Что такое электропривод переменного тока?

Электроприводы переменного тока также известны как преобразователи частоты, электроприводы с регулируемой скоростью(VSD), электроприводы с частотным регулированием (VFD) и частотные регуляторы.  

Электроприводы переменного тока используются для управления асинхронными электродвигателями переменного тока. Это самая распространенная технология  в промышленности. Электродвигатели обладают высокой прочностью и не требуют больших затрат на обслуживание. При их производстве легко поддерживаются высокие стандарты защиты окружающей среды.  

Если электродвигатель переменного тока подключен напрямую к сети электропитания, как известно, он будет быстро ускоряться, а затем работать на фиксированных оборотах, которые зависят от частоты электропитания и конструкции электродвигателя.

В некоторых применениях фиксированные обороты приемлемы, и при аккуратном изменении передаточного числа редуктора может быть достигнута необходимая скорость на выходном валу. Тем не менее, для большинства применений резкое ускорение, замедление без торможения и невозможность изменять скорость и крутящий момент представляют серьезную проблему. Электроприводы переменного тока позволяют изменять напряжение и частоту переменного тока, подводимого к электродвигателю. Управление осуществляется путем расчета частоты вращения электродвигателя (управление в разомкнутом контуре) или путем измерения частоты вращения (управление в замкнутом контуре).  Оба метода имеют свои преимущества и недостатки:

Управление в разомкнутом контуре

Управление в разомкнутом контуре является самым простым способом управления асинхронными электродвигателями переменного тока, так как частота вращения электродвигателя зависит от частоты питания. Основой управления является простое изменение напряжения и частоты для достижения необходимой частоты вращения электродвигателя.  Этот метод известен как V/f-управление.  Основными недостатками данного метода управления являются низкая точность и слишком низкий крутящий момент на малых оборотах.

Был выполнен большой объем исследований для повышения характеристик электроприводов переменного тока с управлением в разомкнутом контуре. Технологии векторного управления в разомкнутом контуре и прямого регулирования крутящего момента моделируют поведение электродвигателя в реальном времени для компенсации воздействия широкого спектра факторов, которые влияют на частоту вращения и крутящий момент, передаваемые на выходной вал. Результатом использования этих методов является повышение производительности и точности. Но, тем не менее, на малых оборотах производительность все равно может оставаться неудовлетворительной.

Управление потокосцеплением ротора (RFC) является новым методом управления для электроприводов с разомкнутым контуром и обеспечивает повышенную стабильность и более высокие динамические характеристики. Нажмите здесь для получения большей информации.

Электроприводы с разомкнутым контуром используются в тех случаях, когда не требуется удерживать нагрузку при нулевой или низкой частоте вращения и когда точность регулирования крутящего момента и частоты вращения не имеет значения. Типовые применения:

• Насосы
• Вентиляторы
• Конвейеры
• Смесительные установки
• Центрифуги

Управление в замкнутом контуре

Управление в замкнутом контуре осуществляется путем использования датчиков частоты вращения и положения, подсоединенных к валу электродвигателя.

 

Результатом является стабильное, точное, динамическое регулирование частоты вращения и крутящего момента с момента запуска до максимальных оборотов. Типовые применения:

• Краны и подъемные механизмы
• Лифты
• Намоточные устройства
• Погрузочно-разгрузочные механизмы
• Тестирование автомобилей
• Штамповка 

Интеллектуальные электроприводы

Компания Control Techniques является лидером на рынке электроприводов со встроенной логикой. Сюда относятся электроприводы, комплектуемые контроллерами автоматизации с применением программных средств или контроллерами управления перемещениями в стандартной комплектации или в качестве опций. Электроприводы со встроенной логикой обладают значительными преимуществами. Благодаря тому, что контроллер расположен в самом электроприводе, устраняются задержки в линиях передачи данных, что повышает производительность в системах автоматизированного управления и контроля и системах перемещения, а также есть возможность отказаться от внешних контроллеров, что освобождает место на панели. Электроприводы Unidrive SP, Commander SK, Digitax ST и Mentor II обладают встроенной логикой.

Энергосбережение

По предварительным расчетам путем более эффективной установкой и эксплуатацией электродвигателя энергопотребление может быть снижено на 20%. Использование электроприводов переменного тока в определенных применениях, например, вентиляторы и насосы, может значительно снизить расход электроэнергии. Возможность снижения энергопотребления промышленных электродвигателей до двух третей позволяет электроприводам снижать выбросы углекислого газа в атмосферу.