Как выбрать частотный преобразователь

Одним из важных направлений снижения энергопотребления является внедрение энергосберегающего оборудования, к которому в первую очередь относится частотно-регулируемый электропривод (ЧРП) - асинхронный электродвигатель, управляемый от преобразователя частоты.

В данной статье отражены рекомендации, как выбрать преобразователь частоты, как подобрать частотный преобразователь, чтобы он отвечал всем Вашим потребностям, каков экономический эффект от внедрения частотного преобразователя.

Для начала ответим на вопрос, Что такое преобразователь частоты и Зачем нужен частотный преобразователь?

Успешное внедрение частотных преобразователей http://chastotnik.com.ua для решения различных технологических задач, объясняется в первую очередь обширным распространением асинхронных электродвигателей (до 90% рынка) отличающихся простотой конструкции, высокой надежностью, дешевизной, легкостью подключения и т.д.

Но данным электродвигателям также присущи и некоторые недостатки, снижающие их область применения или делающих их менее эффективными. К ним можно отнести – невозможность плавного регулирования частоты вращения ротора и как следствие неэкономичное применение при определенных задачах, существенные пусковые токи и т.д.

Для устранения вышеописанных недостатков асинхронных электродвигателей и были разработаны частотно регулируемые электропривода.

Частотно-регулируемый привод (частотно-управляемый привод) — система управления частотой вращения ротора асинхронного (или синхронного) электродвигателя. Состоит собственно из электродвигателя и преобразователя частоты (ПЧ).

Частотно-регулируемый электропривод (ЧРП) — это электронное устройство обеспечивающие питание и защиту электродвигателя, и состоящее из выпрямителя (моста постоянного тока), инвертора (преобразователя) и схемы управления.

В преобразователях частоты используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе, фильтруется фильтром, сглаживается, а затем вновь преобразуется инвертором в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды.

Мощные выходные транзисторы обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Для исключения перегрузки преобразователя при большой длине фидера между преобразователем и фидером ставят дроссели, а для уменьшения электромагнитных помех — EMC-фильтр.
Выбор преобразователя частоты

При выборе модели преобразователя частоты следует исходить из конкретной задачи, которую должен решать электропривод, типа и мощности подключаемого электродвигателя, точности и диапазона регулирования скорости и т.д. Так же можно учитывать конструктивные особенности преобразователя, такие как размеры, необходимая степень защиты (IP), возможность выноса пульта управления и др.

Типы преобразователей частоты
ПЧ классифицируются по следующим критериям:

    Количество фаз на входе – возможны однофазные и трехфазные варианты
    Исполнение по номинальному напряжению – существуют общепромышленные ПЧ для сетей до 500В, а также высоковольтные на U до 6000В
    Исполнение по степени защиты IP
    Типу управления - векторное или скалярное
    Области применения – существуют общепромышленные, лифтовые, для нососно-вентиляторной нагрузки

Мощность преобразователя частоты. Мощность электропривода является, пожалуй, одним из основных его параметров. В зависимости от номинальной мощности двигателя выбирается частотный преобразователь. Рекомендуется выбирать по максимальному значению тока потребляемого двигателем от частотного преобразователя с учетом перегрузочной способности ПЧ. Если требуется большой пусковой момент или короткое время разгона/замедления, выбирается преобразователь на ступень выше стандартного.

При выборе преобразователя для работы со специальными двигателями (двигатели с тормозами, погружные двигатели, с втяжным ротором, синхронные двигатели, высокоскоростные и т.д.) следует руководствоваться, прежде всего, номинальным током преобразователя, который должен быть больше номинального тока двигателя, а также особенностями настройки параметров преобразователя.

Диапазон регулирования. Если скорость не будет падать ниже 20% от номинальной, то подойдет практически любой ПЧ, но если нужно снижать скорость и далее, обеспечивая при этом номинальный момент на валу, нужно убедиться в способности частотного преобразователя обеспечить работу электродвигателя на частотах, близких к нулю. Кроме того, с диапазоном регулирования скорости связан еще один вопрос, который требует решения, – охлаждение электродвигателя. Обычно асинхронный двигатель (с самовентиляцией) охлаждается вентилятором, закрепленным на его валу, поэтому при снижении скорости эффективность охлаждения резко падает. Некоторые ПЧ снабжены функцией контроля теплового режима с помощью обратной связи через датчик температуры установленного на самом электродвигателе. Существуют и другие варианты решения данного вопроса, но уже без использования ПЧ

Способы управления заданием. Некоторые механизмы должны управляться от задания, плавно изменяя обороты электродвигателя с вращением ручки потенциометра, а в некоторых случаях требуется работа на фиксированных скоростях. Причем, и в том и другом случае может быть возможным управление, как с самой панели ПЧ, так и по аналоговым входам с помощью кнопок, переключателей и потенциометров. При реализации последнего варианта необходимо убедиться в достаточном количестве требуемых входов. В случае использования внешнего управляющего устройства (контроллера, логического реле и т.д.), необходимо убедиться в согласовании по техническим параметрам. Обычно это токовые или вольтовый сигналы с диапазонами 0…20мА, 4…20мА и 0…10В соответственно. Если управление частотного преобразователя происходит по сети, то необходимо наличие соответствующих интерфейса с протоколом передачи данных. Управление двигателем может проходить автоматически, для этого необходимо наличие ПИД-регулятора и возможность организовать обратную связь от датчика контролируемого параметра.