Подключение датчика давления к частотному преобразователю

Преобразователи частоты позволяют регулировать скорость вращения вала и момент электродвигателей переменного тока практически любых типов. Современные ПЧ комплектуют микропроцессорными схемами управления, оборудование широко применяют в системах автоматического регулирования подачи насосных агрегатов с обратной связью по давлению, а также в других системах автоматизированного управления и контроля технологических параметров.

Простейшая схема регулирование подачи насоса по давлению представлена на рисунке.

При включении насосного агрегата, вода подается в гидрофор, откуда поступает в систему водоснабжения. При закрытых кранах, давление достигает заданного значения, срабатывает реле, отключающее насос. При открытых кранах давление падет, реле включает насосный агрегат. Таким образом, в системе поддерживается определенное давление независимо от расхода.

Релейные схемы имеют существенные недостатки:

• Высокая вероятность гидроударов. Прямой пуск привода насосов вызывает резкое изменение скорости потока, что может привести к гидравлическим ударам.
• Повышенная нагрузка на электросеть. Пусковые токи при пуске двигателя непосредственно от сети в разы превышают номинальные.
• Невозможность плавного изменения производительности. Подачу насоса можно регулировать только механически, при помощи задвижек. Работа насоса на полузакрытую заслонку – неоправданный расход электроэнергии. Также можно водить в систему дополнительный насосный агрегат. В этом случае производительность возможно изменять только ступенчато.

Применение частотных преобразователей позволяет решить все проблемы релейных схем. Оборудование ограничивает пусковые токи, осуществляет плавный пуск насоса без риска гидроударов, позволяет оказаться от механических регулирующих устройств, снижает энергопотребление. Схема управления насосом с ПЧ представлена на рисунке.

При необходимости плавного регулирования релейный датчик давления заменяют на аналоговый с унифицированными выходами сигналов тока или напряжения или на импульсное устройство.

Рассмотрим подключение датчика давления к ПЧ и настройку оборудования.

Схема подключения датчика давления к частотному преобразователю и настройка устройства

Рассмотрим подключение датчика давления к преобразователю частоты на примере устройства производства компании «Danfoss» серии VLT AQUA Drive. Схема внешних подключений представлена на рисунке.

Датчики давления могут подключаться к аналоговым входам унифицированных сигналов тока и напряжения. Для внешних устройств также предусмотрены отдельные выводы питания постоянным напряжением 24 В. Некоторым датчикам необходимо независимое электропитание от отдельного блока.

Все электрические соединения выполняют экранированными контрольными кабелями комплексным сопротивлением не более 4 Ом.

Цифровые и аналоговые входы и выходы следует подключать к соответствующим выводам ПЧ отдельными проводами. В противном случае возможно влияние на сигнал взаимных помех. При значительной длине кабелей управления возможны наведенные токи частотой 50/60 Гц от силовых проводов. В этом случае между экраном и шасси устанавливают конденсатор емкостью 100 нФ или разрывают экран контрольного кабеля.

Все подключение выполняют согласно монтажной схеме, которая представлена в проекте электропривода или руководстве по монтажу ПЧ.

Настройка регулирования по давлению осуществляется после подключения электродвигателя и датчиков. Порядок отладки следующий:

• Параметр 20-93 отвечает за пропорциональный коэффициент. При ручной настройке задаем значение 0,3 и увеличиваем его до возникновения колебаний сигнала с датчика. Затем уменьшаем коэффициент усиления пропорционального звена до стабилизации сигнала сдатчика. После исчезновения колебаний снижаем коэффициент еще на 40-60%.
• Параметр 20-94 устанавливает интегральный коэффициент. Для настройки нужно задать его величину 20 с и уменьшать до появления колебаний сигналов с датчика. Далее повышают постоянную времени интегрирования до стабилизации сигнала, после чего увеличивают ее еще на 15-20%.
• Параметр 20-95 задает дифференциальный коэффициент, его настройка рекомендуется для систем с высокой скоростью отклика. К настройке приступают только после отладки коэффициента усиления пропорционального звена и постоянной времени интегрирующего звена. Настройка осуществляется аналогичным образом, при этом необходимо убедиться, что автоколебания сигнала обратной связи подавляются фильтром нижних частот. Значение дифференциальной составляющей обычно составляет 25 % от интегрального коэффициента.

Преобразователи частоты VLT AQUA Drive можно применять для управления сложными системами с обратной связью по нескольким характеристикам. Возможна установка модуля для увеличения количества входов/выходов управления. Устройства также имеют несколько предустановленных функций для управления насосами.