Função de rastreamento de velocidade da unidade CA (início do fuga)

A função de rastreamento de velocidade é um recurso técnico importante do conversor de frequência. É usado principalmente quando o motor está em um estado rotativo (como costura inercial, arrasto de carga etc.). O conversor de frequência pode detectar rapidamente a velocidade e a fase reais do motor e reiniciar o motor em uma frequência apropriada para evitar a sobrecorrente, a sobretensão ou o choque mecânico causado por incompatibilidade de frequência no momento da startup. Esse recurso também é conhecido como "Runaway Start", "Rastreamento de velocidade sem sensor" ou "reinicialização automática" e é comumente visto em cenários em que são necessários e frequentes partidas e paradas são necessárias ou onde a inércia de carga é grande.

I. Princípios principais e implementação técnica

1. Princípio de trabalho

Estágio de detecção: quando o conversor de frequência recebe o sinal de partida, ele primeiro detecta a frequência e a fase de tensão residual nos terminais do motor através de um transformador de corrente (CT) ou transformador de tensão (Pt) e calcula a velocidade real atual do motor.

Estágio síncrono: o conversor de frequência ajusta rapidamente a frequência de saída a um ponto de frequência que corresponde à velocidade atual do motor com base na velocidade detectada (por exemplo, se a velocidade atual do motor corresponder a uma frequência de 20Hz, o conversor de frequência produza 20Hz primeiro), evitando picos de corrente causados por saltos de frequência durante a inicialização.

Estágio de aceleração suave: após confirmar a sincronização da frequência, o conversor de frequência aumenta gradualmente a frequência de saída para o valor alvo de acordo com a curva de aceleração predefinida (como linear ou em forma de S), concluindo o processo de inicialização.

2. Pontos técnicos -chave

Detecção sem sensor: nenhuma instalação adicional do codificador é necessária. Somente o algoritmo embutido do conversor de frequência é usado para analisar a força eletromotiva do motor (EMF) ou formas de onda de corrente/tensão terminal. É adequado para projetos de renovação ou cenários de baixo custo.

Resposta rápida: O tempo de detecção geralmente está dentro da faixa de 10 a 100 milissegundos, garantindo que o motor complete a sincronização antes de uma desaceleração significativa devido ao litoral inercial, evitando a falha de inicialização causada por diferenças excessivas de velocidade.

Algoritmo adaptativo: ele pode identificar diferentes parâmetros motores (como indutância e resistência) e é compatível com motores assíncronos (IM) e motores síncronos de ímã permanente (PMSM).

Ii. Cenários de aplicação típicos

Equipamento de carga de alta inércia

Cena: fãs, bombas de água, centrífugas, moinhos de bolas, cintos transportadores e outros equipamentos que continuam girando devido à inércia após serem fechados.

Ponto de dor: se o conversor de frequência for iniciado diretamente antes do motor parecer completamente, o método de partida tradicional causará uma sobrecorrente devido à superposição da força eletromotiva contra a tensão da fonte de alimentação causada pela incompatibilidade entre a velocidade do motor e a frequência de saída e a frequência do gestor e o que pode causar a proteção contra a sobrecorrente) ou a frequência de danos.

Valor: A função de rastreamento de velocidade pode começar diretamente de maneira síncrona durante o processo de litoral do motor, evitando o tempo de espera do tempo de inatividade e aumentando a eficiência da produção (como reinicialização rápida após um desligamento de emergência de um ventilador em uma planta de cimento).

2. Sistema de ligação múltipla

Cena: em equipamentos como máquinas de impressão, máquinas têxteis e linhas de produção de fabricação de papel, onde vários motores operam de maneira síncrona, quando um motor para devido a um mau funcionamento e é reiniciado.

Ponto de dor: se a velocidade de um único motor não for sincronizada com a de outros motores em execução quando reiniciar, causará uma mudança repentina na tensão material (como quebra de tecido ou rugas de papel).

Valor: Ao rastrear a velocidade de rotação, o motor reiniciado pode corresponder rapidamente à velocidade de operação atual do sistema, mantendo a sincronização de várias máquinas e reduzindo a taxa de sucata.

3. Cenários para recuperação de falta de energia ou redefinição de falhas

Cenários: o equipamento que precisa ser reiniciado rapidamente quando a grade de energia é restaurada ou as falhas são eliminadas após serem fechadas devido a flutuações da grade de energia, proteção contra falhas do inversor etc. (como bombas de tratamento de esgoto, agitadores de vasos de reação química).

Ponto de dor: o método de inicialização tradicional exige que o motor pare completamente de girar, o que pode levar à interrupção do fluxo do processo ou dano do equipamento (como refluxo de esgoto, solidificação do material).

Valor: pode ser iniciado diretamente quando o motor não parou completamente, reduzindo o tempo de recuperação e reduzindo as perdas de interrupção da produção.

4. Carga do tipo de feedback de energia

Em cenários, como guindastes, diminuindo objetos pesados e elevadores que se movem vazios, os motores no estado de geração de energia continuam girando devido à carga quando param.

Ponto de dor: a inicialização direta pode causar a tensão do barramento CC do conversor de frequência para subir devido ao fato de o motor estar no estado de geração de energia (proteção de sobretensão) ou gerar uma grande corrente de entrada.

Valor: A função de rastreamento de velocidade pode primeiro detectar a direção e a velocidade de rotação do motor, iniciar em uma frequência correspondente e, ao mesmo tempo, consumir a energia de feedback através da unidade de frenagem para garantir um início seguro.

Iii. Vantagens e limitações funcionais

Vantagem central

Evite o impacto da sobrecorrente: limite a corrente de partida a duas vezes a corrente nominal (o início tradicional pode atingir 5 a 7 vezes) para proteger o conversor de frequência e o motor.

Encurre o tempo de inicialização: não há necessidade de esperar o motor parar completamente. Pode ser iniciado diretamente durante o litoral, melhorando a eficiência do sistema (por exemplo, o tempo de reinicialização do ventilador é reduzido de 2 minutos para 30 segundos).

Reduza o desgaste mecânico: elimine o impacto da engrenagem e o deslizamento da correia causado pela diferença de velocidade no momento da inicialização e prolonga a vida útil dos componentes mecânicos.

Melhorar a confiabilidade do sistema: adaptar -se à demanda por recuperação rápida após os desligamentos de emergência, especialmente em cenários de produção contínuos (como petroquímicos e fundição de aço).

Limitações

A precisão da detecção de baixa velocidade é limitada: quando a velocidade do motor é inferior a 10% a 20% da velocidade nominal (como se aproximar do estado de desligamento), o sinal de força eletromotiva traseira é fraco, o que pode levar à falha de detecção e requer mudança para o modo de início tradicional.

Forte dependência dos parâmetros do motor: se os parâmetros do motor predefinido do conversor de frequência (como potência nominal e número do pólo) não corresponderem à situação real, isso pode levar a um desvio no cálculo da velocidade e os parâmetros precisam ser re-otimizados.

É necessária uma unidade de frenagem opcional: para cargas de alta inércia ou cenários de feedback de energia, um resistor de frenagem adicional ou unidade de feedback precisa ser configurado para consumir a energia regenerativa que pode ser gerada durante o processo de inicialização.