Управление электродвигателем: приводы переменного тока стали удобнее для пользователя

Приводы переменного тока (далее приводы ПТ) могут быть самыми разнообразными - от "микроприводов", которые фактически помещаются в кармане рубашки, до крупных системных приводов и устройств, рассчитанных на высокое напряжение. Однако все приводы ПТ с регулируемой частотой вращения (ASD) имеют некоторые общие свойства: все более совершенное управление асинхронными двигателями, включая регулирование крутящего момента в некоторых моделях, а также присущую им энергоэкономичность.

Для определения тенденций в этом секторе производства Control Engineering и Reed Research Group, входящие в Reed Research Information (www.reedbusiness.com), провели опрос подписчиков по электронной почте для выяснения их мнения и предпочтений в отношении приводов ASD. Выборочные результаты, представленные здесь, основаны на 146 полных ответах, полученных в июле 2005 г. от специалистов, занимающихся оценкой, определением технических требований, рекомендациями, установкой и/или закупкой приводов. Среди таких респондентов 56% делают это для решения внутренних производственных задач, 21% — для ОЕМ (перепродажи), а 21% выполняет обе функции.

 

Прежние лидеры и новые фавориты

Насосы, вентиляторы и воздуходувы остаются самыми популярными применениями ASD. Об этом сообщили 27% респондентов (по сравнению с 50% в 2003 г.), что говорит о большем разбросе мнений в опросе, проведенном в 2005 г. К наиболее популярным также относятся такие области применения, как производство пищевых продуктов/напитков (12%), а также сборочные и конвейерные линии (10%). Оборудование для транспортировки материалов и деталей, которое в 2003 г. занимало третье место, реже всего упоминалась в 2005 г.

Управление без обратной связи (В/Гц) сохраняет явный приоритет для 79% респондентов (по сравнению с 84% в 2003 г.), векторное управление без энкодера удерживает второе место при 41% (40% в 2003 г.), а векторное управление с обратной связью предпочитают 38% (37% в 2003 г.).

Тем не менее, по сравнению с последним опросом, значительные изменения произошли в характеристиках, которые пользователи считают самыми важными при выборе приводов. Частично это объясняется изменениями в составе респондентов (географическое распределение), большим разнообразием мощности приводов и новыми инвестициями, которые были сделаны за прошедший период. Из числа функциональных характеристик приводов, оцененных как «очень важные», первые четыре места были отданы таким характеристикам, как класс защиты (NEMA 12) — 38% опрошенных, программирование скоростей (34%), защита NEMA 4 (33%) и отметка CE/другая сертификация (30%). В обзоре 2003 г. эти характеристики занимали более скромное место, а самыми полезными считались такие показатели, как простота устройств управления/ установки, удобный интерфейс оператора и цена.

Что же касается рабочих характеристик, то самой важной оказалась возможность работы при высоком напряжении (2,3 кВ и выше), так считает 54% опрошенных. Затем идет управление несколькими двигателями от одного привода (43%), способность управлять как синхронными, так и асинхронными двигателями (37%) и четырехквадрант-ный режим работы (33%). Эти характеристики также получили низкую оценку в предыдущем опросе.

У 83% респондентов приводы с регулируемой частотой работают автономно, но 42% сообщают, что их ASD объединены в сеть. (Здесь могли быть отмечены оба варианта, если они применялись). Среди тех, кто в настоящее время пользуется приводами, включенными в сеть, 79% работают с 4-20 мА. Между тем по результатам можно предположить, что Ethernet TCP/IP (сейчас 67%) в скором времени станет самой широко распространенной сетью. DeviceNet вышла на третье место с 61%. Более широкое использование в следующие 12 месяцев также предсказывается для Ethernet Powerlink, которой в настоящее время отдают предпочтение 19% респондентов.

Покупки ASD также на подъеме. Пятьдесят шесть процентов сообщают, что их покупки приводов ПТ увеличатся в 2006 г. — по сравнению с 42 % в 2003 г.(24% в 2002 г.) — и только 3% (6% в 2003 г.) предвидят снижение покупок. Результаты опроса показывают, что за прошедшие 12 месяцев каждый из респондентов купил 25 ASD, затратив в среднем 46500 долларов.

 

Изменение приоритетов

Чарльз Мэннинг, руководитель отдела маркетинга продукции в Omron Electronics LLC, предполагает, что изменения в предпочтениях пользователей относительно характеристик приводов — защита, программирование скоростей и сертификация — могут говорить о заинтересованности OEM и интеграторов. По его мнению, еще более важно, что CE-сертификация, по-видимому, говорит о том, что национальные компании экспортируют свою продукцию за границу. В предыдущих опросах отмечался низкий уровень комфорта при эксплуатации приводов, поэтому ответы респондентов, возможно, отражают возросший уровень доверия, поскольку приводы стали более простыми в применении.

Мэннинг также отмечает, что, несмотря на высокий уровень предлагаемой технологии, покупатели стали воспринимать приводы ПТ как товары повседневного спроса. Это значительно усложняет задачу производителей, так как им приходится создавать такие изделия, которые должны отличаться от изделий конкурентов. «Я ожидаю, что вскоре появятся приводы, которые будут подключаться к промышленным сетям по принципу «plug and play» и которые смогут обращаться к заводскому специалисту при возникновении проблем”,- поясняет он.

Изменение потребностей рынка ASD также отмечают в Schneider Electric. В то время как OEM-производители выигрывают от современных, простых в использовании изделий, приносящих неплохую прибыль, потребители выбирают приводы с другими характеристиками, которые позволяют максимально использовать их потенциал и расширить географию рынка, как считает Иван Спронк, менеджер сегмента приводов ПТ. По его мнению, отметка о сертификации изделий становится все более важной по мере того, как промышленность все больше превращается в глобальный рынок, а OEM-производители ищут новые рынки за пределами США. Например, отметка CE становится решающим фактором для продажи оборудования в Европе, а другие отметки (NOM и CCC) выполняют аналогичную роль для таких развивающихся рынков, как Мексика и Китай.

По мере того, как приводы ПТ все чаще используются в запыленной среде и в применениях, связанных с наличием брызг, класс защиты (NEMA 12 и 4) (IP65 и IP66 соответственно — прим. ред.) приобретает особую важность. «Приводы ПТ могут найти применение в таких производственных процессах, в которых прежде они не использовались, — отмечает Спронк. — Кроме того, среди OEM-производителей отмечается постоянная тенденция устанавливать все средства управления, связанные с определенной частью оборудования, непосредственно на механизме, а не рядом или в отдельном помещении», — продолжает он.

 

Обзор требований, предъявляемых к приводам переменного тока, и их возможностей

Как отмечают в московском представительстве Schneider Electric, стремительно растущий интерес к рынку приводной техники вызван прежде всего тем, что частотный преобразователь является мощным средством энергосбережения. Рост цен на электроэнергию и снижение цен на сами преобразователи снижают сроки окупаемости и делают инвестиции в данное оборудование еще более привлекательными.

Парк приводной техники, предлагаемой на мировом рынке, за последние два года существенно обновился. Практически все фирмы-производители обновили свои модельные ряды. Так, компания Schneider Electric завершит 100% обновление своего предложения к середине 2006 года. Благодаря разработке новых полупроводниковых компонентов, качественные и функциональные характеристики преобразователей шагнули далеко вперед. Теперь уже никого не удивишь функцией автонастройки, встроенным осциллографом и регистратором событий. Новое поколение Altivar 71 общается с компьютером по интерфейсу Bluetooth и может иметь встроенный WEB-сервер. Благодаря встроенной карте контроллер Altivar 71 может стать «мастером» в промышленной сети и сам управлять контроллерами нижнего уровня. Если в прошлом году меню преобразователя с 1000 параметров было пределом функциональных возможностей, то для нового поколения и 3000 параметров — не предел.

Качественные характеристики преобразователей также существенно улучшились, отмечает менеджер сегмента приводной техники ЗАО «Шнейдер Электрик» Александр Мосин. Наметилась тенденция применения преобразователей общего назначения в высокоточных станочных приводах и системах позиционирования. Стало возможным управление синхронными двигателями в разомкнутой и замкнутой системе. Так, уже упоминавшийся Altivar 71 может сам выбрать интенсивность разгона механизма в зависимости от нагрузки на валу двигателя или по показаниям тензодатчика.

По словам Александра Мосина, новейшее поколение приводов для насосов и вентиляторов ATV61/21 теперь имеет новые энергосберегающие алгоритмы управления двигателем, обеспечивает защиту насосного оборудования при прорыве трубы или отсутствии воды. Благодаря повышенной номинальной частоте коммутации 12 кГц двигатели насосов и вентиляторов будут работать практически бесшумно.

 

Простота и надежность

Рич Минц, менеджер продукции в SEW-Eurodrive, отметил большой интерес к прочным корпусам и возможности программирования скоростей, которые предлагает высокоэффективный привод Movidrive их компании. Исходя из своего опыта Минц утверждает, что простота и надежность все еще высоко ценятся среди потребителей, особенно при установке и обслуживании. Минц согласен с результатами опроса в том, что многие установки приводов ПТ остаются автономными. Он считает: «На данный момент небольшим производителям скорее всего не нужен усложненный привод, соединенный с полевой шиной. Пользователям нужна простота и совместимость изделий. Им также удобнее применять одни и те же инструментальные программные средства для приводов разной мощности, особенно для решения задач диагностики оборудования и поддержки операторского интерфейса»

По данным AutomationDirect современные пользователи приводов с регулируемой частотой стремятся получить улучшенные характеристики в отношении минимальной скорости, точное регулирование крутящего момента/скорости и повышенную надежность. «Если такие характеристики будут обеспечены, тогда решающим фактором для пользователей станет требование стабильного интегрированного четырехквадрант-ного режима работы», — утверждает Том Мэтиас, менеджер продукции приводов, двигателей и движения. При четырехк-вадрантном режиме часто используются громоздкие внешние рекуперативные блоки или неэффективные схемы динамического торможения. Вот почему ASD, выполняющий действительно линейную рекуперацию в рамках единого модуля — это исключительно полезное изделие. К числу его преимуществ относятся эффективность использования энергии, экономия места и уменьшение стоимости в разных применениях от подъемных кранов и прессов до управления HVAC.

Что касается тенденций, то здесь AutomationDirect видит применение ASD в таких областях, где до недавнего времени единственным подходящим решением были более дорогие сервосистемы. «В то время как ASD в основном использовались для точного регулирования скорости, приводы с векторным управлением в настоящее время могут также применяться для решения задач позиционирования, не требующих высокой производительности, таких, например, как резка по длине или устройства смены инструментов в станках», — замечает Мэтиас. Между тем экономичность и производительность приводов с регулируемой частотой стимулируют движение в направлении замены контроллеров «с управлением по проводам» в рамках всего производства. «Такие проблемы, как пусковые броски крутящего момента, можно уменьшить или устранить, что поможет продлить срок эксплуатации управляемого оборудования», — добавляет он.


ИЗДЕЛИЯ ASD

Интегрированные или автономные приводы

Привод переменного тока Allen-Bradley PowerFlex 700SПривод переменного тока Allen-Bradley PowerFlex 700S предназначен для эффективного управления и подходит как для интегрированных, так и для автономных применений. Передовая технология привода обеспечивает эффективность двигателя и возможность его защиты, а также безопасность и различные варианты обратной связи, что дает пользователю такие преимущества, как простота установки, программирования, поиска неисправностей и диагностики. PowerFlex 700S отличается усовершенствованными алгоритмами управления двигателем, которые, как сообщается, обеспечивают такие исключительные возможности как Force Technology (точная регулировка скорости и крутящего момента при нагруженном или холостом двигателе), SynchLink обеспечивает синхронизацию и связь между приводами и усовершенствованное регулирование скорости. Кроме того, имеется встроенный контроллер DriveLogic.
www.rockwellautomation.ru
Rockwell Automation

Рекуперативный привод мощностью до 1120 кВт

Рекуперативный привод серий ACS800-11/17

Рекуперативный привод серий ACS800-11/17, охватывающий диапазон мощностей от 90кВт до 1120 кВт, дополняет линию приводов компании ABB. Его также называют четырехквадрантным приводом. При работе привода как в двигательном, так и в генераторном режиме, коэффициент мощности. Он включает в себя активный выпрямитель вместо пассивного диодного выпрямителя, применяющегося в обычных приводах, и поставляется со встроенным LCL фильтром для подавления гармоник. Управляющая часть привода построена на методе прямого управления моментом (DTC), который существенно улучшает точность регулирования и не требует использования датчиков скорости на валу двигателя. Также достоинствам привода ACS800 является его компактная конструкция, что облегчает задачу установки и ввода привода в эксплуатацию.
www.abb.ru/ibs
ООО «АББ Индустри и Стройтехника»

Мощные универсальные приводы SINAMICS

Семейство приводов Sinamics G130, G150, S150Семейство приводов Sinamics G130, G150, S150 — это мощные приводы переменного тока со звеном постоянного напряжения, охватывающие диапазон мощностей от 75 кВт до 1500 кВт при напряжениях 380-480В, 500-600В, 600-690В. Приводы предназначены для самых разных применений, таких как насосы, вентиляторы, смесители, экс-трудеры, мельницы (дробилки), конвейеры и д.р. Для наиболее требовательных задач используются Sinamics S150, поддерживающие рекуперацию энергии и компенсацию реактивной мощности. Приводы поставляются во встраиваемом исполнении (G130), комплектном шкафном исполнении с коммутационными устройствами (G150 версия А, S150), шкафном исполнении без коммутационных устройств (G150 версия С), со степенями защиты вплоть до IP54. Интерфейс Profibus DP и разнообразие входов и выходов в стандартной комплектации предлагает богатые коммуникационные возможности. Современное программное обеспечение с автонастройкой и богатый набор дополнительных опций обеспечивает готовое к подключению решение по принципу < ->. Конструкция преобразователей включает запатентованные решения и компоненты, обеспечивающие компактность, высокий КПД, низкий уровень шума и эффективное охлаждение.
www.siemens.ru/ad
Siemens

Различные способы монтажа приводов

Приводы Decentral DriveПриводы Decentral Drive отличаются прочной конструкцией и особенно пригодны для применения в конвейерных линиях автозаводов, при изготовлении продуктов питания/напитков и в отраслях, связанных с транспортировкой материалов. Мощность приводов может изменяться в диапазоне 0,4-7,5 кВт при 3-фазном напряжении 380-480 В. Они поддерживают такие шинные протоколы связи, как RS-485, Profibus, Device-Net или AS-i. Универсальный привод VTL Decentral можно использовать с любым стандартным двигателем переменного тока, его можно устанавливать на стене или непосредственно на применяемом оборудовании.
www.danfoss.ru
Danfoss Drives

Commander SK — удобство и многофункциональность

электроприводом Commander SKОтносительно недавно компания Control Techniques (Великобритания) поразила всех еще более интересным электроприводом Commander SK, который по-новому определил значимость небольших (до 132 кВт) универсальных приводов переменного тока. Огромный выигрыш в производительности и экономичности достигается за счет многообразия внутренних функций и удивительной простоты настройки, при этом необходимая конфигурация создается с помощью простой светодиодной панели или наглядного ПО СТ Soft. Существенным преимуществом электроприводов Commander SK является встроенный ПЛК с развитой математикой, открытая структура привода и функция управления тормозами для подъемно-транспортных механизмов. ПЛК активируется с помощью введения «LogicStick», программирование которого выполняется свободно распространяемым бесплатным ПО IEC 61131-3 с лестничной логикой. Использование модулей расширения входов/выходов или сетевых модулей (Profibus DP, Ethernet TCP/IP и др.) позволяет разрабатывать экономичные и удобные в эксплуатации системы. Свободно распространяемое программное обеспечение, в том числе высокоскоростной осциллограф, предоставляет дополнительные возможности для пользователей.
www.controltechniques.com
Emerson Control Techniques

Регулирование крутящего момента и положения

высокопроизводительный интеллектуальный привод FR-A700

FR-A700 — это высокопроизводительный интеллектуальный привод, предназначенный для управления двигателями переменного тока в широком диапазоне мощностей от 0,4 до 500 кВт. Он поставляется со встроенным ПЛК и отличается специальными технологиями, такими, например, как адаптивная автонастройка, которая компенсирует изменения инерции нагрузки. Первоначально такие технологии были разработаны для сервоприводов, выпускаемых компанией. Результатом применения этих технологий является более плавная работа, меньшее время простоя и низкие эксплуатационные расходы. Используя обратную связь через энкодер в режиме векторного управления, привод A700 может создавать крутящий момент при нулевой скорости, что позволяет регулировать положение. С заявленной скоростью отклика 300 рад/с новый привод может быстро реагировать на внезапные изменения нагрузки. Благодаря недавно разработанному алгоритму «Real Sensor-less Vector ”, который обеспечивает диапазон скорости 200:1, A700 можно также использовать и без датчика. Способность регулировать момент и скорость делает его идеальным для таких применений, где должно поддерживаться постоянное натяжение, например при управлении намоткой/разматыванием.
www.mitsubishi-automation.ru
Mitsubishi Electric

«Трехуровневый» привод переменного тока с сервоподобным управлением

Привод G7 для диапазона напряжений от 380 до 480 В отличается » трехуровневой» архитектурой, ставшей удачным решением для применений, в которых необходимы высокие показатели управления скоростью, моментом и положением в сочетании с низким шумом двигателя. По данным компании, улучшенные характеристики скорости и крутящего момента достигаются благодаря более быстрому и точному измерению выходного сигнала; а модернизированный метод управления ШИМ обеспечивает превосходное управление крутящим моментом на низких скоростях — 150% при 0,3 Гц без датчика обратной связи. Трехуровневая архитектура значительно продлевает срок службы двигателя за счет уменьшения пиковых величин напряжения и утечек тока через изоляцию и подшипники, одновременно предоставляя возможность использовать длинные кабели (до 300м). Низкий уровень создаваемых радиочастотных помех позволяет отказаться от RF- и dV/dt фильтров в большинстве случаев, где такие фильтры потребовались бы при использовании инверторов с традиционной архитектурой.
www.yaskawa.de
Yaskawa Electric Europe

Специализированные приводы расширяют серию SVX9000

Частотно-регулируемые приводы SVX9000 Частотно-регулируемые приводы SVX9000 под торговой маркой Cutler-Hammer были расширены за счет новых «редакций», приспособленных для специфических областей применения. Сейчас серия изделий включает в себя SPX9000 — высокоэффективный привод с 32-разрядным процессором и увеличенным объемом памяти; LCX9000 — привод с жидкостным охлаждением и привод с высококачественным питанием CPX9000 — 18-пульсный привод с низким уровнем гармоник, который без дополнительного оборудования соответствует всем требованиям стандарта IEEE-519 на гармоники. Эти модели используют общую архитектуру управления и имеют одинаковую компактную модульную конструкцию.
www.cutler-hammer.eaton.com
Eaton Corp.

Гибкий привод работает в новом и модернизированном оборудовании

В компании Schneider Electric утверждают, что разработанный для применения в новых и модернизированных насосах и вентиляторах защищенный привод переменного тока Square D S-Flex с мощностью 0,75-15 кВт при 460 В может служить альтернативой многофункциональному защищенному приводу, позволяя проще приспосабливаться к последним изменениям проекта, а также к требованиям модернизации после выхода изделия на рынок. Заслуживают внимания такие характеристики привода S-Flex, как совместимость с NEC2005 Article 409 (соответствует всем новым требованиям для промышленных панелей управления с номинальными параметрами 100000 AIC без плавких предохранителей) и взаимодействие всех устройств управления через специальные межсоединения, что сводит к минимуму вероятность неправильного монтажа. Сюда же относятся восстанавливаемая защита от недопустимых перегрузок по току и шунтирующая цепь, а также встроенный стабилизатор тока сети, установленный по перегреву на 150% для экономичного ослабления гармоник и защиты от скачков напряжения. S-Flex входит в перечень UL508A, поставляется в собранном и смонтированном виде и включает в себя привод Altivar 31 (торговая марка Telemecanique) для обеспечения гибкости управления.
www.schneider-electric.ru
Schneider Electric

Большее число функций, устойчивость к перегрузкам, пониженная скорость

Movidrive B — инвертор с большим числом базовых функций, расширенным диапазоном низких скоростей и повышенной перегрузочной способностью. Стандартное исполнение Movidrive B включает в себя фирменную интегрированную систему управления позиционированием и циклом работы IPOSplus и может быть расширено с помощью всех имеющихся вариантов. В прикладном исполнении добавлены такие возможности, как электронный редуктор и электронный шаблон, а также руководства по быстрому запуску таких приложений, как «позиционирование поворотного стола» (32 дискретных точки или позиция через полевую шину), «летающий нож» и «контроль намотки»
www.sew-eurodrive.ru
SEW-EURODRIVE

Три новые модели с однофазным входом

Расширение серии приводов переменного тока GS2 включает в себя три модели мощностью 200, 400 и 750 Вт. Все они имеют 115 В однофазный вход и 230 В трехфазный выход. Эти приводы предназначены для работы в таких условиях, где нет 230 В источника питания, и для таких применений, как вентиляторы, насосы и обычное управление двигателями. Новые модели предлагают все возможности существующих приводов серии GS2, включая интегрированное ПИД-регулирование, съемную клавиатуру с потенциометром, установленные на плате соединения RS-232/485 и Mod-bus, плюс возможность подключения интерфейса Ethernet.
www.automationdirect.com
AutomationDirect

Встроенный ПЛК повышает интеллектуальность привода

Плата P10CDT устанавливается непосредственно в корпус инвертора переменного тока 3G3MV или CIMR-V7, предоставляя ему не только 6 дополнительных входов и 3 выхода, но и такие функции ПЛК Omron CPM2C, как календарь и часы реального времени, 2 порта связи RS232C и RS422/485 cо свободно настраиваемыми протоколами, обработку прерываний и сигналов с внешних энкодеров. Объединение функциональных возможностей в одном изделии снижает объем монтажных соединений и увеличивает гибкость управления. Это устройство было разработано для уменьшения пространства установки, стоимости и времени, а также с целью создания встроенного управления для новых или уже существующих применений инверторов. ПЛК встраивается в привод, что обеспечивает доступ из программы ПЛК ко всем функциям и параметрам инвертора и добавляет ему новые интеллектуальные возможности,
www.omron-industrial.com
Omron Europe

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.