Table of contents: startup[/b]-and-ramp-up-of-an-esp-with-a-pmm-t693]Startup and ramp-up of an ESP with a PMM
On start, the VSD first outputs synchronization voltage at 6 Hz for the setpoint time. In that interval the rotor turns in synchronous mode, i.e. at 3 Hz (two pole pairs).
Once the rotor is turning, its magnetic field cuts the stator winding and induces back-EMF. Rotor position is read from that back-EMF with the rotor-position sensor (RPS board). When rotor position is stable and clearly resolved, the drive switches from synchronous mode to PMM (brushless) mode. VSD for ESP systems output voltage stays the same and equal to synchronization voltage, while shaft speed settles at a value you do not know in advance (about 12-20 Hz). That speed depends on shaft load, the SUT tap, cable losses, and similar factors.
In other words, shaft speed settles where the actual synchronization voltage at the motor winding and the actual shaft torque give the optimum rotor lag behind the stator field. Synchronization voltage is picked for the start: a hard start, and a long cable, need a higher value (not above 50 V; see the Startup and unstick procedure for an ESP with a PMM) in the ESP VSD protection types menu, under the VFD settings item.
When synchronization time expires, the drive accels on to the set frequency (up to 200 Hz from the VSD).
While running, the VSD continuously tracks rotor position versus the rotating stator field and trims stator voltage so speed holds the setpoint.
Example: if the pump starts to stick, the ESP-motor rotor lags a little. At first the VSD output frequency drops (to keep a constant lag angle), then output voltage is raised automatically until rotor speed matches the setpoint.
On lost flow, shaft torque drops. Rotor lag behind the stator field shrinks (the PMM is no longer at the optimum angle). The sensorless rotor-position estimator sees that immediately, and the VSD lowers output voltage until the optimum lag is restored.
On underload and on reverse rotation, ESP-motor running current drops a lot (almost by half versus the running value). That can be one check of rotation direction, and of underload on lost flow (if the ESP itself is healthy).
Original topic (RU)
Перейти к оглавлению: Инструкция по запуску и ВНР УЭЦН с вентильным двигателем
Первоначально при запуске вентильного электродвигателя со станции управления выходит напряжение синхронизации частотой 6 Гц в течение заданного уставкой времени. В этот момент ротор начинает вращаться в синхронном режиме, т.е. с частотой 3 Гц (так как имеем 2 пары полюсов).
Далее, как только ротор начал вращаться, его магнитное поле пересекает обмотку статора и наводит в ней противо-ЭДС, по параметрам которой определяется положение ротора при помощи датчика положения ротора (плата ДПР). При условии, что положение ротора стабильно и чётко определяется, происходит смена режима работы с синхронного на вентильный. При этом напряжение на выходе СУ остаётся неизменным и равно напряжению синхронизации, а частота вращения вала устанавливается на некотором заранее не известном значении (примерно 12-20 Гц), и будет варьироваться в зависимости от нагрузки на валу, напряжения отпайки ТМПН, потерь в кабельной линии и т.п.
Другими словами, частота вращения вала установится на таком значении, при котором за счёт фактического напряжения синхронизации на обмотке двигателя при фактическом моменте на валу будет обеспечиваться оптимальный угол отставания ротора от магнитного поля статора. Напряжение синхронизации выбирается исходя из условий пуска, т.е. при тяжёлом запуске, а так же большой длине кабельной линии данное напряжение нужно увеличить (не выше 50В! смотри методику запуска и расклинки) в меню уставок СУ в подпункте «Настройки ПЧ» для обеспечения запуска.
По истечении времени синхронизации происходит дальнейший разгон до установленной частоты (максимум до 200 Гц со станции управления).
При работе СУ постоянно отслеживает положение ротора относительно вращающегося магнитного поля статора и производит корректировку частоты вращения путём изменения подаваемого на статор напряжения, таким образом частота вращения стремится к постоянному значению в соответствии с заданной частотой.
Например, при подклинивании насоса ротор ПЭД начинает немного отставать, что в начальный момент приводит к снижению выходной частоты со станции управления (для поддержания постоянного угла отставания ротора от магнитного поля статора), а затем происходит автоматическое повышение выходного напряжения до такого значения, при которой частота вращения ротора сравняется с заданной.
При срыве насосом подачи происходит снижение момента на валу, при этом угол отставания ротора от магнитного поля статора уменьшится (не оптимальная работа вентильного двигателя), что мгновенно определяется неявным датчиком положения ротора и снижению станцией управления выходного напряжения до восстановления оптимального угла отставания ротора.
При недогрузе и обратном вращении существенно снижаются рабочие токи ПЭД (почти в 2 раза от рабочего значения), что может являться одним из критериев определения правильности направления вращения, а так же недогруза при срыве подачи (при условии, что УЭЦН исправен).
Первоначально при запуске вентильного электродвигателя со станции управления выходит напряжение синхронизации частотой 6 Гц в течение заданного уставкой времени. В этот момент ротор начинает вращаться в синхронном режиме, т.е. с частотой 3 Гц (так как имеем 2 пары полюсов).
Далее, как только ротор начал вращаться, его магнитное поле пересекает обмотку статора и наводит в ней противо-ЭДС, по параметрам которой определяется положение ротора при помощи датчика положения ротора (плата ДПР). При условии, что положение ротора стабильно и чётко определяется, происходит смена режима работы с синхронного на вентильный. При этом напряжение на выходе СУ остаётся неизменным и равно напряжению синхронизации, а частота вращения вала устанавливается на некотором заранее не известном значении (примерно 12-20 Гц), и будет варьироваться в зависимости от нагрузки на валу, напряжения отпайки ТМПН, потерь в кабельной линии и т.п.
Другими словами, частота вращения вала установится на таком значении, при котором за счёт фактического напряжения синхронизации на обмотке двигателя при фактическом моменте на валу будет обеспечиваться оптимальный угол отставания ротора от магнитного поля статора. Напряжение синхронизации выбирается исходя из условий пуска, т.е. при тяжёлом запуске, а так же большой длине кабельной линии данное напряжение нужно увеличить (не выше 50В! смотри методику запуска и расклинки) в меню уставок СУ в подпункте «Настройки ПЧ» для обеспечения запуска.
По истечении времени синхронизации происходит дальнейший разгон до установленной частоты (максимум до 200 Гц со станции управления).
При работе СУ постоянно отслеживает положение ротора относительно вращающегося магнитного поля статора и производит корректировку частоты вращения путём изменения подаваемого на статор напряжения, таким образом частота вращения стремится к постоянному значению в соответствии с заданной частотой.
Например, при подклинивании насоса ротор ПЭД начинает немного отставать, что в начальный момент приводит к снижению выходной частоты со станции управления (для поддержания постоянного угла отставания ротора от магнитного поля статора), а затем происходит автоматическое повышение выходного напряжения до такого значения, при которой частота вращения ротора сравняется с заданной.
При срыве насосом подачи происходит снижение момента на валу, при этом угол отставания ротора от магнитного поля статора уменьшится (не оптимальная работа вентильного двигателя), что мгновенно определяется неявным датчиком положения ротора и снижению станцией управления выходного напряжения до восстановления оптимального угла отставания ротора.
При недогрузе и обратном вращении существенно снижаются рабочие токи ПЭД (почти в 2 раза от рабочего значения), что может являться одним из критериев определения правильности направления вращения, а так же недогруза при срыве подачи (при условии, что УЭЦН исправен).