладами таких застосувань можуть служити змішувачі, дозатори, насоси, ремінні приводи, конвеєри й т.п.

Основні функціональні можливості ПЧВ3 [13]:

• плавний пуск і зупинка двигуна, у тому числі й відкладений запуск;

• компенсація навантаження та ковзання;

• вольт-частотний або векторний алгоритми керування;

• автоматична адаптація двигуна без обертання;

• автоматична оптимізація енергоспоживання, що забезпечує найвищий рівень енергоефективності;

• повна функціональна й апаратна діагностика та захист роботи ПЧВ;

• вбудований мережний дросель, дросель у ланці постійного струму й додатковий вхідний дросель;

• вбудований ПІ-регулятор для керування в замкнутому контурі (підтримка тиску, температури, рівня й т.д.);

• вбудований ПЛК для вирішення складних завдань керування й позиціювання привода;

• спеціалізований «сплячий» режим для ефективної роботи при малому розборі;

• спеціалізований протипожежний режим;

• підхоплення привода, що обертається, для безаварійного запуску систем з обертанням до подачі напруги живлення або при провалах напруги;

• пропуск резонансних частот (до 2 ділянок пропуску);

• гнучка структура керування з можливістю одночасного керування по фізичних входах і по інтерфейсі RS-485, що забезпечує зручну інтеграцію в сучасні системи керування та диспетчеризації.

• просте настроювання в російськомовному конфігураторі або з використанням локальної панелі оператора, швидкі меню й готові конфігурації під типові завдання.

Основні параметри [13]:

• живлення 3х220 В (0,25...11 кВт) і 3х380 В (0,37...90 кВт);

• вихідна частота до 400 Гц;

• діапазон регулювання до 1:100;

• точність підтримки швидкості до 0,5% від фактичної;

• точність підтримки моменту до 1% від фактичного;

За електромагнітною сумісністю ПЧ відноситься до устаткування класу А за ГОСТ Р 51522.

Технічні дані вибраного перетворювача частоти ПЧВ3-3К7-Б наведені в табл. 1.4.

Таблиця 1.4 – Технічні дані перетворювача ПЧВ3-3К7-Б [13]

Найменування	Одиниця виміру	Значення
Параметри мережі живлення
Номінальна напруга	В	380
Частота	Гц	50, 60
Число фаз	од.	3
Вихідні параметри
Номінальна напруга	В	380
Діапазон регулювання напруги	В	0÷вхідна напруга
Номінальна частота	Гц	50
Діапазон регулювання частоти	Гц	0÷200 (400 Гц – за замовленням)
Припустиме перевантаження по струму від номінального значення	%	150
Тривалість перевантаження	с	60
Вихідний струм	А	15,2

У якості датчика швидкості використаємо інкрементальний енкодер. Інкрементальні енкодери використовуються в тих випадках, коли збереження абсолютного кутового положення вала при вимиканні живлення не потрібно. Наприклад, для контролю швидкості обертання або для точного позиціонування об'єкта.

Компанія Lenord Bauer розробила магнітний абсолютний енкодер нової конструкції, що забезпечує підвищену надійність і точність [14].

У конструкції використаний новий феромагнітний контурний диск, у якому запресований вал енкодера. Диск зчитують магніторезистивні GMR-датчики. На металевому контурному диску зроблені лише три інкрементальні доріжки, на яких є  відповідно 64, 63 і 56 виступів. GMR-датчики сканують ці три доріжки й генерують синусоїдальні сигнали, що відповідають положенню виступів. Кожний оберт вала дає унікальне фазове співвідношення для виступів, що аналізується за принципом Верн’є для визначення абсолютного положення. Таким чином, GEL 207 здатний забезпечити 16-бітову розрядність за один оберт із точністю не нижче 0,1°, що є рекордним показником для абсолютних енкодерів магнітної дії.

Технічні характеристики енкодеру GEL 207 зведені до табл. 1.5.

Таблиця 1.5 -   Технічні характеристики енкодеру GEL 207 [14]

Параметр	Од. виміру	Значення	Примітка
Короткий опис і особливості			Інкремента-льний енкодер з синхроні-зованим фланцем
Максимальна кількість імпульсів	імп./об.	136192
Діаметр корпуса	мм	58
Діаметр вала	мм	6, 8, 10, 12
Навантаження на вал (осьове)	Н	200
Навантаження на вал (радіальне)	Н	200
Максимальна частота обертання	хв-1	10000
Робочі умови	°C	-20...+85
Ступінь захисту	IP	65
Напруга живлення	В	5, 10…30	постійний струм
Тип вихідного сигналу			імпульс  HTL / TTL