Высоковольтный преобразователь частоты INVT GD5000 для управления давлением в винтовых вакуумных насосах

Винтовой вакуумный насос — это оборудование для откачки газа, в котором всасывание и выпуск газа осуществляются за счёт синхронного высокоскоростного встречного вращения пары винтов в корпусе насоса. Принцип работы заключается в том, что электродвигатель через ременную передачу или муфту приводит во вращение ведущий винтовой ротор (мужской ротор), который через синхронизирующие шестерни приводит во вращение ведомый винтовой ротор (женский ротор). Мужской и женский роторы зацепляются друг с другом в цилиндре формы «∞», образуя рабочий объём. По мере вращения роторов объём периодически изменяется, что обеспечивает сжатие газа. Рабочий цикл включает три этапа: всасывание, сжатие и выпуск газа.

Винтовые вакуумные насосы подходят для удаления газов, содержащих большое количество водяного пара и небольшое количество пыли. Они способны повышать эффективность производства и качество продукции в таких технологических процессах, как испарение, сушка и концентрирование. Поэтому они широко применяются в фармацевтической, химической и полупроводниковой промышленности, где предъявляются высокие требования к чистоте вакуума.

01 Потребности клиента

Химическое предприятие внедрило новый винтовой вакуумный насос для совершенствования процесса сушки продукции. Для обеспечения стабильности технологического процесса были предъявлены высокие требования к стабильности работы и характеристикам управления преобразователя частоты.

1. Автоматическая регулировка давления в соответствии с условиями эксплуатации для поддержания постоянного уровня вакуума.

2. Стабильное управление вакуумом для уменьшения колебаний и повышения стабильности технологического процесса и качества продукции.

3. Повышение скорости отклика системы для быстрого реагирования на изменения нагрузки, сокращения времени создания вакуума и быстрого восстановления заданного уровня вакуума.

4. Высокая энергоэффективность.

02 Решение INVT

В соответствии с требованиями клиента было применено решение с использованием высоковольтного преобразователя частоты серии GD5000 компании INVT с PID-регулированием постоянного давления. С помощью PID-алгоритма управления преобразователь частоты регулирует скорость работы вакуумного насоса, поддерживая стабильное давление в системе. PID-регулирование — это широко применяемый в промышленной автоматизации механизм обратной связи, который автоматически корректирует управляющее воздействие на основе отклонения системы для достижения заданного давления.

Преимущества решения

• Высокая точность управления и быстрый отклик: система управления GD5000 использует многоядерную архитектуру DSP + FPGA + ARM и бездатчиковое векторное управление, обеспечивая высокую точность, быстрый динамический отклик и высокий крутящий момент на низких частотах.

• Отличные характеристики на низких частотах: эффективная компенсация низкочастотного режима и передовые алгоритмы обеспечивают надёжный запуск при тяжёлой нагрузке.

• Высокая устойчивость к колебаниям напряжения: функции LVRT (прохождение пониженного напряжения) и AVR (автоматическая регулировка напряжения) обеспечивают стабильную работу в сложных условиях электросети.

• Точное управление: PID-алгоритм корректирует выход преобразователя частоты в соответствии с разницей между фактическим значением и заданным, обеспечивая точное регулирование скорости двигателя.

• Быстрый отклик: координация пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих повышает скорость реакции системы на изменение нагрузки.

• Высокая адаптивность: PID-регулирование подходит для различных систем и нагрузок, а параметры могут быть настроены в соответствии с требованиями управления.

• Простота реализации: алгоритм PID прост в реализации в преобразователе частоты и может легко настраиваться и оптимизироваться программным способом.

03 Выгоды для клиента

1. Значительная экономия энергии.

Реализованы функции плавного пуска и остановки вакуумного насоса, что снижает пусковые токи и увеличивает срок службы оборудования. Скорость работы регулируется в зависимости от фактических потребностей, что позволяет достичь средней экономии энергии более 30% по сравнению с традиционным режимом постоянной скорости.

2. Стабильное управление.

PID-регулирование повышает скорость отклика и стабильность системы, снижает колебания и вибрации, обеспечивая устойчивую работу при различных условиях.

3. Высокая точность регулирования давления.

Высокоточный датчик давления в сочетании с PID-управлением преобразователя частоты GD5000 позволяет удерживать колебания давления в пределах ±0,5%, обеспечивая стабильность производственного процесса.

4. Удобство эксплуатации и обслуживания.

Интерфейс системы интуитивно понятен: операторы могут легко задавать параметры и контролировать состояние работы через сенсорный экран. Преобразователь частоты оснащён функцией самодиагностики неисправностей, что снижает сложность обслуживания.

5. Удалённый мониторинг и управление.

С помощью системы верхнего уровня операторы могут в реальном времени контролировать параметры работы системы и выполнять удалённое управление, что повышает эффективность управления и скорость реагирования на внештатные ситуации.

В условиях ускоренного развития интеллектуализации и экологизации химической промышленности точное управление и высокая энергоэффективность становятся ключевыми требованиями предприятий. Высоковольтный преобразователь частоты серии GD5000 с интеллектуальной технологией PID-управления обеспечивает точное регулирование скорости двигателя и значительно повышает стабильность производственных систем, помогая химическим предприятиям одновременно снижать энергопотребление и увеличивать производственные мощности.

Компания INVT глубоко интегрирует отраслевые особенности и предлагает индивидуальные решения для различных технологических процессов. Благодаря точной настройке и оптимизации система полностью раскрывает потенциал PID-управления, придавая мощный импульс цифровой трансформации химических предприятий.