En tant que fournisseur VFD (variable de fréquence), on me pose souvent des questions sur les différentes fonctions et composants de nos produits. L'un des aspects les plus cruciaux qui joue un rôle important dans les performances d'un VFD est le contrôle PID (proportionnel - intégral - dérivé). Dans cet article de blog, je vais me plonger dans la fonction du contrôle PID dans un VFD et expliquer pourquoi c'est si important.
Comprendre les bases de VFD
Avant de sauter dans les détails du contrôle du PID, comprenons brièvement ce qu'est un VFD. Un VFD est un dispositif électronique qui contrôle la vitesse d'un moteur AC en faisant varier la fréquence et la tension fournies au moteur. Il offre plusieurs avantages tels que les économies d'énergie, l'amélioration du contrôle des processus et une contrainte mécanique réduite sur le moteur et l'équipement connecté.
Qu'est-ce que le contrôle PID?
Le contrôle PID est un algorithme de contrôle largement utilisé dans l'automatisation industrielle. Il utilise trois modes de contrôle de base - proportionnels, intégraux et dérivés - pour calculer une valeur d'erreur entre un point de consigne (la valeur souhaitée) et une variable de processus (la valeur réelle). Le contrôleur ajuste ensuite la sortie pour minimiser cette erreur.
Contrôle proportionnel
Le terme proportionnel dans le contrôle PID calcule l'erreur entre le point de consigne et la variable de processus et la multiplie par un gain proportionnel (kp). La sortie du contrôleur proportionnel est directement proportionnelle à l'erreur. Une valeur KP plus élevée entraînera une correction plus importante pour une erreur donnée, mais elle peut également entraîner un dépassement et une instabilité si elle est trop élevée.
Contrôle intégral
Le terme intégral accumule l'erreur au fil du temps. Il résume toutes les erreurs passées et multiplie la somme par un gain intégral (Ki). L'action intégrale aide à éliminer les erreurs d'état stables que le contrôleur proportionnel peut ne pas être en mesure de corriger. Cependant, si le gain intégral est réglé trop élevé, il peut rendre le système instable et osciller.
Contrôle dérivé
Le terme dérivé calcule le taux de variation de l'erreur. Il multiplie le dérivé de l'erreur par rapport au temps par un gain dérivé (KD). L'action dérivée aide à prédire les erreurs futures et fournit une action corrective à l'avance. Il peut réduire le dépassement et améliorer la stabilité du système, en particulier dans les systèmes à forte inertie.
Fonction du contrôle PID dans un VFD
Contrôle de vitesse
L'une des fonctions principales du contrôle du PID dans un VFD est le contrôle de la vitesse. Dans de nombreuses applications industrielles, le maintien d'une vitesse de moteur constante est crucial. Par exemple, dans les systèmes de convoyeurs, une vitesse constante assure un flux lisse de matériaux. Le VFD avec contrôle PID peut surveiller en continu la vitesse du moteur (variable de processus) et la comparer avec la vitesse souhaitée (consigne). S'il y a une différence entre les deux, le contrôleur PID ajustera la fréquence et la tension fournies au moteur pour ramener la vitesse au point de consigne.
Supposons que nous ayons un système de convoyeur où la vitesse de point de consigne est de 1000 tr / min. En raison des modifications de la charge, la vitesse réelle peut chuter à 950 tr / min. Le contrôleur PID dans le VFD détectera cette erreur et augmentera la fréquence et la tension fournies au moteur pour augmenter la vitesse à 1000 tr / min.
Contrôle de pression
Dans des applications telles que les pompes et les compresseurs, le contrôle de la pression est essentiel. Un VFD avec commande de PID peut être utilisé pour maintenir une pression constante dans un système. Par exemple, dans un système d'alimentation en eau, le contrôleur PID peut surveiller la pression de l'eau (variable de processus) et ajuster la vitesse du moteur de pompe en conséquence. Si la pression baisse sous le point de consigne, le contrôleur augmentera la vitesse du moteur pour augmenter la pression, et si la pression est trop élevée, elle réduira la vitesse du moteur.
Disons que la pression de point de consigne dans un système d'alimentation en eau est de 50 psi. Si la pression réelle chute à 45 psi, le contrôleur PID dans le VFD augmentera la vitesse du moteur de pompe pour remonter la pression à 50 psi.
Contrôle de la température
Dans certains processus industriels, le contrôle de la température est essentiel. Un VFD peut être utilisé en conjonction avec un système de chauffage ou de refroidissement pour maintenir une température constante. Le contrôleur PID surveillera la température (variable de processus) et ajustera la vitesse du ventilateur ou du moteur du compresseur pour maintenir la température au point de consigne.
Par exemple, dans une usine de transformation des aliments, la température du point de consigne pour une salle de stockage est de 5 ° C. Si la température réelle monte à 7 ° C, le contrôleur PID dans le VFD augmentera la vitesse du compresseur de refroidissement pour abaisser la température à 5 ° C.
Avantages de l'utilisation du contrôle PID dans un VFD
Amélioration du contrôle des processus
Le contrôle PID permet un contrôle précis et précis de la variable de processus. Il peut rapidement répondre aux modifications de la charge ou d'autres perturbations et maintenir le point de consigne souhaité. Cela conduit à une meilleure qualité et cohérence des produits dans les processus industriels.
Économies d'énergie
En ajustant la vitesse du moteur en fonction des exigences réelles du processus, un VFD avec contrôle PID peut économiser une quantité importante d'énergie. Par exemple, dans un système de pompe, au lieu d'exécuter la pompe à pleine vitesse tout le temps, le contrôleur PID peut réduire la vitesse lorsque la demande d'eau est faible, entraînant des économies d'énergie.
Usure réduite
Étant donné que le contrôleur PID peut maintenir une condition de fonctionnement stable, il réduit la contrainte mécanique sur le moteur et l'équipement connecté. Cela conduit à moins d'usure, à une durée de vie de l'équipement plus longue et à des coûts d'entretien réduits.
Nos produits VFD avec contrôle PID
Dans notre entreprise, nous proposons une large gamme de VFD avec des fonctionnalités avancées de contrôle des PID. NotreContrôleur d'entraînement de fréquenceest conçu pour fournir un contrôle précis dans diverses applications. Il a des paramètres conviviaux pour l'utilisateur qui permettent un réglage facile des paramètres PID.
Nous avons aussiVFD monophasé à 3 phasesLes produits qui conviennent aux applications où une alimentation en une seule phase est disponible, mais un moteur à trois phases est requis. Ces VFD sont livrés avec un contrôle PID pour assurer un fonctionnement stable et efficace.
Pour des applications plus grandes, notre18,5 kW VFDest un excellent choix. Il peut gérer les moteurs à puissance élevés et fournit un excellent contrôle de la PID pour la vitesse, la pression ou la régulation de la température.
Conclusion
Le contrôle du PID est une fonction vitale dans un VFD qui offre de nombreux avantages en termes de contrôle des processus, d'économies d'énergie et de longévité de l'équipement. Que vous ayez besoin de contrôler la vitesse d'un moteur, de maintenir une pression constante ou de réguler la température, un VFD avec contrôle de PID peut fournir la solution.
Si vous êtes intéressé par nos produits VFD avec PID Control ou si vous avez des questions sur la façon dont ils peuvent être utilisés dans votre application, nous serions ravis de vous entendre. Contactez-nous pour commencer une discussion sur vos exigences spécifiques et explorez comment nos produits peuvent répondre à vos besoins.
Références
- Ogata, Katsuhiko. "Ingénierie du contrôle moderne." Prentice Hall, 2010.
- Dorf, Richard C. et Robert H. Bishop. "Systèmes de contrôle modernes." Pearson, 2017.