Что такое электропривод переменного тока?
Что такое электропривод переменного тока?
Электроприводы переменного тока также известны как преобразователи частоты, электроприводы с регулируемой скоростью(VSD), электроприводы с частотным регулированием (VFD) и частотные регуляторы.
Электроприводы переменного тока используются для управления асинхронными электродвигателями переменного тока. Это самая распространенная технология в промышленности. Электродвигатели обладают высокой прочностью и не требуют больших затрат на обслуживание. При их производстве легко поддерживаются высокие стандарты защиты окружающей среды.
Если электродвигатель переменного тока подключен напрямую к сети электропитания, как известно, он будет быстро ускоряться, а затем работать на фиксированных оборотах, которые зависят от частоты электропитания и конструкции электродвигателя.
В некоторых применениях фиксированные обороты приемлемы, и при аккуратном
изменении передаточного числа редуктора может быть достигнута необходимая
скорость на выходном валу. Тем не менее, для большинства применений резкое
ускорение, замедление без торможения и невозможность изменять скорость и
крутящий момент представляют серьезную проблему. Электроприводы переменного
тока позволяют изменять напряжение и частоту переменного тока, подводимого к
электродвигателю. Управление осуществляется путем расчета частоты вращения
электродвигателя (управление в разомкнутом контуре) или путем измерения частоты
вращения (управление в замкнутом контуре). Оба метода имеют свои преимущества и
недостатки:
Управление в разомкнутом контуре
Управление в разомкнутом контуре является самым простым способом управления
асинхронными электродвигателями переменного тока, так как частота вращения
электродвигателя зависит от частоты питания. Основой управления является
простое изменение напряжения и частоты для достижения необходимой частоты
вращения электродвигателя. Этот метод известен как V/f-управление. Основными
недостатками данного метода управления являются низкая точность и слишком
низкий крутящий момент на малых оборотах.
Был выполнен большой объем исследований для повышения характеристик
электроприводов переменного тока с управлением в разомкнутом контуре.
Технологии векторного управления в разомкнутом контуре и прямого регулирования
крутящего момента моделируют поведение электродвигателя в реальном времени для
компенсации воздействия широкого спектра факторов, которые влияют на частоту
вращения и крутящий момент, передаваемые на выходной вал. Результатом
использования этих методов является повышение производительности и точности.
Но, тем не менее, на малых оборотах производительность все равно может
оставаться неудовлетворительной.
Управление потокосцеплением ротора (RFC) является новым методом управления для электроприводов с разомкнутым контуром и обеспечивает повышенную стабильность и более высокие динамические характеристики.
Электроприводы с разомкнутым контуром используются в тех случаях, когда не требуется удерживать нагрузку при нулевой или низкой частоте вращения и когда точность регулирования крутящего момента и частоты вращения не имеет значения. Типовые применения:
Насосы
Вентиляторы
Конвейеры
Смесительные установки
Центрифуги
Управление в замкнутом контуре
Управление в замкнутом контуре осуществляется путем использования датчиков частоты вращения и положения, подсоединенных к валу электродвигателя.
Результатом является стабильное, точное, динамическое регулирование частоты вращения и крутящего момента с момента запуска до максимальных оборотов. Типовые применения:
Краны и подъемные механизмы
Лифты
Намоточные устройства
Погрузочно-разгрузочные механизмы
Тестирование автомобилей
Штамповка
Интеллектуальные электроприводы
Компания Control Techniques является лидером на рынке электроприводов со
встроенной логикой. Сюда относятся электроприводы, комплектуемые контроллерами
автоматизации с применением программных средств или контроллерами управления
перемещениями в стандартной комплектации или в качестве опций. Электроприводы
со встроенной логикой обладают значительными преимуществами. Благодаря тому,
что контроллер расположен в самом электроприводе, устраняются задержки в линиях
передачи данных, что повышает производительность в системах автоматизированного
управления и контроля и системах перемещения, а также есть возможность
отказаться от внешних контроллеров, что освобождает место на панели.
Электроприводы Unidrive SP, Commander SK, Digitax ST и Mentor II обладают
встроенной логикой.
Энергосбережение
По предварительным расчетам путем более эффективной установкой и эксплуатацией электродвигателя энергопотребление может быть снижено на 20%. Использование электроприводов переменного тока в определенных применениях, например, вентиляторы и насосы, может значительно снизить расход электроэнергии. Возможность снижения энергопотребления промышленных электродвигателей до двух третей позволяет электроприводам снижать выбросы углекислого газа в атмосферу.