|
 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 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.
Преимущества применения частотного преобразователя:
- Высокая точность регулирования частоты вращения электродвигателя
- Экономия электроэнергии в случае переменной нагрузки (то есть работы электродвигателя
с неполной нагрузкой).
- Полная защита двигателя – от перегрузки, перегрева, коротких замыканий,
проблем с питанием (слипания, чередования, пропадания фаз).
- Равный максимальному пусковой момент.
- Возможность удалённой диагностики ПЧ и двигателя по промышленной сети.
- Повышение ресурса, как самого электродвигателя, так и оборудования присоединенного
к нему вследствие плавного разгона и торможения ротора (нет рывков, при насосном
применении отсутствуют гидравлические удары в трубопроводах)
- Уменьшение гидравлического сопротивления трубопровода из-за отсутствия регулирующего
клапана
- ПЧ как правило содержит в себе ПИД-регулятор и может подключаться напрямую
к датчику регулируемой величины (например, давления).
- Отсутствие пусковых токов
- Управляемое торможение и автоматический перезапуск при пропадании сетевого
напряжения
- Подхват вращающегося электродвигателя
- Стабилизация скорости вращения при изменении нагрузки
- Дополнительная экономия электроэнергии от оптимизации возбуждения эл. двигателя
Недостатки применения преобразователей частоты
- Большинство моделей ПЧ являются источником помех
- Сравнительно высокая стоимость ПЧ
Если после прочтения данной статьи, у Вас остались вопросы по
выбору частотного преобразователя, смело звоните в электротехническую компанию «Регион-Автоматика»!
Наши квалифицированные специалисты с удовольствием ответят на
все вопросы и помогут подобрать преобразователь частоты.
Регион-Автоматика осуществляет поставки
частотных преобразователей
отечественных и зарубежных производителей.
Необходимо отметить, что Регион-Автоматика является официальным
представителем компании «Веспер автоматика»
по поставкам частотных преобразователей и другого электрооборудования в Приволжском
Федеральном округе.
Кроме того, компания Регион-Автоматика осуществляет модернизацию
электрооборудования путем перевода его схем управления с релейно-контактных на схемы
с использованием программируемых преобразователей частоты, производит электрощитовое
оборудование, станции управления насосами, двигателями с частотными преобразователями.
Посмотреть
каталог частотных преобразователей
Эффективность использования
частотных преобразователей
Сделать ЗАКАЗ |
