Программирование преобразователя частоты

Программирование частотных преобразователей необходимо для адаптации устройства к техническим параметрам электродвигателя, встраивания электропривода в систему автоматического регулирования и диспетчеризации, его синхронизации с работой других приводов. Оно осуществляется после монтажа преобразователя, выполнения всех подключений в точном соответствии со схемой, проверки правильности электрических соединений силовой и управляющей цепи.

Программирование ЧП должен проводить специалист по автоматизации, имеющий профильное образование и соответствующую квалификацию. Многие модели частотников узкоспециализированного назначения поставляются со встроенным программным обеспечением от производителя. Их настройка сводится к вводу технических характеристик электродвигателя и незначительной адаптации программ к реальным условиям эксплуатации электропривода. Существуют также модели, определяющие фактические характеристики электродвигателя при включении в режиме тестирования.

Большинство преобразователей общепромышленного назначения имеют открытый доступ к ПО и могут быть адаптированы к электроприводам самого различного промышленного оборудования, в том числе для полностью автоматизированных технологических установок.

Для универсальных преобразователей частоты, интегрированного в системы АСТП привода требуется написание отдельных программ и их настройка и отладка. Программы для типового электропривода различного назначения часто поставляют вместе с частотником, их также можно скачать на сайте технической поддержки производителя регуляторов частоты.

Когда требуется программирование частотного преобразователя

Настройка преобразователя частоты требуется:

• При установке нового электропривода, укомплектованного частотным регулятором. Программирование и наладка частотного преобразователя проводится перед первым пуском двигателя, а также при окончательной настройке ПЧ.
• При замене электрического двигателя или его капитальном ремонте. Фактические характеристики электрического двигателя, бывшего в эксплуатации или после капитального ремонта, могут отличаться от паспортных данных электрической машины. Это требует внесения корректировок в ПО и повторной наладки.
• При структурном изменении САР, ввода в нее новых устройств и оборудования, любых изменений технологических параметров. Для корректной работы электропривода в составе комплексной АСТП требуется перепрограммирование частотников при изменениях в системе.

Что необходимо для программирования частотных регуляторов

Задание параметров регуляторов частоты вращения электродвигателей осуществляется при помощи:

• Панели управления, расположенной на самом частотнике.
• Съемного блока управления, поставляемого вместе с частотником, который подключается к пульту управления или самому регулятору.
• Удаленного ПК, подключаемого непосредственно к соответствующим ходам преобразователя или по одному из протоколов связи, который поддерживает частотный регулятор.

Основные характеристики, необходимые для программирования

Каждой характеристике присвоен свой буквенно-цифровой код, который зависит от производителя и конкретной модели частотника. Для программирования необходимо рассчитать и ввести следующие основные параметры:

• Режим эксплуатации электродвигателя (усредненное число включений, отключений, реверсов электрической машины в заданный промежуток времени).
• Требуемое время разгона и динамического торможения электродвигателя.
• Наибольшую рабочую частоту электрической машины.
• Максимальное значение тока в % от номинального.
• Условия пуска двигателя при подаче напряжения в сети.
• Алгоритм автоматического регулирования, который положен в основу функционирования САР.
• Режим сброса ошибок, вызывающих остановку электродвигателя.

В процессе программирования также задается назначение аналоговых и дискретных выходов и выходов преобразователей частоты. Входы ЧП бывают 2-х типов:

• Дискретные входы. Служат для подключения реле, кнопочных станций и других двухпозиционных устройств. При задании их конфигурации можно присвоить каждой кнопке определенное значение частоты ЧП.
• Аналоговые входы с уровнем сигнала 0-10В и 4-20 мА. Первые используют для подключения потенциометров, предназначенных для бесступенчатой регулировки частоты. Рекомендуемое их сопротивление составляет 1 кОМ или более. Токовые входы предназначены для датчиков скорости, положения вала, технологических параметров. По ним осуществляется управление электроприводом по событиям.

Перечень вводимых параметров зависит от модели и назначения преобразователя частоты, алгоритма регулирования, особенностей промышленного оборудования. При программировании следует учесть, что некоторые характеристики невозможно изменять при работающем электроприводе.

Этапы программирования

Перед началом программирования частотных преобразователей необходимо убедиться, что все подключения соответствуют схеме. Далее подают напряжение на частотники и осуществляют восстановление заводских настроек. Это осуществляется вводом соответствующей команды или нажатием клавиши “сброс” и последующей перезагрузкой преобразователя частоты. После возврата к настройкам по умолчанию входят в меню частотника и вводят все необходимые параметры. В меню обычно имеются 8 подразделов:

• Set или установка. В этом разделе осуществляется ввод диапазона рабочих частот, время разгона и торможения электрической машины, настройка уставок защит.
• drC. Этот пункт предусмотрен для внесения паспортных данных электродвигателя, здесь также вводят параметры регулирования.
• I-O. в этом разделе осуществляется задание назначений выходных и выходных клемм частотника. Их можно запрограммировать на подключение датчиков технологических параметров.
• CtL Этот подпункт главного меню служит для конфигурирования управляющих каналов и задания уровня доступа.
• FUn. В этом разделе задаются режимы управления по событиям. Тут программируются параметры ПИД-регулирования, позиционирование вала двигателя в претензионных проводах, управление электромагнитным тормозом, интервал скоростей и другие характеристики, связанные с регулированием технологических параметров.
• FLt. В этом пункте осуществляется задание автоматического управления приводом при возникновении неисправностей и ненормальных режимов работы.
• СОМ. Этот раздел предназначен для выбора протокола обмена данными и параметров связи с удаленными устройствами управления и контроля.
• SUP. Этот пункт служит для индикации внутренних характеристик ПЧ и установленных настроек.

Программирование частотных преобразователей на примере VLT FC 302

Рассмотрим процесс программирования на примере частотного преобразователя VLT FC 302 производства компании «Данфосс». После выполнения всех соединений, проверки их правильности, сброса параметров к заводским настройкам требуется:

1. Ввести паспортные данные электродвигателя и активировать функцию автоматической адаптации.
2. Включить режим “Hand On”, запустить двигатель и проверить правильность вращения его вала.
3. Перейти в пункт регулирования частоты и плавно изменять ее значения. Убедиться, что скорость вращения ротора электрической машины изменяется.
4. Установить диапазон скорости электродвигателя с учетом возможностей электрической машины и оборудования, соединенного с ней.
5. Задать конфигурацию принципа управления, аналоговых входов частотника для управления по изменению технологических параметров, энкодера и других вспомогательных элементов привода.
6. Задать настройки ПИД-регулирования.
7. Сохранить настройки в памяти частотника.

При ошибках программирования при попытках включения привода электродвигатель не запускается, на экран дисплея выводится соответствующее сообщение. Оповещение об ошибках выводится также при неправильно произведенных подключениях. В таких случаях необходимо проверить корректность введенных данных и схему электрических соединений.

Внимание! Коды команд, параметров и разделов меню в частотниках разных производителей и моделей могут серьезно отличаться. Для того чтобы правильно установить настройки, необходимо ознакомиться с руководством по программированию. Существуют модели, которые могут сохранять несколько конфигураций. Они не требуют корректировки при изменениях в режимах работы оборудования.

После программирования делается первый запуск привода. При этом проверяется корректность его работы во всех режимах. При необходимости в установленную программу вносят корректировки и осуществляют тестирование еще раз. От грамотного программирования частотника зависит корректная работа двигателя и функционирование промышленного оборудования и технологических установок, общая энергоэффективность электропривода.

Пример программирования преобразователя частоты VLT HVAC Drive

Как подключить частотный преобразователь к электродвигателю

Преобразователь частоты переменного тока уже много лет применяются при строительстве электромеханических приборов и агрегатов. Они позволяют модулировать частоту для того, чтобы регулировать скорость вращения вола электрического двигателя.

Частотники позволили подключать трёхфазный электрический двигатель к однофазной сети питания, при этом, не теряя мощности. При старинном типе подключения, через емкий конденсатор, большая часть мощности двигателя терялась, КПД существенно снижалось, обмотки электрического двигателя сильно перегревались.

Всех этих проблем удалось избежать, применением частотного преобразователя. При этом очень важно соблюдать правильное подключение частотного преобразователя к электрическому двигателю.

Некоторые особенности подключения любого частотника в связку с электрическим двигателем.

Во-первых

Из соображений безопасности эксплуатации прибора, при подключении частотника (или любого иного прибора) к сети питания, обязательно нужно устанавливать защитный автомат. Автомат устанавливается перед частотником.

При этом если частотный преобразователь подключается в сеть с трёхфазным напряжением, то установить необходимо автомат тоже трёхфазный, но с общим рычагом отключения.
Это позволит отключить питание от всех фаз одновременно, если хотя бы на одной фазе будет короткое замыкание или сильная перегрузка.

Если преобразователь частоты подключается в сеть с однофазным напряжением, то соответственно применяется автомат однофазный. Но при этом, в расчет берётся ток одной фазы, умноженный на три.

При подключении трёхфазного автомата, его рабочий ток определяется током одной фазы.

Однозначно запрещено устанавливать защитный автомат в разрыв нулевого кабеля, как при однофазном подключении, так и при трёхфазном. Такое подключение только внешне выглядит идентичным (ошибочно понимать, что цепь одна и не важно, где её разрывать).
На самом деле, в случае разрыва фазовых кабелей, при срабатывании автомата, питание полностью отключается и на цепях прибора не будет фаз вовсе. Это безопасно. А при срабатывании автомата с разорванным нулём, работа прибора прекратиться. Но при этом, обмотки двигателя и цепи частотника останутся под напряжением, что является нарушением правил техники безопасности и опасно для человека.

Также, не при каких условиях не разрывается заземляющий кабель. Как и нулевой, они должны быть подключены к соответствующим шинам напрямую.

Во вторых

Следует подключить фазовые выходы частотного преобразователя к контактам электрического двигателя. При этом обмотки электрического двигателя следует подключить по принципу «треугольник» или «звезда». Тип выбирается исходя из напряжения, которое вырабатывает частотник. Как правило, к каждому инвертеру приложена инструкция, в которой подробно расписано, как соединяются обмотки двигателя для подключения конкретного частотника. Схема подключения частотного преобразователя к 3-х фазному двигателю также должна быть приведена в инструкции.

Обычно на корпусах двигателей приведены оба значения напряжения. Если частотник соответствует меньшему, то обмотки соединяются по принципу треугольника. В других случаях по принципу звезды. Схема подключения частотного преобразователя также должна быть приведена в паспорте частотника. Там же обычно приводятся и рекомендации по подключению.

В третьих

Практически к каждому преобразователю частоты в комплекте прилагается выносной пульт управления. Несмотря на то, что на самом корпусе частотника уже есть интерфейс для ввода данных управления и программирования, наличие выносного пульта управления является очень удобной опцией.

Пульт монтируется в месте, где удобнее всего с ним работать. В некоторых случаях, когда преобразователь частоты несколько уступает в пылевой защите и защите от влаги, сам частотник может быть установлен вдали от двигателя, а пульт управления рядом, для того, чтобы не бегать к шкафу управления и не регулировать обороты там.

Всё зависит от конкретных обстоятельств и требований производства.

Первый пуск и настройка преобразователя частоты

После подключения к преобразователю частоты пульта управления, следует рукоятку скорости вращения вала двигателя перевести в наименьшее положение. После этого нужно включить автомат, тем самым подать питание на частотник. Как правило, после включения питания должны загореться световые индикаторы на частотнике и, при наличии светодиодной панели, на ней должны отобразиться стартовые значения.

Принцип подключения цепей управления частотного преобразователя не является универсальным. Нужно соблюдать указания, указанные в инструкции к конкретному частотнику.

Для первого запуска двигателя потребуется нажать кратковременно клавишу пуска на частотнике. Как правило, эта кнопка запрограммирована на пуск двигателя по умолчанию на фабрике.

После пуска, вал двигателя должен начать медленно вращаться. Возможно, двигатель будет вращаться в противоположную сторону, отличную. От необходимой. Проблему можно решить программированием частотника на реверсное движение вала. Все современные модели преобразователей частоты поддерживают эту функцию. Можно воспользоваться и примитивным подключением фаз в другом порядке фаз. Хотя это долго и не рентабельно по затрате времени и сил электромонтёра.

Дальнейшая настройка предполагает выставления нужного значения оборотов двигателя. Нередко на частотника отображается не частота вращения вала двигателя, а частота питающего двигатель напряжения, выраженная в герцах. Тогда потребуется воспользоваться таблицей, для определения соответствующего значения частоты напряжения частоте вращения вала двигателя.

При монтаже и обслуживании, а также замене преобразователя частоты важно соблюдать ряд рекомендаций.

• Любое касание рукой или иной частью тела токоведущего элемента может отнять здоровье или жизнь. Это важно помнить при любой работе со шкафом управления. При работе со шкафом управления следует отключить входящее питание и убедиться что именно фазы отключены.
• Важно помнить, что некоторое напряжение может ещё оставаться в цепи, даже при угасании световых индикаторов. Посему, при работе с агрегатами до 7 кВт, после отключения питания рекомендуется прождать минут пять не меньше. А при работе с приборами более 7 кВт, прождать нужно не менее 15 минут после отключения фаз. Это даст возможность разрядиться всем имеющимся в цепи конденсаторам.
• Каждый преобразователь частоты должен иметь надёжное заземление. Заземление проверяется согласно правилам профилактических работ.
• Строго запрещено использовать в качестве заземления нулевой кабель. Заземление монтируется отдельным кабелем отдельно от нулевой шины. Даже при наличии и нулевой шины и шины заземления, при соответствии их нормам электромонтажа, соединять их запрещено.
• Важно помнить, что клавиша отключения частотника не является гарантией обесточивания цепей. Эта клавиша всего лишь останавливает двигатель, при этом ряд цепей может оставаться под напряжением.

Подключение частотного преобразователя к электродвигателю осуществляется с применением кабелей, сечение которых соответствует тем характеристикам, которые указаны в паспорте частотника. Нарушение норм в меньшую сторону недопустимо. В большую сторону, может быть не целесообразно.

Прежде чем как подключить частотный преобразователь к электродвигателю, важно убедиться в соответствии условий, при которых будет работать преобразователь частоты. Фактически, условия должны соответствовать рекомендациям, приведённым в инструкции.

В каждом конкретном случае, подключение частотника может сопровождаться рядом обязательных условий. Чтобы узнать, как подключить частотник к 3 фазному двигателю схемы, которого есть в наличии. Сначала изучаются схемы. Если в них всё понятно, подключение выполняется при строго следовании инструкции. Если что-то не понятно, не следует выдумывать самостоятельно и полагаться на свою интуицию. Нужно связаться с поставщиком или производителем, для получения соответствующих указаний.

[wpfmb type=’warning’ theme=2]Лучше дождаться помощи специалиста, чем потом ремонтировать сломанную технику. Случай-то не будет гарантийным.[/wpfmb]