Тема: управление вибратором

[lad-con]

Доброго времени суток!
Суть проблемы такова : имеем двигатель вибросистемы 7.5 кВт./3000 об.мин., за 1мин. 6 стартов, остановка пневмотормозом, время работы одного старта может изменяться от 0.5 сек до 12 сек. рабочая температура двигателя (асинхронный) доходит до 85 градусов, система охлаждения автономная воздушная. Необходимо получить: 1 старт с частотою 2000 об., 2 старт с частотой 1400 об. 3 старт 3000-4000 об., между пусками пауза 2-3 сек, общее время 15-20 сек. Условия конечно жесткие, бродят мысли о применении частотника но какого? С уважением Геннадий.

[Igor]

А в чем, собственно сомнения ? IMHO почти любой.  Только следует учитывать следущее. Пусковой ток асинхронника без частотника может доходить до 5-7 номиналов,тогда как у частотника он будет ограничен 120-150%. Т.е. стартовать будет плавнее и момент стартовый будет ниже. А так с торможением проблем не будет - он как тормозился пневмотормозом, так и будет, охлаждение автономное - так же все хорошо.

[Роман]

Сомнения ясны и вполне оправданы.
Насколько я понимаю, lad-con хочет изменить циклограмму работы установки. Ранее было 6 прямых пусков за минутный цикл, сейчас будет 3 пуска за 20-секундный цикл, правда, с изменяющейся скоростью.
Если делать всё по-хорошему, то нужно было бы рассчитать энергетику привода - сколько мы энергии выделяли раньше при 6 циклах в минуту на полной скорости, и сколько будем выделять теперь, при 3-х пусках за 15-20 секунд (получается, что за минуту 9-12 пусков). Нужно знать токи, потребляемые двигателем на каждом из участков циклограммы. Если токи измерить возможности нет - то можно попытаться их рассчитать, имея хотя бы нагрузочную характеристику этого самого вибратора - зависимость скорости вращения движка от нагрузки на его валу.
Если при прямых пусках (старая система) за рабочий цикл мы выделяем больше или столько же энергии, чем при пусках от частотника (новая система), - то получается, задача решена, и двигателю станет получше. Если же частотник будет использоваться для интенсификации нагрузки на двигатель - то тут нужно знать, какой запас по мощности есть, и есть ли он вообще.
А без цифр в руках - это очень общие разговоры. Я бы смотрел не только на частотник, но и на двигатель. Автономное охлаждение - это плюс, но это ещё не всё. Не перегрузить бы движок.
Частотник-то можно выбрать с запасом по мощности для таких динамичных режимов. Но двигатель-то поменять сложнее.

85 градусов Вы как намеряли? Что именно измерялось? Если температура корпуса, то это вообще не показатель. Нужно мерять температуры лобных частей обмоток статора, наклеив на них термосопротивление (например). Цель таких измерений - убедиться, что мы не превышаем температурный класс изоляции. Один и тот же двигатель может выполняться с различным температурным классом изоляции.

Какой частотник выбрать - зависит от нагрузочной характеристики системы. Думаю, что скалярного или простого векторного будет достаточно для такой задачи. Если выбирать частотник по мощности двигателя - то можно посоветовать VFD075B43A из номенклатуры Delta Electronics. У него есть работа по циклограмме, а также есть выход на управление тормозом.

[Igor]

Роман, но с частотником все равно должно получиться лучше ?  

При любой там энергетике и токах.

Ну упрется он в крайнем случае в токоограничение - не будет так вибратор вибрировать. Но двигатель будет лучше защищен, чем без него. А ПВ или как его там, будет примерно одинаков, что в первом случае, что во втором т.е. движок так же греться должен примерно одинаково. И даже меньше, так как частотник будет сглаживать тяжелые старт-стопные режимы.

Это интуитивно и навскидку.

[Роман]

Интуитивно и навскидку я вижу только одно. Было 6 включений в минуту, стало 9-12. Жесткие режимы по динамике. Без расчета сказать, сколько выделялось энергии раньше, и сколько будет при установке частотника и новой циклограмме, невозможно. Частотник сгладит разгоны (торможение и так пневотормозом), но никто не сгладит нагрузку на валу - она как была так и осталась, и теперь только от нагрузочной диаграммы зависит - стали мы требовать от двигателя больше или меньше на пониженных частотах. На глаз тут не скажешь, нужно знать нагрузочную характеристику.
Не стоит абсолютизировать положительный эффект от простого факта установки преобразователя частоты в данном случае. Сам по себе этот факт не убирает нагрузку, на валу она как была так и осталась, и поскольку мы теперь двигатель будем гонять на разных частотах с разным временем (благо, появляется такая возможность) - то нужно бы знать, какой ток на этих частотах, и на протяжении какого времени нам нужно выдать "на гора" от частотника. И тогда только можно сказать - перегреем мы движок и сам частотник, или нет.
А если действовать интуитивно и навскидку, без хотя бы ориентировочных расчетов - можно легко обмануться в своих ожиданиях. А потом окажется виноватым частотник и те, кто его посоветовал.

Пока я не совсем себе представляю что такое "вибросистема", и какая там нагрузочная характеристика. Предлагаю дождаться комментариев от автора темы, кому как не ему знать свою установку?
Я задаю конкретный вопрос - "Как зависит нагрузка на валу движка от частоты его вращения у установки "вибросистема"?
Если будем это знать - тогда будет проще что-то посоветовать конкретное.

[Igor]

Хм. Цифры боюсь тяжеловато будет получить от автора поста. Можем получить только качественную картину. Момент может как  падать, при понижении частоты, причем падать быстрее, чем частота, если среда вязкая, так и падать с повышением частоты, если с повышением частоты вибратор "вырывается на свободу". Но момент, как и ток мы можем в принципе ограничить частотником (правда уже не самым простым).

В одном ты безусловно прав - количество переходных процессов возросло в 1.5 - 2 раза. В то же время увеличение  выделяемой энергии за счет количества пусков можно скомпенсировать  ограничением по току. Хватит этого или нет - можно прикинуть.

Что автор поста может действительно легко померять - так это пусковой и номинальный ток без частотника. Это поможет разобраться.

Что тяжело прикинуть - так это устроит ли автора работа вибратора при всех этих ограничениях. Боюсь здесь или диссертацию писать или пробовать, что самое реальное.

Ждем автора.

[lad-con]

Померил пусковой и номинальный ток без частотника, пусковой 52 А, номинальный 14 А.

[Роман]

То есть - на номинальной частоте, соответствующей 50Гц, Ваш двигатель работает "на полную". В статике - почти полная нагрузка, плюс жесткая динамика, повторяющаяся несколько раз в минуту.

Трудно сказать, что будет если теперь "интенсифицировать" циклограмму работы. Я лично пока не уверен, ток будет больше или меньше на пониженных частотах? Это зависит от нагрузочной характеристики установки, которая пока неизвестна.

Думаю, что для таких жестких режимов по динамике, придется взять частотник ближайшей большей мощности - например, VFD110B43A на 11 кВт. Это даст запас в токах для обеспечения нужной динамики, снизит нагрев частотника и облегчит ему жизнь. Но что качается двигателя - я не уверен, что ему будет хорошо.

Повторяю ещё раз - для того, чтобы однозначно сделать вывод о реализуемости поставленной задачи, нужно сесть и нарисовать временнУю диаграмму работы установки в старом и новом виде. Затем нужно посчитать кол-во энергии, выделяемой в двигателе до "модернизации" и после (нужны токи на пониженных частотах, соответствующих новым рабочим точкам). И только потом можно сказать - да или нет.

Навскидку и интуитивно могу сказать, что если нагрузочная характеристика установки "вибросистема" повторяет вентиляторную характеристику, или близка к ней, то задача, скорее всего, реализуема.
Если нагрузка на валу двигателя постоянна или того хуже - увеличивается при понижении частоты - то движок, скорее всего, перегреется при новой схеме с 9~12 включениями в минуту.

[Igor]

Добрый день !

Ну вполне нормальный, стандартный старт - кратность всего 3.5. Я так же за серию B. Только нужно обязательно взять минимум на ступеньку больше - 11 кВт, как предлагает Роман.

11 -ти киловатный частотник имеет номинальный ток 24 А, а стартовый в 1.7 раз больше (заводские уставки) т.е. 40 А. Это значит, что частотник, защищаясь, будет прекращать разгон, при превышении током этой величины. Т.е. разгон будет чуть дольше, чем без частотника. Зато в установившемся режиме он будет остывать, так как ток будет  в 1.7 раза ниже номинала.

Если суммарное время разгонов меньше времени установившейся скорости, в (40-24)/(24-14)= 1.6 раз, то преобразователь будет чувствовать себя вполне нормально.

Теперь о двигателе. Если двигатель будет перегреваться, вы можете ограничить пусковой ток в пределах от I номинального до 40 А. При этом условия пуска будут значительно облегчаться. Но двигатель будет дольше достигать установившихся оборотов. Вы можете облегчать жизнь двигателю до тех пор, до каких суммарное время разгонов-торможений * 1.6 не будет превышать времени установившейся скорости. Иначе начнет перегреваться уже преобразователь (см. выше)

А теперь вопрос - а сколько у вас длится разгон сейчас, без частотника, хотя бы примерно ? Это легко определить по току. Сколько времени ток держиться выше номинала ? Это нам подскажет, есть ли у нас запас для игр с ограничением тока.

Мы пока частоту не уменьшали. Ну а если частоту уменьшить, так это еще больше разгрузит движок. Частотник с уменьшением частоты уменьшает и напряжение на двигателе

P.S. Ну не верю я что у вас будет расти момент с падением частоты. Даже не верю, что будет постоянным. Будет падать.
P.P.S. Расчеты с запасом для простоты

[serg66]

Насчет падения момента с падением частоты.
На вибраторах не пробовал, но было дело на прессе. У заказчика раньше стоял ДПТ с блоком управления частотой его вращения. Благополучно все сгорело. Он не долго думая, заменил на АД, 1500 об/мин. Увы, металл шел разный, и приходилось перетачивать шкивы. Посоветовал ему ЧП. Поставил для пробы на 5,5 кВт АД 7,5кВт ЧП. запустил в начале от 0 до 50гц, начал работать лучше.. Решил по экспереминтировать. Выдал На ЧП 65-70 Гц. Опа, до этого на прямом старте в установившемся режиме было что то около 11А, после поднятия частоты - 7,5А. Деталь пошла идеальная, без закусывания и смятия по краям. А ларчик прост  - на оси стоит маховик, при малых оборотах не расскручивался как надо, увеличил - и получил необходимое. На вибраторах то же ставят маховики.
Интересно, что ж получилось в итоге.

[admin]

Ну там еще может быть конкретная характеристика U/f. С падением частоты индуктивное сопротивление АД падает, поэтому ток увеличивается, поэтому уменьшают U. Можно было и с этим поиграться.