Como fornecedor de VFD (unidade de frequência variável), muitas vezes me perguntam sobre as várias funções e componentes de nossos produtos. Um dos aspectos mais cruciais que desempenha um papel significativo no desempenho de um VFD é o controle PID (proporcional - integral - derivado). Nesta postagem do blog, vou me aprofundar na função do controle de PID em um VFD e explicar por que é tão importante.
Compreendendo o básico do VFD
Antes de entrarmos nos detalhes do controle do PID, vamos entender brevemente o que é um VFD. Um VFD é um dispositivo eletrônico que controla a velocidade de um motor CA, variando a frequência e a tensão fornecidas ao motor. Oferece vários benefícios, como economia de energia, controle de processo aprimorado e tensão mecânica reduzida no motor e equipamento conectado.
O que é controle PID?
O controle PID é um algoritmo de controle amplamente usado na automação industrial. Ele usa três modos de controle básico - proporcional, integral e derivado - para calcular um valor de erro entre um ponto de ajuste (o valor desejado) e uma variável de processo (o valor real). O controlador ajusta a saída para minimizar esse erro.
Controle proporcional
O termo proporcional no controle do PID calcula o erro entre o ponto de ajuste e a variável do processo e o multiplica por um ganho proporcional (KP). A saída do controlador proporcional é diretamente proporcional ao erro. Um valor mais alto de KP resultará em uma correção maior para um determinado erro, mas também pode levar a ultrapassagem e instabilidade se definido muito alto.
Controle integral
O termo integral acumula o erro ao longo do tempo. Resume todos os erros anteriores e multiplica a soma por um ganho integral (KI). A ação integral ajuda a eliminar erros constantes - declarar que o controlador proporcional pode não ser capaz de corrigir. No entanto, se o ganho integral for muito alto, poderá fazer com que o sistema se torne instável e oscila.
Controle derivado
O termo derivado calcula a taxa de alteração do erro. Ele multiplica a derivada do erro em relação ao tempo por um ganho derivado (KD). A ação derivada ajuda a prever erros futuros e fornece uma ação corretiva com antecedência. Pode reduzir a overshoot e melhorar a estabilidade do sistema, especialmente em sistemas com alta inércia.
Função do controle PID em um VFD
Controle de velocidade
Uma das funções primárias do controle PID em um VFD é o controle de velocidade. Em muitas aplicações industriais, a manutenção de uma velocidade do motor constante é crucial. Por exemplo, nos sistemas transportadores, uma velocidade constante garante um fluxo suave de materiais. O VFD com controle PID pode monitorar continuamente a velocidade do motor (variável de processo) e compará -lo com a velocidade desejada (ponto de ajuste). Se houver uma diferença entre os dois, o controlador PID ajustará a frequência e a tensão fornecidas ao motor para trazer a velocidade de volta ao ponto de ajuste.
Suponha que tenhamos um sistema de transportadores em que a velocidade do ponto de ajuste seja de 1000 rpm. Devido a alterações na carga, a velocidade real pode cair para 950 rpm. O controlador PID no VFD detectará esse erro e aumentará a frequência e a tensão fornecidas ao motor para aumentar a velocidade de volta para 1000 rpm.
Controle de pressão
Em aplicações como bombas e compressores, o controle de pressão é essencial. Um VFD com controle PID pode ser usado para manter uma pressão constante em um sistema. Por exemplo, em um sistema de abastecimento de água, o controlador PID pode monitorar a pressão da água (variável de processo) e ajustar a velocidade do motor da bomba de acordo. Se a pressão cair abaixo do ponto de ajuste, o controlador aumentará a velocidade do motor para aumentar a pressão e, se a pressão estiver muito alta, reduzirá a velocidade do motor.
Digamos que a pressão do ponto de ajuste em um sistema de abastecimento de água seja de 50 psi. Se a pressão real cair para 45 psi, o controlador PID no VFD aumentará a velocidade do motor da bomba para aumentar a pressão de volta para 50 psi.
Controle de temperatura
Em alguns processos industriais, o controle de temperatura é crítico. Um VFD pode ser usado em conjunto com um sistema de aquecimento ou resfriamento para manter uma temperatura constante. O controlador PID monitorará a temperatura (variável de processo) e ajustará a velocidade do ventilador ou o motor do compressor para manter a temperatura no ponto de ajuste.
Por exemplo, em uma planta de processamento de alimentos, a temperatura do ponto de ajuste para uma sala de armazenamento é de 5 ° C. Se a temperatura real subir para 7 ° C, o controlador PID no VFD aumentará a velocidade do compressor de resfriamento para diminuir a temperatura de volta a 5 ° C.
Vantagens de usar o controle PID em um VFD
Controle de processo aprimorado
O controle PID permite um controle preciso e preciso da variável de processo. Ele pode responder rapidamente às mudanças na carga ou em outros distúrbios e manter o ponto de ajuste desejado. Isso leva a uma melhor qualidade e consistência do produto nos processos industriais.
Economia de energia
Ao ajustar a velocidade do motor de acordo com os requisitos reais do processo, um VFD com controle PID pode economizar uma quantidade significativa de energia. Por exemplo, em um sistema de bomba, em vez de executar a bomba a toda velocidade o tempo todo, o controlador PID pode reduzir a velocidade quando a demanda por água estiver baixa, resultando em economia de energia.
Desgaste reduzido
Como o controlador PID pode manter uma condição de operação estável, ele reduz a tensão mecânica no motor e no equipamento conectado. Isso leva a menos desgaste, vida útil mais longa e custos de manutenção mais baixos.
Nossos produtos VFD com controle PID
Em nossa empresa, oferecemos uma ampla gama de VFDs com funcionalidade avançada de controle de PID. NossoControlador de acionamento de frequênciafoi projetado para fornecer controle preciso em várias aplicações. Possui configurações amigáveis de usuário que permitem fácil ajuste dos parâmetros PID.
Nós também temosVFD monofásico para 3 faseProdutos adequados para aplicações em que está disponível uma fonte de alimentação única, mas é necessário um motor de três fases. Esses VFDs vêm com controle PID para garantir uma operação estável e eficiente.
Para aplicações maiores, nosso18.5kW VFDé uma ótima escolha. Ele pode lidar com motores de potência alta e fornece um excelente controle PID para velocidade, pressão ou regulação da temperatura.
Conclusão
O controle do PID é uma função vital em um VFD que oferece inúmeros benefícios em termos de controle de processos, economia de energia e longevidade do equipamento. Se você precisa controlar a velocidade de um motor, manter uma pressão constante ou regular a temperatura, um VFD com controle PID pode fornecer a solução.
Se você estiver interessado em nossos produtos VFD com controle PID ou tiver alguma dúvida sobre como eles podem ser usados em seu aplicativo, gostaríamos de ouvir de você. Entre em contato conosco para iniciar uma discussão sobre seus requisitos específicos e explorar como nossos produtos podem atender às suas necessidades.
Referências
- Ogata, Katsuhiko. "Engenharia de controle moderno". Prentice Hall, 2010.
- Dorf, Richard C. e Robert H. Bishop. "Sistemas de controle modernos". Pearson, 2017.