Функція відстеження швидкості змінного струму (втікаючий старт)

Функція відстеження швидкості змінного струму (втікаючий старт)

Функція відстеження швидкості є важливою технічною особливістю перетворювача частоти. В основному використовується, коли двигун знаходиться в обертовому стані (наприклад, інерційне узбережжя, перетягування навантаження тощо). Перетворювач частоти може швидко виявити фактичну швидкість і фазу двигуна та перезапустити двигун на відповідній частоті, щоб уникнути перенапруження, перенапруження або механічного шоку, спричиненого невідповідністю частоти в момент запуску. Ця функція також відома як "Утікаючий старт", "Відстеження швидкості без сенсора" або "Автоматичний перезапуск", і зазвичай спостерігається в сценаріях, де потрібні часті старти та зупинки або де інерція навантаження велика.

I. Основні принципи та технічне впровадження

1. Принцип роботи

Етап виявлення: Коли перетворювач частоти отримує сигнал запуску, він спочатку виявляє залишкову частоту напруги та фазу на моторних клемах через трансформатор струму (КТ) або трансформатор напруги (PT) та обчислює поточну фактичну швидкість двигуна.

Синхронний етап: перетворювач частоти швидко регулює вихідну частоту до точки частот, яка відповідає поточній швидкості двигуна на основі виявленої швидкості (наприклад, якщо швидкість поточного двигуна відповідає частоті 20 Гц, спочатку виходи перетворювача частоти 20 Гц), уникаючи струму, спричинених стрибками частоти під час запуску.

Етап гладкого прискорення: Після підтвердження синхронізації частоти частотний перетворювач поступово збільшує вихідну частоту до цільового значення відповідно до попередньо встановленої кривої прискорення (наприклад, лінійної або S-подібної форми), завершуючи процес запуску.

2. Ключові технічні моменти

Виявлення без сенсорів: додаткова установка кодера не потрібна. Лише вбудований алгоритм перетворювача частоти використовується для аналізу лічильника електроморетивної сили лічильника двигуна (EMF) або кінцевої напруги/струму хвиль. Він підходить для реконструкцій або недорогих сценаріїв.

Швидка реакція: Час виявлення зазвичай знаходиться в межах від 10 до 100 мілісекунд, гарантуючи, що двигун завершує синхронізацію до значного уповільнення через інерційне узбережжя, тим самим уникаючи відмови запуску, спричиненої надмірними різницею швидкості.

Адаптивний алгоритм: Він може ідентифікувати різні параметри двигуна (такі як індуктивність та опір) і сумісний з асинхронними двигунами (ІМ) та постійними синхронними двигунами магнітів (PMSM).

Ii. Типові сценарії застосування

Обладнання для завантаження високої інерції

Сцена: шанувальники, водні насоси, центрифуги, кулькові млини, конвеєрні ремені та інше обладнання, які продовжують обертатися через інерцію після закриття.

Полоня болю: Якщо перетворювач частоти запускається безпосередньо до того, як двигун повністю припиниться, традиційний метод запуску спричинить перевитрат через суперпозицію лічильника електроморужива та напруги живлення, спричиненого невідповідністю між швидкістю двигуна та частотою виходу перетворювача частоти (що може викликати захист над струмом) або пошкодити з’єднання та коробку передач через механіку.

Значення: Функція відстеження швидкості може безпосередньо почати синхронно під час процесу узбережжя двигуна, уникаючи часу очікування простоїв та підвищення ефективності виробництва (наприклад, швидкого перезапуску після аварійного відключення вентилятора на цементному заводі).

2. Багатомоторна система зв'язку

Сцена: У таких обладнаннях, як друкарські машини, текстильні машини та виробничі лінії, що виробляються папером, де кілька двигунів працюють синхронно, коли один двигун зупиняється через несправність і перезапускається.

ПОЛУЧЕННЯ: Якщо швидкість одного двигуна не синхронізована з швидкістю інших бігових двигунів, коли він перезапускається, це спричинить раптову зміну напруги матеріалу (наприклад, розрив тканини або зморщацію паперу).

Значення: Відстежуючи швидкість обертання, перезавантажений двигун може швидко відповідати поточній робочій швидкості системи, підтримуючи синхронізацію мультимашин та зниження швидкості брухту.

3. Сценарії для відновлення відключення електроенергії або скидання несправностей

Сценарії: обладнання, яке потрібно швидко перезапустити, коли живна мережа відновлюється або несправно усувається після вимкнення через коливання енергетичної мережі, захист від несправності інвертора тощо (наприклад, насоси для очищення стічних вод, агітатори хімічних реакційних суден).

ПОЛУЧЕННЯ ПО: Традиційний метод запуску вимагає очікування, коли двигун повністю припинить обертання, що може призвести до переривання процесу процесу або пошкодження обладнання (наприклад, зворотній потік стічних вод, затвердіння матеріалу).

Значення: Це може бути запущено безпосередньо, коли двигун не повністю зупинився, скорочуючи час відновлення та зменшуючи втрати переривання виробництва.

4. Завантаження типу зворотного зв’язку енергії

У таких сценаріях, як крани, що знижують важкі предмети та ліфти, що рухаються порожніми, двигуни в стані виробництва електроенергії продовжують обертатися через навантаження, коли вони зупиняються.

ПОЛУЧЕННЯ ПО: Прямий запуск може призвести до того, що напруга шини постійного струму частотного перетворювача зростає через те, що двигун знаходиться у стані виробництва електроенергії (захист від перенапруги) або генерувати великий струм.

Значення: Функція відстеження швидкості може спочатку виявити напрямок та швидкість обертання двигуна, почати з відповідної частоти і в той же час споживати енергію зворотного зв'язку через гальмівний блок, щоб забезпечити безпечний старт.

Iii. Функціональні переваги та обмеження

Основна перевага

Уникайте впливу на перенапруження: Обмежте вихідний струм до вдвічі більше номінального струму (традиційний старт може досягати 5 - 7 разів) для захисту перетворювача частоти та двигуна.

Скоротити час запуску: немає необхідності чекати, коли двигун повністю зупиниться. Він може бути запущений безпосередньо під час узбережжя, підвищення ефективності системи (наприклад, час перезапуску вентилятора скорочується з 2 хвилин до 30 секунд).

Зменшіть механічний знос: усуньте вплив передач та ковзання ременя, спричинене різницею швидкості в момент запуску та продовжує термін служби механічних компонентів.

Підвищення надійності системи: адаптуйте до попиту на швидке відновлення після аварійних відключень, особливо в сценаріях безперервного виробництва (наприклад, нафтохімічні речовини та виплавлення сталі).

Обмеження

Точність виявлення з низькою швидкістю обмежена: коли швидкість двигуна нижча від 10% до 20% від номінальної швидкості (наприклад, наближення стану відключення), сигнал електромотивної сили задньої сили слабкий, що може призвести до відмови виявлення і вимагає переходу в традиційний режим старту.

Сильна залежність від параметрів двигуна: якщо попередньо встановлені параметри двигуна перетворювача частоти (наприклад, номінальна потужність та число полюсів) не відповідають фактичній ситуації, це може призвести до відхилення в обчисленні швидкості, а параметри потрібно повторно оптимізувати.

Необхідне додаткове гальмівне блок: Для сценаріїв навантажень з високою інерцією або енергоносіями додатковий гальмівний резистор або блок зворотного зв'язку необхідно налаштувати для споживання регенеративної енергії, яка може бути створена в процесі запуску.