КАК ВЫБРАТЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Приводы с асинхронными двигателями занимают особое место в «иерархии» силовых установок, так как используются во многих промышленных системах кондиционирования, водоснабжения, тепловой циркуляции, компрессии жидких и газообразных сред. Большую часть времени такие установки функционируют на пониженных частотах, тем самым не нагружая подшипники и другие механические узлы. Для регулировки рабочих режимов, плавного старта, в цепи применяется частотный преобразователь (сокращенно ПЧ или частотник). Этот обзор посвящен такой теме, как подбор частотного преобразователя, определение параметров прибора, подходящего под технические требования конкретной системы. 

Как уже отмечалось, частотный преобразователь электродвигателя, занимает в цепи главенствующее место, так как запуск силовой установки производится через него. Главные функции ПЧ – обеспечение плавного пуска без ударов, переключение и поддержание рабочих режимов. Если так можно выразиться, ПЧ – это буфер, смягчающий переходы, в результате чего на подвижные агрегаты оказывается меньшая нагрузка.

Выбираем преобразователь частоты: основные параметры.  

Перед тем, как выбрать преобразователь частоты, потребуется углубиться в технические аспекты, определяющие:

• ток и мощность установки;
• механизм охлаждения электродвигателя;
• нагрузочный характер;
• частотный диапазон регулировок;
• напряжение;
• способ торможения силового агрегата;
• протяженность линии между ПЧ и электродвигателем;
• управление мотором;
• число входных/выходных разъемов управления;
• фактор окружающей среды.

Как нетрудно догадаться, выбор частотного преобразователя начинается с подбора его мощности. Здесь все просто: мощность ПЧ должна быть не ниже аналогичного показателя электродвигателя. Но, нужно помнить, что есть установки, показатель тока которых не совпадает с номинальной мощностью, а чаще и превышает расчетные показатели. В таких ситуациях ПЧ подбирается по номинальному значению тока. Не стоит выбирать преобразователь, превышающий указанные характеристики мотора в два и более раз. Это отразится на бюджете, плюс, создаст сложности при согласовании устройства с силовой установкой.

Напряжение, нагрузка и механизм охлаждения     

Характер нагрузки также влияет на выбор ПЧ. Скажем, если это однофазный частотный преобразователь для однофазного двигателя вентилятора, допускается превышение номинального значения тока установки на 60%. Соответственно преобразователь необходимо выбирать с расчетом этой перегрузки. 

Отдельного упоминания заслуживает выбор частотника по типу охлаждения (принудительный, самообдув). Моторы с самообдувом имеют крыльчатку на валу ротора. При вращении создается поток воздух, охлаждающий обмотки и корпус агрегата. Интенсивность охлаждения в этом случае зависит от частоты вращения ротора, следовательно, при длительной работе на пониженных оборотах, эффективность самообдува заметно падает.

Параметр напряжения оказывает существенное влияние на выбор частотника, так как позволяет понять, при каком напряжении частотник сохраняет собственную работоспособность. Часто бывает так, что промышленная сеть 380В, в разные периоды работы выдает низкое напряжение, к примеру, 270В, или же наоборот, высокое, 460-480В. В некоторых сетях наблюдаются выбросы до 1кВ. При пониженном значении, ПЧ просто отключит систему, при повышенном может произойти поломка частотника. Вот почему так важно изначально выбирать прибор, рассчитанный на колебания напряжения.

Частотный диапазон, механизм торможения и окружающая среда

Перед тем, как выбрать частотный преобразователь, следует убедиться, что прибор поддерживает частоту работы электродвигателя. Если шкала стартует от 0 Гц,  потребуется частотник с векторным управлением и энкодерами. 

Что до торможения, то оно осуществляется тремя способами:

• посредством инверторного моста;
• методом рекуперации;
• электродинамическим способом. 

Большинство ПЧ изначально готовы к использованию первого способа торможения. Электродинамический тормоз самый точный и быстрый. Рекуперация доступна при дополнительном вложении средств, но такой метод, помимо своей эффективности, выделяется возможностью экономии электроэнергии.

В зависимости от того, где планируется установка ПЧ, выбирают внешний тип его исполнения. Непосредственно в паспорте устройства описываются условия, при которых гарантируется безаварийная работа частотника.

Длина линии, управление, входы и выходы преобразователя

От длины линии зависит, будет ли между двигателем и ПЧ установлен дополнительно выходной фильтр, призванный снизить напряжение на обмотках двигателя. Если длина превышает 10 метров, перенапряжение на моторе достигает существенных значений. Следовательно, необходим фильтр. Параметры фильтра вычисляются специалистом.

Количество входов и выходов ПЧ зависит от того, в связки с каким агрегатом он используется. Скажем, если это частотный преобразователь трехфазный, в нем может использоваться от 6-и до 10-и цифровых входов, предназначенных для настройки режимов работы устройства.

Управление ПЧ зависит от того, где конкретно устанавливается узел: рядом с двигателем, или в другом помещении.     

В завершении обзора, стоит напомнить о различных типах преобразователей частоты, применяемых в работе устройств переменного тока. Существуют такие типы преобразователей частоты, как ПЧ с промежуточным звеном и автономным инвертором напряжения, и частотники с непосредственной связью с сетью. 

Преобразователи с промежуточным звеном в свою очередь, различаются методом регулирования напряжения с помощью: 

• выпрямителя;
• блока широтно-импульсной модуляции.

Данный обзор носит исключительно информационно-ознакомительный характер, и не является инструкцией к действию, так как не существует шаблонной промышленной сети. Всегда найдутся нюансы, требующие профессионального вмешательства.