Исследование преобразователя частоты

Схема для экспериментального исследования представлена на рис. А4. Устанавливаемые перемычки между модулями изображены жирными линиями. Преобразователь частоты (ПЧ) обеспечивает получение трехфазного напряжения с регулируемой частоты 0…50Гц. Преобразователь запитывается от модуля питания, к одной фазе которого подключен модуля измерителя мощности. Этот модуль позволяет измерить действующие значения тока, напряжения, активной мощности, cos j и частоты. В самом ПЧ необходимо установить три перемычки для подачи входных сигналов с потенциометров RP1 и RP2, а также сопротивления R1. К выходу преобразователя подключен асинхронный электродвигатель с фазным ротором М1 силового модуля. Обмотку ротора АД необходимо закоротить перемычками накоротко. В силовом модуле также используются датчики тока и напряжения для их осциллографирования (на схеме модуль измерительный, используемый для осциллографирования, не показан).

Рис. А4. Схема для исследования преобразователя частоты

Рассмотрим элементы управления ПЧ.

Переключатель SА3 разрешает (положение «1») или запрещает (положение «0») работу частотного преобразователя. При срабатывании защиты частотного преобразователя нужно отключить SА3, нажать кнопку сброса SВ1 и вновь включить SА3.

Переключатель SА1 преобразователя позволяет изменять направление вращения АД. Переключатель SA2 изменяет режим управления ПЧ: удаленный или локальный.

Потенциометрические резисторы RР1 и RР2 позволяют независимо друг от друга задавать аналоговые сигналы на вход ПЧ. При определенной настройке преобразователя, так называемых макросах, назначение этих потенциометров можно менять. Например, при установке макроса 4 и положении переключателя SА2 «Дистанционное» преобразователь переходит в режим поддержания момента, а потенциометр RР1 задает это значение момента АД. При положении переключателя SА2 в положении «Локальное» преобразователь переходит в режим поддержания скорости, а потенциометр RР2 задает это значение скорости.

На гнезда ХS8 и ХS9 подаются формируемые частотным преобразователем аналоговые сигналы скорости и момента АД.

4.1. Подготовка ПЧ к работе

Модуль преобразователя достаточно сложен, и поэтому после сборки схемы его необходимо подготовить к работе:

– установить переключатели и потенциометры модуля в исходные положения: переключатель SA3 «Разрешение» – в «0», переключатель SA1 «Направление вращения» – в среднее положение, потенциометры RP1 и RP2 – в нулевые положения;

– включить последовательно автоматы QF1 и QF2 модулей питания, а затем переключатель «Сеть» модуля измерителя мощности. При этом включится вентилятор преобразователя и на дисплее появятся сообщения о режимах работы;

– установить заводские параметры настройки преобразователя. Для этого установить значение параметра 0.00 равным 1233 и нажать кнопку SB1 «Сброс»;

– используя каталожные данные на асинхронный двигатель (см. прил. 3), ввести в преобразователь параметры двигателя:

0.42 – число полюсов;

0.43 – коэффициент мощности (можно не вводить);

0.44 – номинальное напряжение;

0.45 – номинальная скорость (об/мин);

0.46 – номинальный ток;

0.47 – номинальная частота.

– выполнить самонастройку привода: переключить тумблер «Разрешение» в положение «1», установить параметр 0.40 в «1», после того как дисплей перейдёт в режим индикации нажать кнопки «М» на панели ЧП и SB1 «Сброс», двигатель совершит несколько оборотов вала и параметр 0.40 автоматически установится в нулевое значение, переключить тумблер «Разрешение» в положение «0»;

– после проведения самонастройки преобразователя проверить параметры 0.42–0.47;

– сохранить новые измененные значения параметров. Для этого установить в параметр 0.00 значение 1000, нажать кнопку «М» на кнопочной панели; нажать кнопку SB1 «Сброс» – измененные параметры будут запомнены (при этом параметр 0.00 установится в 0).

4.2. Настройка ПЧ на режим «Регулирование момента» (4 макрос) и проверка работоспособности модуля.

Для этого:

– установить параметр 0.00, ввести значение 2004 и нажать кнопки «М» и далее «Сброс» для записи в память. После этого преобразователь будет переведен в режим работы 4 макроса «Регулирование момента»;

– переключить тумблер SA3 «Разрешение» в положение «1»;

– переключатель SA2 перевести в положение «Дистанционное», а переключателем SA1 в положение «Вперед», установить параметр 0.10 для вывода задания скорости;

– нажимать кнопку SB1 «Сброс» до появления на индикаторе сообщения «run»;

– потенциометром RP1 задать момент двигателя. Двигатель разгоняется до максимальной скорости вращения, на валу обеспечивается заданный момент. Для изменения знака момента переключить SA1 в положение «Назад»;

– установить потенциометр RP1 в нулевое положение;

– переключателем SA2 выбрать управление «Локальное»;

– потенциометром RP2 задать скорость вращения двигателя. Двигатель разгоняется до заданной скорости вращения. Для изменения знака скорости переключить SA1;

– для выхода преобразователя из рабочего режима тумблер SA3 «Разрешение» перевести в положение «0».

4.3. Выбрать режим просмотра всех параметров преобразователя.

Для этого

– ввести в параметр 0.00 значение 149.

– нажать кнопку М для записи его в память. Преобразователь будет переведен в режим просмотра всех параметров, так, например, стрелки „ и ƒ изменяют первую цифру номера параметра, стрелки ‚ и  – выбирают две другие цифры номера параметра. При анализе привода полезны следующие параметры преобразователя:

4.01 – полный ток двигателя (в амперах);

4.02 – активный ток двигателя, пропорциональный моменту двигателя;

4.17 – ток намагничивания (в амперах);

5.01 – текущая частота двигателя (в Гц);

5.02 – напряжение на двигателе (в вольтах);

0.10 – задание скорости (в об/мин);

0.03 – постоянная ускорения;

0.04 – постоянная замедления.

4.4. Снятие регулировочных характеристик электропривода

Снятие регулировочных характеристик привода выполняется при регулировании частоты вращения АД с помощью потенциометра RP1. Заполнить табл. А3, используя при этом:

– частота напряжения статора f_с АД снимается из параметра 5.01;

– напряжение на статоре двигателя U_с снимается из параметра 5.02;

– ток статора двигателя I_с – из параметра 4.01;

– ток потребления из сети I_пч – с модуля измерителя мощности;

– частоты вращения двигателя – с четырехстрочного ЖКИ модуля тиристорного преобразователя.

Таблица А3.

Отчет по работе

Отчет должен содержать:

а) наименование работы и цель работы;

б) таблицы экспериментальных данных, регулировочные характеристики и обработанные осциллограммы, полученные при исследовании тиристорного преобразователя;

в) таблицы экспериментальных данных, регулировочные характеристики, полученные при исследовании тиристорного регулятора напряжения; оценку диапазона регулирования скорости АД изменением напряжения статорной цепи;

г) таблицы экспериментальных данных, регулировочные характеристики и обработанные осциллограммы, полученные при исследовании преобразователя частоты;

д) заключение по работе.

Контрольные вопросы

1. Каково функциональное назначение тиристорного преобразователя?

2. При каких условиях возникает режим рекуперации тиристорного преобразователя?

3. Какие действия необходимо выполнить при отказе (срабатывании защиты) тиристорного преобразователя?

4. Какие характеристики электропривода обеспечивает тиристорный преобразователь в режиме поддержания частоты вращения?

5. Какие характеристики электропривода обеспечивает тиристорный преобразователь в режиме поддержания момента?

6. Как выглядит семейство механических характеристик асинхронного электродвигателя при изменении напряжения статорной цепи? При изменение частоты?