Як вибрати перетворювач частоти

Приводи з асинхронними двигунами займають особливе місце в «ієрархії» силових установок, так як використовуються в багатьох промислових системах кондиціонування, водопостачання, теплової циркуляції, компресії рідких і газоподібних середовищ. Велику частину часу такі установки функціонують на знижених частотах, тим самим не навантажуючи підшипники та інші механічні вузли. Для регулювання робочих режимів, плавного старту, в ланцюзі застосовується частотний перетворювач (скорочено ПЧ або частотники). Цей огляд присвячений такій темі, як підбір частотного перетворювача, визначення параметрів приладу, придатного під технічні вимоги конкретної системи.

Як вже зазначалося, частотний перетворювач електродвигуна, займає в ланцюзі чільне місце, так як запуск силової установки проводиться через нього. Головні функції ПЧ – забезпечення плавного пуску без ударів, переключення і підтримка робочих режимів. Якщо так можна висловитися, ПЧ – це буфер, який пом'якшує переходи, в результаті чого на рухомі агрегати виявляється менша навантаження.

Вибираємо перетворювач частоти: основні параметри.

Перед тим, як вибрати перетворювач частоти, потрібно заглибитися в технічні аспекти, що визначають:

• струм і потужність установки;
• механізм охолодження електродвигуна;
• навантажувальний характер;
• частотний діапазон регулювань;
• напруга;
• спосіб гальмування силового агрегату;
• протяжність лінії між ПЧ і електродвигуном;
• управління мотором;
• число вхідних/вихідних роз'ємів управління;
• фактор навколишнього середовища.

Як неважко здогадатися, вибір частотного перетворювача починається з підбору його потужності. Тут все просто: потужність ПЧ повинна бути не нижче аналогічного показника електродвигуна. Але, потрібно пам'ятати, що є установки, показник струму яких не збігається з номінальною потужністю, а частіше і перевищує розрахункові показники. У таких ситуаціях ПЧ підбирається по номінальному значенню струму. Не варто вибирати перетворювач, що перевищує зазначені характеристики мотора в два і більше разів. Це позначиться на бюджеті, плюс, створить складнощі при узгодженні пристрої з силовою установкою.

Напруга, навантаження і механізм охолодження

Характер навантаження також впливає на вибір ПЧ. Скажімо, якщо це однофазний частотний перетворювач для однофазного двигуна вентилятора, допускається перевищення номінального значення струму установки на 60%. Відповідно перетворювач необхідно вибирати з розрахунком цієї перевантаження.

Окремої згадки заслуговує вибір частотника за типом охолодження (примусовий, самообдув). Мотори з самообдувом мають крильчатку на валу ротора. При обертанні створюється потік повітря, що охолоджує обмотки і корпус агрегату. Інтенсивність охолодження в цьому випадку залежить від частоти обертання ротора, отже, при тривалій роботі на знижених обертах, ефективність самообдува помітно падає.

Параметр напруги робить істотний вплив на вибір частотника, так як дозволяє зрозуміти, при якій напрузі частотники зберігає власну працездатність. Часто буває так, що промислова мережа 380В, у різні періоди роботи видає низька напруга, наприклад, 270В, або ж навпаки, висока, 460-480В. У деяких мережах спостерігаються викиди до 1кВ. При зниженому значенні, ПЧ просто відключить систему, при підвищеному може відбутися поломка частотника. Ось чому так важливо вибирати прилад, розрахований на коливання напруги.

Частотний діапазон, механізм гальмування і навколишнє середовище

Перед тим, як вибрати частотний перетворювач, слід переконатися, що прилад підтримує частоту роботи електродвигуна. Якщо шкала стартує від 0 Гц, потрібно частотники з векторним керуванням і энкодерами.

Що до гальмування, то воно здійснюється трьома способами:

• за допомогою інверторного мосту;
• методом рекуперації;
• електродинамічних способом.

Більшість ПЧ спочатку готові до використання першого способу гальмування. Електродинамічне гальмо самий точний і швидкий. Рекуперація доступна при додатковому вкладенні коштів, але такий метод, крім своєї ефективності, виділяється можливістю економії електроенергії.

В залежності від того, де планується установка ПЧ, вибирають зовнішній тип його виконання. Безпосередньо в паспорті пристрою описуються умови, при яких гарантується безаварійна робота частотника.

Довжина лінії, управління, входи і виходи перетворювача

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.

Даний огляд носить виключно інформаційно-ознайомчий характер і не є інструкцією до дії, так як не існує шаблонної промислової мережі. Завжди знайдуться нюанси, що вимагають професійного втручання.