Funzione di tracciamento della velocità dell'unità AC (start in fuga)

La funzione di tracciamento della velocità è un'importante caratteristica tecnica del convertitore di frequenza. Viene utilizzato principalmente quando il motore si trova in uno stato rotante (come coste inerziale, trascinamento del carico, ecc.). Il convertitore di frequenza può rilevare rapidamente la velocità e la fase effettive del motore e riavviare il motore ad una frequenza appropriata per evitare la sovracorrente, la sovratensione o la scossa meccanica causata da disadattate di frequenza al momento dell'avvio. Questa funzione è anche nota come "start in fuga", "monitoraggio della velocità senza sensori" o "riavvio automatico", ed è comunemente visibile in scenari in cui sono necessarie partenze frequenti e fermate o in cui l'inerzia del carico è grande.

I. Principi di base e implementazione tecnica

1. Principio di lavoro

Fase di rilevamento: quando il convertitore di frequenza riceve il segnale di avvio, rileva prima la frequenza di tensione residua e la fase sui terminali del motore attraverso un trasformatore di corrente (CT) o il trasformatore di tensione (PT) e calcola la velocità effettiva corrente del motore.

Fase sincrono: il convertitore di frequenza regola rapidamente la frequenza di uscita su un punto di frequenza che corrisponde alla velocità del motore corrente in base alla velocità rilevata (ad esempio, se la velocità del motore corrente corrisponde a una frequenza di 20Hz, il convertitore di frequenza emette innanzitutto 20Hz), evitando innanzitutto i superamenti di corrente causati da salti di frequenza durante l'avvio.

Fase di accelerazione regolare: dopo aver confermato la sincronizzazione della frequenza, il convertitore di frequenza aumenta gradualmente la frequenza di uscita al valore target in base alla curva di accelerazione preimpostata (come lineare o a forma di S), completando il processo di avvio.

2. Punti tecnici chiave

Rilevamento senza sensori: non è necessaria alcuna installazione di encoder aggiuntiva. Solo l'algoritmo integrato del convertitore di frequenza viene utilizzato per analizzare la forza elettromotiva del contatore del motore (EMF) o le forme d'onda di tensione/corrente di corrente. È adatto a progetti di ristrutturazione o scenari a basso costo.

Risposta rapida: il tempo di rilevamento è generalmente nell'intervallo da 10 a 100 millisecondi, garantendo che il motore completi la sincronizzazione prima di una significativa decelerazione dovuta al costiero inerziale, evitando così il fallimento dell'avvio causato da eccessive differenze di velocità.

Algoritmo adattivo: può identificare diversi parametri motori (come induttanza e resistenza) ed è compatibile con motori asincroni (IM) e motori sincroni a magnete permanente (PMSM).

Ii. Scenari di applicazione tipici

Attrezzatura di carico ad alta inerzia

Scena: ventilatori, pompe per l'acqua, centrifughe, mulini a sfera, cinture di trasportatore e altre attrezzature che continuano a ruotare a causa dell'inerzia dopo essere stati chiusi.

Punto di dolore: se il convertitore di frequenza viene avviato direttamente prima che il motore si sia completamente interrotto, il metodo di avvio tradizionale causerà una sovracorrente a causa della sovrapposizione della forza elettromobile del contatore e della tensione di alimentazione causata dalla discrepanza tra la velocità del motore e la frequenza di uscita del convertitore di frequenza (che può innescare la protezione eccessiva per il viaggio) o il danno da accompagnare e il cambio a causa di un cambio meccanico.

Valore: la funzione di tracciamento della velocità può iniziare direttamente in modo sincrono durante il processo costiero del motore, evitando i tempi di attesa e migliorando l'efficienza della produzione (come il riavvio rapido dopo una chiusura di emergenza di una ventola in un impianto di cemento).

2. Sistema di collegamento multi-motoria

Scena: in attrezzature come macchine da stampa, macchine tessili e linee di produzione di fabbricazione della carta in cui più motori funzionano in modo sincrono, quando un motore si ferma a causa di un malfunzionamento e viene riavviato.

Dolore Point: se la velocità di un singolo motore non viene sincronizzata con quella di altri motori in esecuzione quando si riavvia, causerà un improvviso cambiamento nella tensione del materiale (come la rottura del tessuto o le rughe di carta).

Valore: monitorando la velocità di rotazione, il motore riavviato può abbinare rapidamente la velocità operativa corrente del sistema, mantenendo la sincronizzazione multi-macchina e riducendo la velocità di rottami.

3. Scenari per il recupero delle interruzioni di corrente o il ripristino degli errori

Scenari: attrezzature che devono essere rapidamente riavviate quando viene ripristinata la rete elettrica o i guasti vengono eliminati dopo essere stati chiusi a causa di fluttuazioni della griglia di potenza, protezione da guasti all'inverter, ecc. (Come pompe per il trattamento delle acque reflue, agitatori di vasi di reazione chimica).

Punto dolore: il tradizionale metodo di avvio richiede che l'attesa del motore interrompa completamente la rotazione, il che può portare all'interruzione del flusso di processo o dei danni alle attrezzature (come il riflusso delle acque reflue, la solidificazione del materiale).

Valore: può essere avviato direttamente quando il motore non si è completamente interrotto, accorciando i tempi di recupero e riducendo le perdite di interruzione della produzione.

4. Carico del tipo di feedback energetico

In scenari come gru che abbassano oggetti pesanti e ascensori che si muovono vuoti, i motori nello stato di generazione di energia continuano a ruotare a causa del carico quando si fermano.

Punto dolore: l'avvio diretto può causare la tensione del bus CC del convertitore di frequenza a salire a causa del fatto che il motore si trova nello stato di generazione di energia (protezione da sovratensione) o generare una grande corrente di ingresso.

Valore: la funzione di tracciamento della velocità può prima rilevare la direzione e la velocità di rotazione del motore, iniziare a una frequenza di corrispondenza e allo stesso tempo consumare l'energia di feedback attraverso l'unità di frenatura per garantire un inizio sicuro.

Iii. Vantaggi e limitazioni funzionali

Vantaggio principale

Evitare l'impatto di sovracorrente: limitare la corrente iniziale a circa il doppio della corrente nominale (l'avvio tradizionale può raggiungere da 5 a 7 volte) per proteggere il convertitore di frequenza e il motore.

Accorda il tempo di avvio: non è necessario attendere che il motore si fermi completamente. Può essere avviato direttamente durante la costa, migliorando l'efficienza del sistema (ad esempio, il tempo di riavvio della ventola è ridotto da 2 minuti a 30 secondi).

Ridurre l'usura meccanica: eliminare l'impatto degli ingranaggi e lo slittamento della cinghia causati dalla differenza di velocità al momento dell'avvio ed estendere la durata di servizio dei componenti meccanici.

Migliora l'affidabilità del sistema: adattarsi alla domanda di rapidi recupero dopo arresti di emergenza, in particolare negli scenari di produzione continui (come i petrolchimici e la fusione in acciaio).

Limitazioni

L'accuratezza del rilevamento a bassa velocità è limitata: quando la velocità del motore è inferiore al 10% al 20% della velocità nominale (come l'avvicinarsi dello stato di arresto), il segnale di forza elettromobile posteriore è debole, il che può portare a guasti di rilevamento e richiede la passare alla modalità di avvio tradizionale.

Una forte dipendenza dai parametri motori: se i parametri motori preimpostati del convertitore di frequenza (come il numero di potenza e il numero di polo) non corrispondono alla situazione reale, possono portare a una deviazione nel calcolo della velocità e i parametri devono essere ridotti.

È necessaria unità di frenatura opzionale: per carichi ad alta inerzia o scenari di feedback di energia, è necessario configurare una resistenza di frenatura aggiuntiva o unità di feedback per consumare l'energia rigenerativa che può essere generata durante il processo di avvio.