Система ПЧ-АД. Модернизация электропривода главного подъёма стрелочного крана

С пульта управления у привода включается звуковая сигнализация, через 30−40 с, оператор путем нажатия кнопки «Пуск» подает управляющий сигнал на катушку контактора, которая, втягивая сердечник, подает питание на электродвигатель.

При нарушении нормальных режимов работы питание электродвигателя может быть отключено:

Система состоит из преобразователей частоты ПЧ, подключенных к приводному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором — Д; блоков управления преобразователем частоты БУ; пульта управления ПУ, который осуществляет функции сбора, обработки информации и выдачи управляющих команд на БУ, а также передачи информации на поверхность.

Информация с датчика скорости ДС поступает в блок управления БУ, где происходит ее обработка (сравнение с уставкой, задаваемой ПУ) и выдача управляющего (аналогового) сигнала на ПЧ. Блок БУ также обеспечивает плавный пуск двигателя крана.

Заданный алгоритм пуска обеспечивается системой управления блока БУ, управляющий выходной сигнал которого осуществляет задание параметров ШИМ-модулятора преобразователя частоты ПЧ.

Управление электродвигателем предполагает автоматизацию всей его работы, включая пуск, торможение, реверс и изменение скорости вращения электродвигателя.

Автоматический пуск обеспечивает плавное включение пусковых сопротивлений, возможность регулирования тока в требуемых пределах, что позволяет уменьшить число ошибок, возникающих при пуске, и повышает производительность всей системы в целом. То же самое касается реверса и торможения.

Частотное регулирование позволяет устранить один из существенных недостатков электродвигателей с короткозамкнутым ротором — постоянную частоту вращения ротора электродвигателя, не зависящую от нагрузки. Частотное регулирование создает возможность управления скоростью электродвигателя в соответствии с характером нагрузки. Это в свою очередь позволяет избегать сложных переходных процессов в электрических сетях, обеспечивая работу оборудования в наиболее экономичном режиме.

Частотное регулирование электродвигателя эффективно используют на промышленных предприятиях, в области энергетики, коммунальном хозяйстве и других сферах. Это связано с тем, что частотное регулирование позволяет автоматизировать производственные процессы, экономично расходовать электроэнергию и другие задействованные в производстве ресурсы, повышать качество выпускаемой продукции, а также увеличивать надежность работы всей системы в целом.

Частотное регулирование также позволяет улучшить безотказность работы и долговечность технологической системы. Это обеспечивается за счет снижения пусковых токов, устранения перегрузок элементов системы и постепенной выработки моточасов оборудования. Для частотного регулирования используются частотные преобразователи со встроенными в них ПИД-регуляторами (пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы), обеспечивающими точное регулирование заданных технологических параметров.

Преобразователи частоты, в отличие от других устройств регулирования скорости двигателя, таких как гидравлическая муфта, система генератор-двигатель, механический вариатор, позволяют избегать различных недостатков в работе системы. Речь идет об узком диапазоне регулирования оборудования, сложностях с его эксплуатацией, низким качеством производимых работ и неэкономичности всей системы.

Плавное регулирование скорости вращения электродвигателя позволяет в большинстве случаев отказаться от использования редукторов, вариаторов, дросселей и другой регулирующей аппаратуры, что значительно упрощает управляемую механическую (технологическую) систему, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные расходы Частотный пуск управляемого двигателя обеспечивает его плавный без повышенных пусковых токов и механических ударов разгон, что снижает нагрузку на двигатель и связанные с ним передаточные механизмы, увеличивает срок их эксплуатации. При этом появляется возможность по условиям пуска снижения мощности приводных двигателей нагруженных механизмов.

Встроенный микропроцессорный ПИД-регулятор позволяет реализовать системы регулирования скорости управляемых двигателей и связанных с ним технологических процессов.

Применение обратной связи системы с частотным преобразователем обеспечивает качественное поддержание скорости двигателя или регулируемого технологического параметра при переменных нагрузках и других возмущающих воздействиях.

Преобразователи частоты в комплекте с асинхронным электродвигателем может применяться для замены приводов постоянного тока.

Преобразователь частоты в комплекте с программируемым микропроцессорным контроллером может применяться для создания многофункциональных систем управления электроприводами, в том числе с резервированием механических агрегатов.

Применение регулируемого частотного электропривода позволяет сберегать электроэнергию устранением неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных методах регулирования с технологических потоков дросселированием, с помощью муфт и других механических регулирующих устройств.

Экономия электроэнергии при использовании регулируемого электропривода для кранов в среднем составляет 50−75% от мощности, потребляемой кранами при дроссельном регулировании. Это определило повсеместное внедрение в промышленно развитых странах регулируемого привода кранных агрегатов. При этом фирмы предлагают различные типы преобразователей частоты для асинхронных двигателей кранов.

Основные возможности ПЧ:

• — Частотные преобразователи позволяют регулировать частоту трехфазного напряжения питания управляемого двигателя в пределах от нуля до 400 Гц.
• — Разгон и торможение двигателя осуществляется плавно, при необходимости по линейному закону от времени. Время разгона и (или) время торможения от 0,01 с до 50 мин.
• — Реверс двигателя, при необходимости с плавным торможением и плавным разгоном до заданной скорости противоположного направления.
• — При разгоне частотные преобразователи могут обеспечивать до 150% увеличение пусковых и динамических моментов.
• — В преобразователях предусмотрены настраиваемые электронные самозащиты и защиты двигателей от перегрузки по току, перегревах, утечках на землю и обрывах линий питания двигателей.
• — Частотные преобразователи позволяют отслеживать с отображением на цифровом индикаторе и формированием соответствующего выходного сигнала о заданном основном параметре системы — частоте питающего двигатель напряжения, скорости двигателя, ток или напряжение двигателя, состояние преобразователя и т. п.
• — В зависимости от вида нагрузки двигателей в преобразователях можно формировать требуемые вольт-частотные выходные характеристики.
• — В наиболее совершенных преобразователях реализовано векторное управление, позволяющее работать с полным моментом двигателя в области нулевых частот, поддерживать скорость при переменной нагрузке без датчиков обратной связи, точно контролировать момент на валу двигателя.