Назначение и принцип работы преобразователя частоты для асинхронных двигателей

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

Устройство частотных преобразователей

Преобразователь частоты – устройство на базе силовых полупроводниковых транзисторов или тиристоров. Наибольшее распространение получила инверторная схема с ШИМ-модулятором. Преобразователь частоты такого типа состоит:

• Из выпрямителя. Блок предназначен для преобразования переменного напряжения сети в постоянное.
• Из конденсаторного фильтра. Элемент предназначен для сглаживания пульсаций постоянного напряжения.
• Из инвертора. В этом блоке постоянное напряжение преобразуется в переменное.
• Из ШИМ-модулятора. Элемент генерирует импульсы, открывающие и запирающие ключи инвертора. При помощи ШИМ-модулятора регулируется частота выходного напряжения.
• Из схемы управления с контроллером. Блок предназначен для задания режима работы привода. Схема реализует различные алгоритмы управления, обеспечивает связь с датчиками, выполняет другие функции.

Такая схема позволяет получать переменное напряжение заданной частоты на выходе.

Для электроприводов с повторно-кратковременными режимами работы применяют другую схему регулирования. Такой преобразователь частоты построен на базе управляемого выпрямителя и инвертора. Устройство выполнено на базе силовых тиристоров. Главное достоинство таких преобразователей – возможность рекуперации электроэнергии в сеть при торможении электродвигателя.

К недостаткам относится несинусоидальная форма напряжения, выдаваемого на нагрузку. Для снижения негативного влияния помех в выходную цепь включают индуктивный фильтр.

Самостоятельная сборка

Несмотря на то, что покупка надежного и долговечного частотного преобразователя является приоритетным вариантом, такой прибор можно собрать своими руками. Во всемирной сети выложена не одна схема и инструкция, как это сделать. В действительности, сборка своими руками может стать отличной альтернативой в ситуации, когда преобразователь нужен для небольшого бытового устройства. Самодельное устройство справится со своими задачами не хуже покупного, а будет стоить значительно дешевле. Но попытки создания подходящего преобразователя для работы мощных асинхронных двигателей лучше оставить – здесь, как ни старайся, превзойти профессиональные приборы по эффективности и качеству не получится.

Итак, давайте подробно рассмотрим, как собрать частотный преобразователь для асинхронного двигателя своими руками

Обратите внимание, что параметры домашней однофазной электросети позволяют использовать в данном случае двигатель с мощностью не больше 1 кВт

1. 1. Для работы двигателя нам необходима схема подключения обмоток «треугольник». Для этого нужно выводы обмоток соединить между собой последовательно, соблюдая принцип «вывод одной обмотки к вводу другой».

1. Для того чтобы сконструировать преобразователь своими руками нам необходимы следующие компоненты:
   • любой микроконтроллер аналогичный AT90PWM3B;
   • драйвер трехфазного моста (аналог IR2135);
   • 6 транзисторов IRG4BC30W;
   • 6 кнопок;
   • индикатор.
2. В конструкцию создаваемого нами прибора входят две платы, на одной из которых располагаются драйвер, блок питания, входные клеммы и транзисторы, а на второй – индикатор и микроконтроллер. Для соединения плат между собой воспользуемся гибким шлейфом.
3. Для сборки частотного преобразователя необходимо использовать импульсный блок питания. Можно воспользоваться готовым устройством, или собрать его самостоятельно (не будем описывать данный процесс – это тема для отдельной статьи).
4. Для контроля за работой двигателя необходимо подвести внешний управляющий ток, однако мы можем воспользоваться микросхемой IL300 с линейной развязкой.
   Изображение
5. Транзисторы и диодный мост устанавливаются на общем радиаторе.
6. Для дублирования управляющих кнопок используются оптроны ОС2-4.
7. Установка трансформатора на однофазный преобразователь частот для двигателя небольшой мощности не является обязательным шагом. Можно обойтись токовым шунтом с сечением проводов 0,5 мм, и к нему подключить усилитель DA-1 (кстати, он же будет служить для измерения напряжения).
8. В нашем случае мы собираем своими руками преобразователь для асинхронного двигателя мощность в 400 Вт, поэтому не станем устанавливать термодатчик – схема и без него достаточно сложна.
9. По окончанию сборки необходимо изолировать кнопки с помощью пластмассовых толкателей. Управление кнопками осуществляется с помощью опторазвязки.

Обратите внимание, что при использовании длинных проводов, на них необходимо надеть помехоподавляющие кольца

Он позволяет регулировать вращение двигателя в диапазоне частоты 1:40.

Как выбрать

Выбор частотного преобразователя делается на стадии проектирования привода или модернизации промышленного оборудования. При этом учитывают:

• Электромагнитную совместимость. Электропривод не должен отрицательно влиять на работу другого оборудования. Класс электромагнитной совместимости должен соответствовать параметрам промышленных установок и условиям эксплуатации. Для снижения помех используют экранируемые кабели, входные и выходные фильтры гармоник.
• Интервал регулирования скорости и момента на валу. Характеристики преобразователя частоты должны соответствовать требованиям технологического оборудования. Способ управления также должен отвечать условиям работы установок. Различают векторный и скалярный метод. Последний позволяет осуществлять точное регулирование с обратной связью по изменению технологических параметров. Скалярные ПЧ дешевле, их применяют в приводе вентиляторов, воздушных компрессоров. К одному преобразователю частоты такого типа можно подключать несколько двигателей.
• Мощности. Эта характеристика должна превышать номинальную мощность электродвигателя на 15-20%. При выборе также рассчитывают перезагрузочную способность. Эта характеристика определяется отношением пикового значения момента к номинальному моменту двигателя. Для электропривода с тяжелыми условиями пуска, динамической нагрузкой близкой к критической выбирают преобразователь частоты с высокой перезагрузочной способностью.

При выборе также учитывают наличие пульта дистанционного управления, количество входов и выходов для датчиков, другие характеристики, предполагаемый экономический эффект. Преобразователи частоты значительно экономят электроэнергию, продлевают срок эксплуатации двигателя, расширяют функциональные возможности промышленного оборудования.

Что такое частотный преобразователь

Основной функцией частотных преобразователей является плавная регулировка скорости вращения асинхронных двигателей. С этой целью на выходе устройства создается трехфазное напряжение с переменной частотой.

Преобразователи частоты нередко называются инверторами. Их основной принцип действия заключается в выпрямлении переменного напряжения промышленной сети. Для этого применяются выпрямительные диоды, объединенные в общий блок. Фильтрация тока осуществляется конденсаторами с высокой емкостью, которые снижают до минимума пульсации поступающего напряжения. В этом и заключается ответ на вопрос для чего нужен частотный преобразователь.

В некоторых случаях в схему может быть включена так называемая цепь слива энергии, состоящая из транзистора и резистора с большой мощностью рассеивания. Данная схема применяется в режиме торможения, чтобы погасить напряжение, генерируемое электродвигателем. Таким образом, предотвращается перезарядка конденсаторов и преждевременный выход их из строя. В результате использования частотников, асинхронные двигатели успешно заменяют электроприводы постоянного тока, имеющие серьезные недостатки. Несмотря на простоту регулировки, они считаются ненадежными и дорогими в эксплуатации. В процессе работы постоянно искрят щетки, а электроэрозия приводит к износу коллектора. Двигатели постоянного тока совершенно не подходят для взрывоопасной и запыленной среды.

В отличие от них, асинхронные двигатели значительно проще по своему устройству и надежнее, благодаря отсутствию подвижных контактов. Они более компактные и дешевые в эксплуатации. К основному недостатку можно отнести сложную регулировку скорости вращения традиционными способами. Для этого было необходимо изменять питающее напряжение и вводить дополнительные сопротивления в цепь обмоток. Кроме того, применялись и другие способы, которые на практике оказывались неэкономичными и не обеспечивали качественной регулировки скорости. Но, после того как появился преобразователь частоты для асинхронного двигателя, позволяющий плавно регулировать скорость в широком диапазоне, все проблемы разрешились. Одновременно с частотой изменяется и подводимое напряжение, что позволяет увеличить КПД и коэффициент мощности электродвигателя. Все это позволяет получить высокие энергетические показатели асинхронных двигателей, продлить срок их эксплуатации.

В каких случаях можно обойтись без частотника?

В промышленных условиях без него обойтись очень сложно. Например, конвейеры сборочного цеха без него не будут работать. Если их включить на номинальных оборотах — линия сломается, там необходимо регулирование скорости.

Та же история с распиливанием разных пород древесины на пилораме. Нужно подбирать скорость вращения фрезы по твердости древесины, ее качеству, толщине бруса и прочим факторам.

Частотник вряд ли будет стоить дороже обслуживающего оборудования, а увеличит срок его эксплуатации в несколько раз. Почему бы и не поставить?!

В бытовых условиях частотный преобразователь не такая острая необходимость, как в промышленности. Тем не менее есть случаи, когда без него не обойтись. Например, если у Вас стоит погружной насос за 1000$, то частотный преобразователь за 250$ будет как раз хорошим дополнением к нему. Он увеличит срок эксплуатации с 5 до 10 лет, а также сэкономит, как минимум 20-30% электричества.

Если у Вас стоит более бюджетный насос, который не жалко выкинуть через 5-7 лет поставьте лучше устройство плавного пуска. УПП дешевле и тоже уберет пусковые токи. Благодаря плавным пускам, оно увеличит срок эксплуатации насоса на 3-4 года.

Если водоснабжения с гидроаккумулятором в принципе нет особого смысла ставить частотный преобразователь. Но, это как раз тот случай, когда он может быть дешевле, чем УПП и гидроаккумулятор вместе взятые (зависит от объема и производителя). Тем не менее он эффективнее выполняет свою функцию и занимает меньше места.

Как увеличить срок эксплуатации частотного преобразователя?

Частотный преобразователь — сложный механизм и требует систематических проверок. Частота обслуживания зависит от рекомендаций производителя и уровня ответственности сферы, где он применяется. Например, в дренажных насосах на шахтах или системах водоснабжения плановые проверки делаются чаще, чем на производственных станках.

В любом случае обслуживающий персонал должен делает плановую проверку. В нее входят стандартные меры:

• Извлечение протокола ошибок — помогает найти проблемы в сети или двигателе, а также подобрать более эффективный режим работы;
• Проверка калибровок и при необходимости перенастройка, как дополнительная мера;
• Тестирование реакции на стандартные нарушения в работе.

Кроме систематических осмотров, необходимо обслуживать преобразователь и в ходе эксплуатации:

1. Раз в месяц продувайте сжатым воздухом радиатор охлаждения, закрепленный в задней части корпуса, да и сам корпус. На радиаторе закреплен IGBT-ключ, отвечающей за управление асинхронным мотором. Если на нем будет скапливаться пыль, он начнет перегреваться, а так как состоит он из полупроводников (разрушаются от высоких температур), то рано или поздно выйдет из строя. Очистив его от пыли, Вы увеличите срок эксплуатации;
2. Чтобы не было перегрева, также регулярно проверяйте вентиляторы принудительного охлаждения. Если какой-то из них сломается, его легко заменить. На рынке продается много таких вентиляторов;
3. Кроме того, каждые 3-4 месяца проверяйте соединительные клеммы и кабель. Если соединение ослабевает, система выбьет ошибку при повторном запуске. Некоторые модели выбивают «ошибку по перегрузу». Чтобы этого не произошло, проверьте места соединения штекеров, разъемы, винты в креплениях.

Придерживаясь этих простых правил, Вы увеличите срок эксплуатации и уменьшите вероятность поломки.

Подключение и настройка преобразователя частоты

Исходя из того, что промышленный частотный преобразователь — сложное электронное устройство, его могут подключать только специалисты с допуском. Как правило, это персонал обслуживающей компании.

Исключением могут быть бытовые модели для маломощных электро моторов. Их часто ставят дома на фрезерных станках, точилках или насосах водоснабжения. Для их подключения не нужен допуск, а выставить нужную программу можно через лицевую панель.

Подключать преобразователь частоты к асинхронному электродвигателю нужно по одной из двух схем:

• «треугольник» — для сети 220-230В (одна фаза);
• «звездочка» — для 380-400В (три фазы).

Схема выбирается по сети питания преобразователя частоты. Если подключить неправильно — перегорят обмотки двигателя.

С промышленными преобразователями другая история. Перед подключением делается техническое задание и расчет эффективности. Этим занимается штатный инженер или подрядчик из сервиса производителя. По итогам техзадания менеджер подбирает модель с определенными характеристиками.

Далее сервисмен подключает компьютер и активирует нужную программу. Для большинства промышленных целей разработаны стандартные программы, занесенные в память еще на производстве. Если для асинхронного двигателя ставится специфическая задача с нестандартными условиями, тогда по заказу компании пишется новая программа, и делается прошивка.

Обслуживающий персонал подключает частотник к асинхронному двигателю. Он подключается к асинхронному мотору только напрямую: запрещено подключать через удлинители, сетевые фильтры, ставить между ним и мотором рубильники и выключатели.

Также важно, чтобы корпус был установлен вертикально. Для достаточного охлаждения при монтаже необходимо оставить 10 см свободного места сверху и снизу

Если подключить преобразователь через удлинитель — высока вероятность аварии:

1. В цепь подключится еще один потребитель и частотник неправильно отреагирует на изменение в потреблении. Он может, как отключить асинхронный мотор, так и подавать неправильные параметры тока;
2. Цепь разорвется из-за чего на дисплее высветится «ошибка», но ротор будет вращаться по инерции, что может спровоцировать серьезную аварию.

Но, даже если все подключить по инструкции, ошибки в работе могут также появляться из-за неправильно выставленного режима или ослабления контактных соединений.

На какие параметры обратить внимание

Сразу стоит отметить, что с помощью частотного преобразователя вы можете подключить асинхронный трёхфазный двигатель к однофазной сети без конденсаторов, соответственно и без потери мощности.

Чтобы понять, как правильно выбрать частотный преобразователь, давайте рассмотрим ряд основных параметров:

Мощность. Подбирают большую, чем полная мощность двигателя, который будет к нему подключен. Для двигателя на 2.5 кВт, если он работает с редкими незначительными перегрузками или в номинале, частотный преобразователь выбирают ближайший в сторону увеличения из модельного ряда, допустим на 3 кВт.
Количество питающих фаз и напряжение – однофазные и трёхфазные

К однофазным на вход подключается на 220В, а на выходе мы получаем 3 фазы с линейным напряжением 220В или на 380В (уточняйте какое выходное напряжение при покупке, это важно для правильного соединения обмоток двигателя). К мощным трёхфазным приборам подключается три фазы соответственно.
Тип управления – векторное и скалярное

Частотные преобразователи со скалярным управлением не обеспечивают точной регулировки в широких пределах, при слишком низких или слишком высоких частотах могут изменяться параметры двигателя (падает момент). Сам же момент поддерживается так называемой ВЧХ (функция U/f=const), где напряжение на выходе зависит от частоты. Для частотников с векторным управлением применяются цепи обратной связи, с их помощью поддерживается стабильность работы в широком диапазоне частот. А также, когда при постоянной частоте изменяется нагрузка на двигатель, такие преобразователи частоты более точно поддерживают момент на валу таким образом снижая реактивную мощность двигателя. На практике чаще встречаются частотные преобразователи со скалярным управлением, например, для насосов, вентиляторов, компрессоров и прочего. Однако при повышении частоты выше чем в сети (50 Гц) момент начинает снижаться, говоря простым языком – некуда повышать напряжение с увеличением оборотов. Модели с векторным управлением стоят дороже, их основная задача – поддержание высокого момента на валу, независимо от нагрузки, что может быть полезным для токарного или фрезерного станка, для поддержания стабильных оборотов шпинделя.
Диапазон регулирования. Этот параметр важен, когда вам нужно регулировать электропривод в широком диапазоне. Если вам, например, нужно подстраивать производительность насоса – регулировка будет происходить в пределах 10% от номинала.
Функциональным особенности. Например, для управления насосом будет хорошо, если в частотном преобразователе будет функция отслеживания режима «сухого хода».
Исполнение и влагозащищенность. Этот параметр определяет, где может быть установлен частотник. Чтобы сделать правильный выбор определитесь где вы его установите, если это будет сырое помещение – подвал, например, то лучше поместить прибор в щит с классом защиты IP55 или близкий к нему.
Способ торможения вала. Инерционное торможение происходит при простом отключении питания от двигателя. Для резкого разгона и торможения применяется рекуперативное или динамическое торможение, за счет обратного вращения электромагнитного поля в статоре, или быстрое понижение частоты с помощью преобразователя.
Способ отвода тепла. При работе полупроводниковые ключи выделяют достаточно большое количество тепла. В связи с этим их устанавливают на радиаторы для охлаждения. В мощных моделях используется активная система охлаждения (с помощью кулеров), что позволяет снизить габариты и вес радиаторов. Это нужно учесть еще до покупки, перед тем как вы решите выбрать ту или иную модель. Сперва определите где и как будет проведен монтаж. Если он будет установлен в шкафу, то следует учесть и то, что при малом объеме пространства вокруг прибора охлаждение будет затруднено.

Часто преобразователи частоты подбирают для глубинного насоса. Он нужен для регулирования производительности насоса и поддерживания постоянного давления, плавного пуска, контроля работы «на сухую» и экономии электроэнергии. Для этого есть специальные приборы, которые отличаются от частотников общего назначения.

Выбор мощности преобразователя частоты.

Преобразователи частоты Danfoss VLT не имеют особых требований к типу нагрузки, потому они могут быть использованы для резистивных, индуктивных, емкостных, выпрямительных и смешанных нагрузок. Технические параметры выбираемого оборудования должны быть основаны на стандартных номинальных условиях нагрузки, что позволит преобразователю частоты работать длительный период времени

Однако, принимая во внимание флуктуацию напряжения электросетей, пускового тока и кратковременного фактора перегрузки, мы должны иметь соответствующий запас при выборе мощности преобразователя частоты. Вот некоторые рекомендации от производителя

Резистивная нагрузка.

Мощность преобразователя = 1,1 × мощность нагрузки.

RC нагрузка: Мощность = 1,1 × реальная мощность нагрузки.

Нагрузка двигателя: Пусковой ток двигателя будет примерно в 5 — 7 раз больше  номинального тока в случае жесткого старта в течение 2-х секунд. Способность преобразователя частоты к перегрузке, как правило, составляет до 200% в течение нескольких миллисекунд до момента срабатывания защиты от перегрузки

Поэтому, принимая во внимание начальную ёмкость, рекомендуется выбрать мощность преобразователя частоты в 6 раз выше, чем мощность двигателя, если двигатель трудно запускать. Это означает, что номинальный ток преобразователя частоты должен быть выше, чем пусковой ток нагрузки

В противном случае вам лучше установить устройство плавного пуска или частотно-регулируемый привод для двигателя.

Выпрямительная нагрузки.

Входной контур включает в себя выпрямительный диод (или тиристор) и конденсаторы фильтра, и, если входная цепь не имеет устройства плавного пуска, то нагрузка может рассматриваться как короткое замыкание во время момента включения, который будет генерировать огромный ударный пусковой ток, запуская защиту преобразователя частоты от перегрузки по току. Если часто имеется большой пусковой ток при включении, то этот фактор будет влиять на всю цепь нагрузки. Таким образом, для входной цепи выпрямителя следует принять меры плавного пуска для ограничения пускового тока.

Так как ток полезной выпрямительной нагрузки является импульсным с текущими пиковыми значениями до 3 — 3,5 раз, то это будет влиять на форму волны выходного напряжения в долгосрочной перспективе, воздействие которого зависит от текущего коэффициента амплитуды нагрузки. Как правило, когда текущие пиковые значения более 2, то выбирайте ёмкость питания преобразователя частоты по следующей формуле: электрическая мощность = ток нагрузки / 2 × реальная мощность нагрузки.

Регенеративная нагрузка.

Реверсивный двигатель с переменной скорость, будет иметь высокую обратную ЭДС во время смены направления вращения двигателя, чтобы может легко повредить преобразователь частоты. Поэтому, при выборе частотника для такой нагрузки тщательно изучайте его характеристики, параметры и возможности.

Советы по выбору частотников

При выборе частотника наиболее низкая стоимость определена набором минимальных функций. Рост стоимости пропорционален их увеличению.

Первоначально преобразователи классифицируют по мощности. Не менее важными параметрами являются перегрузочная способность и тип исполнения.

Мощность частотника должна быть не меньше максимальной мощности установки. Для оперативного ремонта или замены в случае поломки частотного привода для электромотора желательно, чтобы сервис-центр был расположен в непосредственной близости.

При выборе преобразователя немаловажным фактором является его напряжение. Если подобрать частотник определённого напряжения, а в сети оно окажется более низким, то он будет отключаться. Если же напряжение сети будет длительно допускать допустимое напряжение, то это приведёт к его повреждению и невозможной дальнейшей работе. С учётом этих рисков нужно выбирать частотники с большим интервалом допустимого напряжения.

Существует два типа управления преобразователей: векторное и скалярное.

При скалярном управлении удерживается постоянство между значением напряжения и частоты на выходе. Это наиболее простой тип частотников, и, вследствие этого, более дешёвый.

При векторном управлении из-за снижения статической ошибки управление осуществляется более точно. Но и стоимость асинхронного преобразователя частоты с этим видом управления более высока в сравнении со скалярным управлением.

Количество вводов должно быть оптимальным, потому как при слишком большой их численности цена прибора для изменения частоты будет неоправданно завышена, а также могут возникнуть некоторые сложности при его настройке.

Необходимо учесть перегрузочные способности частотника по току и мощности. Ток частотника должен быть чуть больше, нежели номинальный ток двигателя. В случае возникновения ударных нагрузок необходим запас по пиковому току, который должен быть не менее 10% от ударного тока.

Для чего может быть нужен электродвигателю частотный преобразователь

Применение частотных преобразователей позволяет снизить затраты на электроэнергию, расходы на амортизацию двигателей и оборудования. Их возможно использовать для дешевых двигателей с короткозамкнутым ротором, что снижает издержки производства.

Многие электродвигатели работают в условиях частой смены режимов работы (частые пуски и остановки, изменяющуюся нагрузку). Частотные преобразователи позволяют плавно запускать электродвигатель и снижают максимальный пусковой момент и нагрев оборудования

Это важно, например, в грузоподъемных машинах и позволяет снизить негативное влияние резких пусков, а также исключить раскачивание груза и рывки при остановке

При помощи ПЧ можно плавно регулировать работу нагнетательных вентиляторов, насосов и позволяет автоматизировать технологические процессы (применяются в котельных, на горнодобывающих производствах, в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей сферах, на водопроводных станциях и других предприятиях).

Использование частотных преобразователей в транспортерах, конвейерах, лифтах позволяет увеличить срок службы их узлов, так как снижает рывки, удары и другие негативные факторы при пусках и остановке оборудования

Они могут плавно увеличивать и уменьшать частоту вращения двигателя, осуществлять реверсивное движение, что важно для большого количества высокоточного промышленного оборудования

Преимущества частотных преобразователей:

1. Снижение затрат на электроэнергию: за счет снижения пусковых токов и регулирования мощности двигателя исходя из нагрузки;
2. Увеличение надежности и долговечности оборудования: позволяет продлить срок эксплуатации и увеличить срок от одного технического облуживания до другого;
3. Позволяет внедрить внешний контроль и управление оборудованием с удаленных компьютерных устройств и способность встраивания в системы автоматизации;
4. Частотные преобразователи могут работать с любой мощностью нагрузки (от одного киловатта до десятков мегаватт);
5. Наличие специальных компонентов в составе частотных преобразователей позволяет защитить от перегрузок, обрыва фазы и короткого замыкания, а также обеспечить безопасную работу и отключение оборудования при возникновении аварийной ситуации.

Конечно, глядя на такой список достоинств можно задаться вопросом, почему бы их не использовать для всех двигателей на предприятии? Ответ тут очевиден, увы, но это высокая стоимость частотников, их монтаж и наладка. Не каждое предприятие может позволить себе эти расходы.

Особенности и схема подключения частотного преобразователя к разным типам электродвигателей

Схема работы устройства плавного пуска, его назначение и конструкция

Преобразователи напряжения с 12 на 220 вольт

Устройство, виды и принцип действия асинхронных электродвигателей

Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения

Что такое импульсный блок питания и где применяется

Дополнительные функции и параметры

Современный частотный преобразователь для электродвигателя — сложное устройство. Если он выполнен на базе процессора, то функций имеет немало. Даже недорогие модели могут обладать широкой функциональностью. Для оправданного выбора стоит знать, что означает каждый из параметров и для чего нужна та или иная функция.

• Выходная частота или диапазон ее изменения. Тут все понятно. Этим параметром описываются возможности изменения частоты на выходе.
• Пределы регулирования напряжения. Вопросов тоже не возникает.
• Тип преобразования частоты. Может быть векторным и скалярным. Скалярный используется в более простых моделях. Параметры отслеживаются по соотношению напряжения и частоты. Векторный тип преобразования частоты в ЧМ подстраивает работу так, чтобы по отношению к нагрузке, момент вращения был постоянным. Такой способ управления более сложный и надежный, используется в более дорогих моделях.
• Наличие ПИД-регулятора. Удерживает давление, температуру и скорость в заданных пределах (выставляются при помощи ручки или программируются). Для связи с другими средствами управления должен иметь сигнальные выводы (аналоговые и/или цифровые).

• Юстировка скорости. Помогает при смене или скачках питания стабилизировать работу двигателя.

• Вид торможения. Обычно рекомендуют останавливать мотор на свободном выбеге — отключить питание и ждать пока остановится. Может применяться плавное торможение — постепенное снижение напряжения. Механическое торможение — когда скорость вращения вала тормозится за счет силы трения. Быстрее всего останавливается ротор при динамическом торможении. В этом случае на одну из фаз подается постоянное напряжение. Оно взаимодействует с ротором, останавливая его за короткий промежуток времени.
• Количество выходов с различными частотами. Такой частотный преобразователь для электромотора может обслуживать сразу несколько двигателей с различной (фиксированной) скоростью вращения.

Кроме параметров и дополнительных возможностей, на работу влияет качество сборки. Естественно, лучше брать оборудование известных производителей. Хорошо себя зарекомендовали ABB, Siemens, Mitsubishi, Omron. Но их частотники дешевыми назвать нельзя

Если нужно сэкономить и внешний вид не так важен, обратите внимание на отечественных и белорусских производителей. Внешнее оформление, как водится, желает быть лучше, а характеристики и стабильность работы неплохие

Что такое частотный преобразователь и в каких случаях он применяется

Преобразователь частоты предназначен для управления скоростью вращения трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Внешний вид частотных преобразователей

Частотные преобразователи применяются в следующих случаях:

• при необходимости изменения скорости вращения электродвигателя;
• при необходимости поддержания значения технологического параметра (например, давления) посредством изменения скорости вращения электродвигателя;
• отсутствует питание 380В. Частотные преобразователи с питанием 220В поставляются на мощность до 2,2кВт включительно. Мощность двигателя при этом не теряется (Если двигатель имеет возможность переключения «звезда-треугольник» 380/220, то он может быть включен от однофазной сети 220В);
• требуется подключение к промышленной сети двигателей с «нестандартным» напряжением питания и частотой.

Кроме основных функций, ПЧ обеспечивает

• возможность включения реверса без дополнительного оборудования;
• ограничение пускового тока двигателя;
• контроль тока двигателя;
• плавный разгон и торможение (настраиваемые по времени);
• дополнительную защиту двигателя;
• возможность пропуска резонансных частот;
• стабилизацию момента двигателя даже при колебаниях входного напряжения;
• возможность остановки с замедлением;
• возможность экономии электроэнергии при частично загруженном двигателе (даже без датчика обратной связи);
• работу со встроенным таймером и счетчиком;
• переход в «спящий режим» с отключением насоса при отсутствии водопотребления;
• возможность автоматического перезапуска при восстановлении питания.

Все перечисленные параметры (функционал) поддерживают преобразователи частоты ELHART серии EMD-MINI и EMD-PUMP.

Это интересно: Подключение импульсного реле для управления освещением: изучаем в общих чертах