1 ТУРБОМЕХАНИЗМЫ: вентиляторы; воздуходувки; дымососы; насосы; центробежные компрессоры Около 60% выработанной в стране электроэнергии потребляется электроприводами. Большая ее часть приходится на долю турбомеханизмов. Не менее 40…50% эксплуатационных расходов в насосных установках составляет стоимость электроэнергии.

2 ОСОБЕННОСТИ ТУРБОМЕХАНИЗМОВ ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМА: продолжительный режим работы; неизменная частота вращения двигателя; переменный расход жидкости (воздуха) СЛЕДСТВИЯ: рост давления в магистрали при снижении расхода; износ магистрали; повышенные утечки жидкости (воздуха); недоиспользование мощности двигателя при малых расходах

3 Суточный расход воды в системе кондиционирования общественного здания

4 РЕГУЛИРОВАНИЕ ТУРБОМЕХАНИЗМОВ СПОСОБЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ДАВЛЕНИЯ дросселирование (искусственное увеличение гидравлического сопротивления магистрали); возврат части выходного потока на вход (байпас); изменение количества насосов, работающих на общую магистраль; регулирование частоты вращения двигателя Q, м3/мин Q1Q1 Q2Q2 Q3Q3 H, м насос магистраль 1 2 3

5 РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТУРБОМЕХАНИЗМОВ ОСОБЕННОСТИ: подача жидкости (воздуха) пропорциональна частоте вращения двигателя; давление в магистрали пропорционально квадрату подачи; потребляемая мощность пропорциональна кубу подачи Q Q1Q1 Q2Q2 Q3Q3 H насос магистраль 1 2 H=const 3 4 А С В

6 РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТУРБОМЕХАНИЗМОВ ПРЕИМУЩЕСТВА: резкое снижение потребляемой мощности со снижением расхода; плавный пуск агрегата и ограничение нагрузок механической части, двигателя и системы электроснабжения; сокращение количества пусков; исключение гидравлического удара и повышение надежности работы элементов магистрали; предотвращение резонансных явлений в механизме в процессе пуска; сокращение утечек воды (в насосных установках) или расхода топлива (в котельных); обеспечение водой верхних этажей многоквартирных домов независимо от этажности и объемов потребления воды; снижение потребления реактивной мощности; автоматизация работы агрегата и интеграция его в систему автоматизации верхнего уровня; снижение шума при пуске и работе; защита двигателя и механизма от аварийных режимов; срок окупаемости 0,5…2 года

7 РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТУРБОМЕХАНИЗМОВ ТИПИЧНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ: насосные станции горячего и холодного водоснабжения жилых и производственных зданий; насосы и вентиляторы систем вентиляции и кондиционирования воздуха; дутьевые вентиляторы и дымососы, подпиточные насосы котельных установок; насосы канализационных насосных станций; компрессоры

8 Altivar 61 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ Назначение: регулирование скорости асинхронных и синхронных двигателей; Заменяет Altivar 38; Разновидность ПЧ: двухзвенный преобразователь частоты со звеном постоянного тока; Силовая схема инвертора: трехфазная мостовая; Силовые ключи: IGBT-транзисторы; Способ управления инвертором: широтно-импульсная модуляция; Характер системы управления: цифровая Конструктивные исполнения: –с радиатором; –на платформе; –комплектный в вентилируемом шкафу; Степень защиты: IP21…IP54

9 Altivar 61 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ Диапазон мощностей: –0,37…5,5 кВт для напряжения питания 200…240 В (однофазное); –0,37…75 кВт для напряжения питания 200…240 В (трехфазное); –0,75…630 кВт для напряжения питания 380…480 В (трехфазное); Диапазон частот выходного тока: 0…1000 Гц; Частота коммутации: 1…16 кГц; Законы частотного управления: –векторное без датчика положения; –скалярное U/f=const; –скалярное U/f 2 =const; –скалярное с произвольно заданной ВЧХ Диапазон регулирования скорости: –100; Точность поддержания скорости: – 10%

10 Altivar 61 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ Допустимый момент перегрузки: –130% в течение 60 с Уровень момента при нулевой скорости: 80…100% Регулятор технологического параметра: пропорционально- интегро-дифференциальный (ПИД); Количество настраиваемых параметров свыше 490; Встроенные коммуникационные протоколы: Modbus, CANopen

11 Altivar 61 ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ Вентиляторы; Воздуходувки; Дымососы; Компрессоры; Насосы

12 ОСОБЕННОСТИ Altivar 61 Режимы карт переключения насосов Monojoker: –основной (регулируемый) насос только один (НО); –порядок включения и выключения вспомогательных насосов (НВ) неизменный Multijoker –роль основного насоса выполняют все насосы поочередно (к ПЧ подключается насос с наименьшей наработкой); –включается вспомогательный насос с наименьшей наработкой, выключается – с наибольшей Количество насосов 1234 НВ1 НВ3 НО НВ1 НВ2 Расход, м 3 /мин

13 СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

14 СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Многоточечное подключение терминала 1 – концентратор Modbus; 2 – Т-образный ответвитель; 4 – графический терминал; 5 – кабели с разъемами RJ45; 6 – шина Modbus

15 ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПЧ Основные понятия Программирование преобразователя частоты – приспособление ПЧ к конкретной прикладной задаче. Программирование ПЧ производят путем изменения значений его настраиваемых параметров (частота коммутации, длительность разгона, номинальная частота питания двигателя, закон управления двигателем, назначение логического входа и т.п.). Параметр: –код параметра состоит из нескольких символов (до 4 латинских букв или цифр, например, AC2, nSPS) и применяется при программировании с терминала, встроенного в ПЧ; –имя параметра (например, Acceleration2) используется при программировании с графического терминала; –значения параметра (заводская настройка и пользовательская) Параметры для удобства доступа упорядочены в тематические меню и подменю (вложенные меню).

16 Терминалы программирования ATV61

17 Доступ к параметрам

18 ATV61 Изменение параметра с помощью графического терминала

19 КОНФИГУРАЦИИ Конфигурация – совокупность значений настраиваемых параметров ПЧ Макроконфигурация – реализованная программно заводская конфигурация, поставляемая вместе с ПЧ. Различные макроконфигурации отличаются друг от друга назначениями входов- выходов и настройками по умолчанию некоторых параметров. Являются основой для создания пользовательской конфигурации Операции с конфигурациями: –сохранение текущей конфигурации в памяти ПЧ (до 3 конфигураций), в памяти графического терминала (до 4 конфигураций) или на диске персонального компьютера (неограниченное количество); –возврат к заводской конфигурации или одной из ранее сохраненных конфигураций пользователя; –перенос конфигураций на другие ПЧ с помощью графического терминала; –переключение (активизация) конфигураций с помощью логических входов

20 МАКРОКОНФИГУРАЦИИ StS, [Start/Stop] - пуск/стоп –механизмы с простыми тахограммами (макроконфигурация по умолчанию); Gen, [Gen. Use] - общее применение; PId, [PID regul.] (ПИД-регулятор) –системы с автоматическим регулированием технологического параметра; nEt, [Network C.] (коммуникация) –система с управлением по коммуникационной сети; PnF, [Pumps.Fans] (насосы и вентиляторы) –управление насосами и вентиляторами

21 Металличе ская рама Задняя металлическая облицовка Прокладка Задняя стенка шкафа КОМПЛЕКТ ДЛЯ ВНЕШНЕГО МОНТАЖА

22 КОМПЛЕКТНЫЙ ПЧ ЗАКРЫТОГО ИСПОЛНЕНИЯ IP54 Выключатель и быстродействующие предохранители Терминал программирования ПЧ с радиатором Корпус Вентиляция От 90 до 650 кВт (только 380…480 В)

23 ПРОГРАММА PowerSuite Назначение настройка преобразователей частоты серий Altivar 11, 31, 38, 58, 61, 68, 71, устройств плавного пуска Altistart 48, сервоприводов Lexium и интеллектуальных пускателей TeSysU производства компании Schneider Electric с помощью персонального или карманного компьютера через последовательный интерфейс без использования рабочего терминала

24 ПРОГРАММА PowerSuite Возможности выбор типа устройства, его схемной конфигурации и ввод параметров двигателя; изменение настроек параметров (в т.ч. в офисе, без доступа к устройству); переназначение и конфигурирование входов и выходов; просмотр и распечатка списка параметров, их возможных и выбранных значений, а также значений по умолчанию; сохранение неограниченного количество конфигураций параметров на диске в виде файла; передача настроек в устройство или получение информацию о текущих настройках от устройства; управление устройством от компьютера с помощью виртуальных кнопок, аналогичных кнопкам на рабочем терминале; визуализация внутренних переменных сигналов с помощью виртуальных измерительных приборов или виртуального осциллографа; экспорт списка настроек в другие приложения; конвертирование файлов настроек предыдущих версий PowerSuite; осциллографирование переменных ПЧ

25 НОВОЕ В Altivar 61 Аппаратная часть: –расширен диапазон мощностей до 630 кВт; –диапазон выходных частот расширен до 1000 Гц; –количество логических входов увеличено до 6; –вход разрешения Power Removal; –второй аналоговый вход; –аналоговый выход; –увеличено количество дополнительных карт; –карта программируемого логического контроллера; –параллельное соединение звеньев постоянного тока нескольких ПЧ; –тепловая защита тормозного сопротивления

26 НОВОЕ В Altivar 61 Интерфейс: –графический выносной терминал; –меню «Быстрый старт»; –клавиша навигации; –шире возможности отображения (в том числе непрерывного) текущих переменных и состояния ПЧ; –хранение до 4 конфигураций в памяти терминала; –возможность диалога терминала с несколькими ПЧ, объединенными в сеть; –быстрый поиск параметра; –функциональные кнопки с возможностью переназначения; –индикация полного имени параметра; –русификация

27 НОВОЕ В Altivar 61 Потребительские свойства: –увеличена перегрузочная способность; –снижены габариты по сравнению с ATV38; –расширены возможности мониторинга состояния ПЧ и диагностики отдельных узлов; –шире список индицируемых неисправностей

28 ПРИКЛАДНЫЕ ФУНКЦИИ ПРИКЛАДНАЯ ФУНКЦИЯ – совокупность нескольких тематически близких параметров, реализующих некоторую прикладную задачу (например, управление электромагнитным тормозом, пропуск частотного окна, переключение темпов и т.п.) Параметры, реализующие прикладную функцию, обычно размещаются в общем подменю и становятся доступными только после активизации функции

29 ПРИКЛАДНЫЕ ФУНКЦИИ Ночной-дневной режимы: –назначение: предотвращение длительной работы насоса на низких скоростях; –реализация: остановка двигателя при снижении длительном выходной частоты ПЧ ниже заданного значения f=LSP+SLE

30 ПРИКЛАДНЫЕ ФУНКЦИИ Контроль нулевого расхода: –назначение: предотвращение длительной работы насоса на закрытую задвижку или в отсутствие жидкости; –реализация: остановка двигателя по логическому сигналу nFS датчика нулевого расхода, если выходная частота ПЧ превосходит уровень nFFt

31 ПРИКЛАДНЫЕ ФУНКЦИИ Ограничение расхода: –назначение: стабилизация производительности насосов; –реализация: контроль потока жидкости с помощью датчика до интервала А – сигнал на входе, назначенном для датчика расхода, не достиг уровня CHt; на интервале А – ограничение потока, заданная частота ограничена уровнем LSP, выходная частота ПЧ уменьшается с темпом dFL; на интервале B – расход упал ниже гистерезиса порога CHt, текущая выходная частота скопирована и применяется как задание на частоту; на интервале С – выходной сигнал ПИД-регулятора упал ниже уровня В и продолжает падать; данный сигнал используется как заданная частота; на интервале D – выход регулятора вновь возрастает; текущая частота на начало данного интервала скопирована и используется как задание; на интервале E – расход достиг порога CHt; заданная частота ограничена уровнем LSP, выходная частота ПЧ уменьшается с темпом dFL; на интервале F – расход упал ниже гистерезиса порога CHt; текущая частота скопирована и применяется как задание; по окончании интервала F – расход упал ниже порога дезактивации rCHt; ограничение расхода более не активно, выходной сигнал регулятора применяется в качестве задания на частоту

32 ПРИКЛАДНЫЕ ФУНКЦИИ Пропуск резонансной частоты: –назначение: исключение механического резонанса; –реализация: запрет опасных выходных частот ПЧ f з, Гц JPF f, Гц JPF JFH

33 ПРИКЛАДНЫЕ ФУНКЦИИ Подхват на ходу: –Назначение: безударное повторное включение ПЧ после кратковременного исчезновения питания при наличии команды «Пуск»: после сброса неисправности; в процессе выбега; после возобновления напряжения в сети –Область применения: механизмы с большим моментом инерции; насосы и вентиляторы, вращаемые потоком после отключения двигателя f 1з f1f1 f2f2 t U1U1 I1I1 ACC t0t0 tпtп IнIн IсIс U1U1 I1I1 f S =f 1 -f 2 B C A Алгоритм: поиск частоты: скачок частоты ПЧ до заданной перед отключением (т.А); плавный рост напряжения; скачкообразное снижение частоты после достижения номинального тока; процесс поиска продолжается до достижения нужного соотношения U/f (т.В.); разгон з заданным темпом (АСС) до заданной частоты (т.С.) U1U1 U 1н f 1н f1f1 f 1з A B C