YASKAWA: Функция KEB для управляемого торможения привода при потери питания

Во системах в промышленной автоматизации важно сохранять работу привода в штатных режимах даже при исчезновении питания сети (для предотвращения остановки двигателя выбегом). Примером могут послужить линии намотки тканей и волокон, в которых выход из штатного режима работы может привести к порче материала.

Точная синхронизация скорости двигателей с преобразователями частоты YASKAWA GA500 и GA700

Станки для получения и смотки нитей
Станки для получения и смотки нитей

В данной статье рассматривается функция KEB преобразователей частоты (ПЧ, ЧРП) YASKAWA серий GA500 и GA700, предотвращающая неуправляемый останов двигателя при кратковременном обрыве питания.

YASKAWA преобразователи частоты серий GA700 и GA500
YASKAWA преобразователи частоты серий GA700 и GA500

Принцип работы функции KEB

Функция KEB (Kinetic Energy Backup, резервирование кинетической энергии) работает за счет накопленной кинетической энергии на валу двигателя: привод использует рекуперативную энергию, генерируемую двигателем, для поддержания работы своих основных цепей.

Пример осциллограммы работы функции KEB в преобразователи частоты
Пример осциллограммы работы функции KEB в преобразователи частоты

Функция KEB тесно связана с другой функцией преобразователей частоты GA500 и GA700 – поиском скорости.

Функция поиска скорости

Если при торможении двигателя в режиме KEB восстанавливается напряжение питающей сети, то привод возвращает работу двигателя к состоянию, в котором находилась система до потери питания. Данную функцию называют поиском скорости.

Особенностью работы данной функции является быстрое определение текущей скорости двигателя за счет введения (инжекции) тестовых сигналов тока.

Поиск скорости особенно эффективен для вентиляторов, воздуходувок, насосов и других вращающихся гидравлических систем, потому что плавный подхват текущей скорости вращения и последующее возвращение к штатному режиму работы позволит продлить срок службы наиболее уязвимых элементов данных механизмов: лопастей и лопаток.

Пример осциллограммы работы функции поиска скорости в преобразователи частоты
Пример осциллограммы работы функции поиска скорости в преобразователи частоты

Доступные режимы функции KEB

Требуется понимать, что накопленная энергия полностью зависит от текущей скорости и инерции на валу двигателя. Поэтому в преобразователях YASKAWA пользователю дана возможность выбора режима работы функции KEB (параметр L2-29):

  1. Привод поддерживает напряжение на звене постоянного тока на заранее настроенном уровне (L2-11) и совершает остановку за настраиваемое время (L2-06). Нижний уровень напряжения ЗПТ для выдачи ошибки UnderVoltage (нехватка напряжения на звене постоянного тока) задается параметром L2-05.

  2. Привод останавливается за оптимальное время за счет информации об инерции двигателя (время торможения не настраивается пользователем). Для использования этого режима пользователю нужно использовать в ПЧ GA500 и GA700 – автоматическое определение инерции нагрузки. Это функция особенно полезна в насосных и вентиляторных применениях, где торможение выбегом может привести к поломке их элементов.

  3. Привод работает в системе с другим и требуется поддержание их скорости на одном уровне, например, при контроле натяжения материала. Данный режим не контролирует напряжение на звене постоянного и поэтому требует опцию тормозного резистора. (Расчет и выбор тормозных резисторов для преобразователей частоты)

YASKAWA GA700 и GA500 Пример схемы с заданием скорости по сетевому протоколу.
Пример синхронной работы по скорости ПЧ YASKAWA 
  1. Привод работает в системе, аналогично предыдущему режиму, но контролирует уровень напряжения звена постоянного тока, чтобы предотвратить перенапряжение: если уровень напряжения звена постоянного тока возрастает из-за избыточной энергии рекуперации, то привод поддерживает текущую частоту, прежде чем продолжить дальнейшую остановку.

Схема подключения для работы функции KEB

Для работы данной функции необходимо подключить реле, отслеживающее потерю питания в сети, а выход данного реле подключить к настроенному под KEB дискретному входу (H1-xx = 65 [нормально закрытый контакт KEB] или H1-xx=66 [нормально открытый контакт KEB] – выбирается в зависимости от используемого реле).

Схема преобразователя частоты YASKAWA при использовании функции KEB
Схема преобразователя частоты YASKAWA при использовании функции KEB

Заключение

Преобразователи частоты GA700 и GA500 с функцией Kinetic Energy Backup – это отличное решение в применениях, требующих непрерывного режима работы:

  • Пленочные линии.
  • Текстильные машины.
  • Насосы.
  • Центрифуги.
  • Роторные печи.

Сохранение скорости вращения обоих приводов при контроле натяжения даже во время кратковременного обрыва питания поможет предотвратить повреждения продукции и оборудования.