Станции управления, защиты и автоматизации с частотными преобразователями
Назначение
Станции управления асинхронными электродвигателями (далее по тексту просто СУЧП/СУПП) представляют собой комплектные низковольтные устройства, обеспечивающие комплексную защиту и автоматизацию управления по заданным технологическим параметрам, в том числе плавный пуск, реверс, плавную остановку и регулирование частоты вращения и момента в заданном диапазоне на валу одного или нескольких трехфазных асинхронных электродвигателей, в том числе их каскадное включение посредством преобразователей частоты.Основной принцип действия основан на управлении моментом двигателя путем взаимосвязанного управления напряжением в статоре асинхронного двигателя при изменении частоты переменного тока, подаваемого на него. Двигатель может работать с частотой вращения от нуля до номинальной скорости, на которую он рассчитан. Это важно тем, что в некоторых применениях необходимо изменять частоту вращения привода с течением времени или точно выдерживать параметры технологического процесса, поддерживая заданные обороты механизма технологической установки.
Станции управления объединяют функции управления и защиты двигателей и механизмов от недопустимых режимов работы, а также интегрирования в состав систем автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП). Эти функции отвечают наиболее частым применениям, главным образом, в строительной, пищевой, химической и нефтеперерабатывающих отраслях для центробежных механизмов, насосных агрегатов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров и станочных приводов.
Преимущества питания асинхронных электродвигателей от станций серии СУЧП/СУПП:
-
благодаря ограничению пускового тока двигателя, исчезают выбросы и провалы напряжения питающей сети, тем самым уменьшаются электромеханические и тепловые нагрузки на проводники и их изоляцию. Привод перестает влиять на другие приборы, подключенные к используемой сети;
-
преобразователь частоты, управляя электродвигателем, может поддерживать какие-либо технологические параметры, на заданном уровне не прибегая к каким либо другим способам регулирования скорости вращения привода, тем самым позволяет избежать сложности в применении, обслуживании и эксплуатации и повысить качество и диапазон регулирования, не говоря об экономичности и надёжности работы устройства;
-
уменьшить стоимость эксплуатации механизмов путем снижения механического износа и улучшения эксплуатационной готовности оборудования;
-
уменьшить стоимость эксплуатации механизмов путем оптимизированного потребления электроэнергии (экономия до 60%) и значительно большей комфортности эксплуатации;
-
свести к минимуму вероятность возникновения волн сжатия при пуске вентиляторов и насосов и практически исключить вероятность разрыва трубопроводов;
-
уменьшить нагрузки на редукционные механизмы, приводные ремни, подшипники;
-
уменьшить вероятность повреждения изделий на конвейере при его пуске и останове;
-
уменьшить влияние пуска двигателей на питающую сеть за счет ограничения бросков тока и провалов напряжения в сети;
-
обеспечить функции локальной автоматизации и интегрировать станции управления СУЧП/СУПП в сложные АСУ.
Функции электропривода
-
возможность осуществления ручного или автоматического управления с панели или удаленного пульта управления станцией;
-
визуальный контроль за режимами работы оборудования;
-
поддержание перегрузочного момента, развиваемого во время плавного ускорения и замедления, регулирование частоты вращения, уменьшение ударных нагрузок;
-
возможность настройки времени разгона/торможения; момента и других характеристик, необходимых для наиболее оптимального использования ресурсов электропривода, в том числе определение двух граничных значений частот, допустимых для механической установки;
-
исключение критической скорости, вызывающей возникновение явления механического резонанса;
-
возможность запуска нескольких двигателей, одновременно или каскадно, в зависимости от типовой схемы;
-
подхват двигателя «на ходу» вне зависимости от направления вращения, автоматический повторный пуск, выдержка времени перед повторным пуском, контроль времени пуска;
-
возможностью задания графика включения и выключения каждого из двигателей по времени (при наличии модуля автоматизации);
-
пошаговая работа (JOG);
-
переключение предварительно заданных частот вращения;
-
управление по изменению технологического параметра с помощью ПИ, ПИД регулятора (абсолютное давление, перепад давления, расход, уровень и т.д.) с использованием датчика, подключаемого к аналоговому входу;
-
возможность шунтирования преобразователя частоты с помощью обходного контактора с сохранением необходимых функций защиты электродвигателя;
-
перевод на работу в обход преобразователя частоты при выходе последнего из строя (для ответственных применений);
-
счетчики энергии и времени наработки;
-
уменьшение шума двигателя.
Функции защиты двигателя и механизма
- максимально-токовая мгновенного действия;
- максимально-токовая с зависимой временной характеристикой, встроенная постоянно рассчитываемая тепловая защита двигателя;
- температурная с помощью терморезисторов от перегрева двигателя, встраиваемых в электродвигатели для контроля их температуры;
- температурная от перегрева силовых IJBT-транзисторов преобразователя частоты;
- от длительной работы на холостом ходу (от срыва насоса или обрыва приводного ремня);
- от затянувшегося пуска;
- от перегрузки по току в установившемся режиме;
- от изменения порядка чередования фаз питающей сети;
- от обрыва фазы питающей сети или электродвигателя;
- от повторного пуска в течение заданного времени;
- немедленное отключение электродвигателя в случае поступления аварийного сигнала, как с пульта управления, так и от внешних устройств;
- защита приводного механизма посредством пропуска резонансных частот;
- возможность выбора типа остановки: остановка на выбеге (без торможения), остановка двигателя с замедлением под контролем момента (насосные установки), динамическое торможение постоянным током (механизмы с большим моментом инерции).
Функции интегрирования в системы автоматизации
-
при наличии модуля учёта — учет потребляемой электрической энергии и передачи сигналов телеметрии в АСКУЭ верхнего уровня;
-
при наличии модуля автоматизации — возможность выполнения функции локальной автоматизации технологического процесса.
-
при наличии модуля автоматизации — возможность передачи аварийных сигналов в АСУ верхнего уровня;
-
при наличии модуля автоматизации — возможность приёма и обработки управляющих сигналов из АСУ верхнего уровня;
-
при наличии модуля коммуникации — отображение электрических параметров, состояния нагрузки и времени работы, возможность удаленного конфигурирования и управления с удалённой рабочей станции АРМ;
-
при наличии модуля коммуникации — коммуникационные возможности для подключения к сетям Ethernet, Fipio, DeviceNet, Profibus DP;
-
при наличии модуля оператора — выносной терминал, устанавливаемый на дверь шкафа;
-
встроенный последовательный порт RS485 для подключения к шине с протоколом ModBus RTU;
-
защита информационных линий барьерами искрозащиты для датчиков находящихся во взрывоопасной зоне (оговаривается в заказе отдельно);
Условное обозначение
СУ-ХХ-ХХХ-ХХХХ-ХХ-УХЛ4 |
Станция управления |
СУ-ХХ-ХХХ-ХХХХ-ХХ-УХЛ4 |
Управление электроприводом на базе: ЧП - Частотного преобразователя ПП – Плавного пуска ЧП/ПП – частотного преобразователя и плавного пуска |
СУ-ХХ-ХХХ-ХХХХ-ХХ-УХЛ4 |
Мощность станции (кВт) |
СУ-ХХ-ХХХ-ХХХХ-ХХ-УХЛ4 |
Количество вводных линий |
СУ-ХХ-ХХХ-ХХХХ-ХХ-УХЛ4 |
Наличие АВР, (0-нет, 1-есть) |
СУ-ХХ-ХХХ-ХХХХ-ХХ-УХЛ4 |
Количество приводов |
СУ-ХХ-ХХХ-ХХХХ-ХХ-УХЛ4 |
Количество нагрузок (насос, вентилятор, и.т.д.) |
СУ-ХХ-ХХХ-ХХХХ-ХХ-УХЛ4 |
Степень защиты IP |
СУ-ХХ-ХХХ-ХХХХ-ХХ-УХЛ4 |
Климатическое исполнение |