4. Описание принципа работы частотного преобразователя Vacon
В основе частотного преобразователя Vacon лежит технология векторного управления без обратной связи, связанная с адаптивной моделью двигателя и специализированной интегральной схемой. Работа математической модели двигателя базируется на данных о величине тока, измеряемого в каждой фазе и уровня рабочего напряжения, выдаваемого цепями блока управления. В модели автоматически идентифицируются параметры электродвигателя, как для бездатчикового векторного режима, так и для скалярного управления, при этом отслеживаются текущие изменения параметров во времени. Векторное управление основывается на системе координат вектора потока статора, которая слабо восприимчива к небольшим отклонениям в измерениях показателей и параметров двигателя, что упрощает расчёты. Цепи блока управления также осуществляют контроль за обменом информацией по внутренним шинам и отдельными внешними функциями, тем самым высвобождая процессор для решения других задач.
Принцип работы преобразователя заключается в следующем: трёхфазный дроссель переменного тока с конденсатором промежуточного звена постоянного тока образует индуктивно-ёмкостной фильтр, который совместно с диодным мостом обеспечивает постоянное напряжение на входе инвертора на транзисторах IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором). Дроссель переменного тока фильтрует также высокочастотные помехи приходящие из сети в преобразователь и генерируемые преобразователем в сеть. Кроме того, он улучшает форму кривой тока, подаваемого на преобразователь.
Инверторный мост на транзисторах формирует симметричное трёхфазное напряжение регулируемое методом широтно-импульсной модуляции, подаваемого на электродвигатель. Мощность, потребляемая из сети является практически активной.
Блок прикладных функций и управления двигателем реализован с использованием микропроцессорных средств. Микропроцессор управляет двигателем в соответствии с замеренными значениями, уставками соответствующих параметров, а также управляющими командами, формируемыми цепями платы ввода-вывода и панелью управления. Блок прикладных функций в свою очередь выдаёт команды на блок управления двигателем, который определяет параметры коммутации транзисторов IGBT. Драйверы усиливают управляющие сигналы, обеспечивая коммутацию IGBT модулей.
Панель управления обеспечивает связь между оператором и преобразователем частоты. С помощью панели управления оператор может устанавливать параметры, читать информацию о состоянии оборудования и формировать управляющие команды.
Автоматические выключатели предназначены для автоматического размыкания электрических цепей при аварийных режимах (КЗ и перегрузках), для редких оперативных переключений (три – пять в час) при нормальных режимах, а также для защиты электрических цепей при недопустимых снижениях напряжения.
В нашем случае роль автоматического выключателя сводится к защите преобразователя частоты со стороны питающей сети, т.к. все защиты электродвигателя (перегрузка, обрыв фазы, заклинивание, тепловая защита, защита от работы с недогрузкой, защита от сверхтока) реализуются и контролируются преобразователем.
Технические данные преобразователя частоты Vacon 18,5 CXL4:
Pном.пр……………………………………………………..18,5 кВт.
Iном.пр. ……………………………………………………… 42А
Uном……….………….………………………………………400В.