Як вибрати перетворювач частоти

Асинхронні нерегульовані двигуни повсюдно використовуються в побутовій і промисловій техніці: системах кондиціонування, теплових установках, насоси, які подають воду, і відкачують стоки. Для таких агрегатів підбір частотного перетворювача (ПЧ) стає необхідним заходом, якщо кожен з вузлів купується окремо. Наявність перетворювача дозволяє установок функціонувати без збоїв на знижених режимах, і м'яко стартувати, не створюючи ударної навантаження на підшипники і інші комплектуючі. Іншими словами, частотний перетворювач електродвигуна – це своєрідний струмовий буфер, через який проходить початковий сигнал від мережі. По суті, саме цей буфер повідомляє мотору імпульс згідно попередньої настройки оператора.

Розбираємося з тим, як вибрати перетворювач частоти, які параметри врахувати

Існує як мінімум 5 параметрів, які потрібно буде врахувати при виборі даного агрегату.

1. Потужність. Тут є одне важливе правило: робочий струм двигуна не повинен перевищувати за цим показником номінального значення частотника. Слід відштовхуватися від потужності на валу силової установки, а не від споживаної потужності. «Зазор» по цьому параметру повинен становити близько 15% перевантажувальної здатності ПЧ.
2. Тип навантаження. Тут варто сказати про те, що цей показник безпосередньо пов'язаний з режимом роботи основного агрегату. Наприклад, вентилятори, як і більшість компресорів, що працюють у сталих режимах. У той же час, промислові преси часто входять у фазу перевантаження, що вимагає від двигуна працювати на 50-60% більше номінальних значень короткий проміжок часу. Тому вибір частотного перетворювача, слід робити з урахуванням їх перевантажувальної здатності.
3. Вхідна напруга. Харчування на ПЧ подається за однофазною або трифазної лінії. У першому випадку можлива робота від побутової мережі – 220 вольт. У другому, тільки від промислової лінії 380 вольт. Варто сказати, що частотний перетворювач трифазний здатний зберігати функціональність при коливанні напруги в межах 270-460 вольт, і скачках до 1 кВ.
4. Метод управління. Існує два методи: скалярний і векторний. Скалярний управління застосовується тоді, коли відома частота обертання при фіксованій навантаженні. Векторне управління доречно в ланцюгах з різкою зміною навантаження. Швидкість обертання залишається однаковою, незалежно від наростання, або зниження оборотів.
5. Гальмування. Цей параметр ланцюга з ПЧ реалізується трьома способами: електродинамічних, рекуперативним, і з допомогою інверторного мосту. Якщо в роботі потрібно різке гальмування, використовують електродинамічний механізм. Рекуперативна система краще справляється зі сценаріями частих зупинок і пусків, а також зміною швидкості обертання вала. Так, вона коштує дорожче, але в майбутньому дозволяє економити на спожитої електроенергії.

Описані параметри дають загальне уявлення про те, на що варто спиратися при виборі частотника.

Типи частотников

У приводах змінного струму, застосовуються такі типи перетворювачів частоти: з проміжною ланкою постійного струму і інвертором (АМН), ПЧ з прямим зв'язком (НГТЧ). Перші знижують і підвищують частоту, другі здатні тільки знижувати.

Частотники з прямим зв'язком (НГТЧ) вигідно використовувати в системах з тихохідними агрегатами. В інверторних ПЧ відбувається подвійне перетворення: з змінного в постійний і знову в змінний струм. З цієї причини виникло два способи регулювання частоти в приладах з інвертором:

• регулювання амплітуди напруги за допомогою випрямляча;
• широтно-імпульсна модуляція (ШІМ).

При першому методі перетворювач складається з трьох компонентів: випрямляча, фільтра інвертора. У разі ШІМ-інвертор змінює не тільки вихідну напругу, але і середнє значення, завдяки чому зникає необхідність у використанні регульованого випрямляча. Його замінюють простим діодним мостом.

Ще кілька тонкощів вибору частотника

У багатьох ситуаціях вибір частотника залежить від вторинних факторів, яким не надають значення при аналізі первинних показників. На другий план відходять такі фактори, як довжина лінії, навколишнє середовище, кількість входів і виходів. Не варто ігнорувати такі експлуатаційні особливості, вибираючи однофазний частотний перетворювач для однофазного двигуна, або підбираючи трифазну промислову модель.

1. Навколишнє середовище. У паспорті ПЧ вказуються умови, при яких гарантується безпечна робота агрегату. На перше місце в даному аспекті виходить вологозахист IP54, IP56.
2. Довжина лінії. При довжині лінії понад 10 метром між перетворювачем і двигуном, встановлюється вихідний фільтр, завдання якого – зниження перенапруги на обмотках двигуна.
3. Оперативне управління. Навігація системою здійснюється або безпосередньо в залі, або в спеціально підготовленому приміщенні – апаратної кімнаті.

Окупність вкладень у придбання ПЧ, залежить не лише від сукупності наведених факторів і ціни, але і від програми обслуговування частотника. У програму входить регулярна чистка від пилу, заміна витратних матеріалів, контроль температури і напруги. Перед тим як вибрати частотний перетворювач, слід забезпечити приміщення досить потужною примусовою вентиляцією, захистом від гризунів.

Обслуговування частотних перетворювачів

Якщо вам випала можливість придбати частотники на вторинному ринку, ви без праці зможете визначити його «вік» за серійним номером. Перша цифра в номері означає країну виробництва, друга і третя – рік випуску.

Профілактичні роботи, перевірка, обслуговування, виробляються кожен місяць:

• ведення і перевірка бази приводів;
• перевірка якості напруги;
• перевірка на запиленість, корозію, перегрів;
• очищення радіаторів згідно графіка;
• заміна внутрішнього вентилятора;
• заміна батареї резервного живлення.

Обслуговування частотников слід довірити спеціалізованих сервісів, але дещо-що власник обладнання здатний зробити самостійно. Наприклад, змінити термопасту охолодження. Цю процедуру проводять один раз на 3-5 років. При регулярному підвищенні температур, зміну термопасти рекомендується проводити частіше.