Суржиков александр Викторович методы повышения надежности электроснабжения и устойчивости работы

ω
или напряжение звена постоянного тока ПЧ 
U
DC
не снизятся до 
значения минимально допустимой скорости вращения вала двигателя 
ω
МИН
или 
значения напряжения звена постоянного тока ПЧ 
U
DC НИЖ
. В зависимости от того, 
какой из этих показателей будет достигнут первым, ПЧ отобразит на своем экране 
код соответствующей ошибки и прекратит подачу напряжения на двигатель. После 
этого двигатель будет свободно выбегать под действием момента сопротивления 
исполнительного механизма и момента собственных механических потерь. В 
случае же, если питающее напряжение восстановится до момента отключения ПЧ, 
то он осуществит разгон двигателя до необходимой скорости. Кривые переходных 
процессов в системе ПЧ-АД при провале питающего напряжения, о которых 
говорилось выше, приведены на рисунке 9. 
Пунктирными линиями на данном рисунке показаны кривые разгона 
двигателя в случае своевременного, в момент времени 
t
1
, восстановления 
питающего напряжения. 

---

21 
Рис. 9. Переходные процессы в системе ПЧ-АД при провале питающего 
напряжения. 1, 2, 3 – низкоинерционная, инерционная и высокоинерционная 
нагрузки соответственно. 
Причиной отключения низкоинерционной нагрузки (кривая 1) стало 
срабатывание защиты по достижению двигателем минимальной скорости вращения 
ω
МИН
. Причиной отключения инерционной нагрузки (кривая 2) стало срабатывание 
защиты по достижению напряжения в звене постоянного тока ПЧ минимального 
значения 
U
DC НИЖ
. Причиной отключения высокоинерционной нагрузки (кривая 3) 
стало срабатывание защиты по достижению максимального времени удержания 
двигателя 
t
DC
. Тем не менее, после достижения данного времени ПЧ осуществлял 
контролируемое снижение скорости двигателя и только после достижения 
напряжения в звене постоянного тока ПЧ минимального значения 
U
DC НИЖ
подача 
напряжения на двигатель была прекращена. Время прекращения подачи 
напряжения на двигатель в каждом из трех случаев указано на данном рисунке как 
t
ОТКЛ 1
, 
t
ОТКЛ 2
и 
t
ОТКЛ 3
соответственно. 
Здесь следует отметить, что все параметры и уставки, о которых говорилось 
выше, и которые необходимо вводить в ПЧ в процессе его параметрирования, 
подбираются индивидуально и зависят от конкретного двигателя, его мощности, 
коэффициента загрузки и метода управления, а также от параметров 
технологического процесса и самого исполнительного механизма. 
В случае если питающее напряжение восстановилось после прекращения 
подачи напряжения от ПЧ к АД и переключения последнего на свободный выбег, 

---

22 
но до момента его полной остановки, то алгоритм работы ПЧ строится следующим 
образом: 
1. ПЧ подает напряжение частотой 10 Гц на выбегающий двигатель, для 
определения направления вращения, одновременно производя замер значения тока. 
Время измерения составляет 2·
τ
ЭМ
. 
2. ПЧ, 
используя измеренные значения тока, рассчитывает ток 
намагничивания для частоты, на которой производится поиск. Время расчета 
составляет 2·
τ
ЭМ
. 
3. ПЧ начинает поиск рабочей скорости двигателя с номинальной частоты 
+10%. Точность поиска задается в процессе пуско-наладки ПЧ и равняется 0,1 или 
0,025 Гц. Время, необходимое на одно измерение, составляет приблизительно 2 мс. 
При поиске ПЧ ориентируется на определенные пики тока двигателя, что и 
позволяет судить о текущей частоте вращения. Время поиска зависит от разницы 
текущей и номинальной частоты (
f
Н
) вращения вала двигателя. 
4. ПЧ увеличивает напряжение на выходе, при ограничении тока, до 
значения, найденного (для нормального режима) в предыдущем пункте. Время 
измерения составляет 1·
τ
ЭМ
. 
Таким образом, максимальное время поиска (
t
MAX
) можно оценить 
следующим образом: 
мс
Гц
f
t
H
ЭМ
MAX
002
.
0
025
.
0
1
.
1
2
5
(5) 
На практике, если ограничить поиск частоты в одном направлении и учесть, 
что скорость снижется не более чем на 60 % от номинальной, то время поиска 
составляет 1,5 – 2,5 с. Данное значение времени задержки подхвата привода может 
оказаться слишком большим для обеспечения устойчивости технологического 
процесса. В то же время очевидно, что частота вращения ротора двигателя 
однозначно определяет частоту остаточной ЭДС, анализ которой позволит с 
высокой точностью определить частоту вращения ротора двигателя в отсутствие 
датчика обратной связи по скорости и с помощью преобразователя частоты 
осуществить безударный подхват выбегающего двигателя на интервале времени, 
превышающем по длительности величину 
τ
ЭМ
. Данная функция может быть 
реализована в большинстве современных преобразователей частоты, в которых 
алгоритм контроля наличия остаточной ЭДС является стандартной функцией и его 
небольшая доработка, позволяющая контролировать частоту остаточной ЭДС, не 
приведет к значительному удорожанию самого ПЧ. 
Алгоритм контроля остаточной ЭДС выбегающего асинхронного двигателя 
эффективно применять при ее уровне, обеспечивающем нормальное измерение ее 
частоты. Данный уровень определяется конкретными техническими решениями, 
наличием электромагнитных помех и пр. факторами. При снижении ЭДС ниже 
данного уровня целесообразно переходить к уже реализованному алгоритму 
определения текущей угловой скорости вала двигателя.