Як вибрати перетворювач частоти


На сьогоднішній день двигуни асинхронного типу з короткозамкненим ротором можна віднести до категорії найбільш надійних і дешевих електродвигунів. Саме з цих причин асинхронні електродвигуни останнім часом настільки активно стали використовувати у промисловості. Пропоную купити  https://eltaltd.com.ua/catalog/schneider-converters

Але, як говориться, у нашому світі неможливо досягти ідеалу, і, на жаль, даний електродвигун не є винятком. Головних недоліків у асинхронного електродвигуна всього два. Перший полягає в тому, що швидкість електродвигуна не вдається регулювати простим способом, а як наслідок і продуктивність всього механізму. Звичайно ж, цю проблему можна вирішити. Наприклад, у промислових механізмах застосовують редуктори різного роду, в вен

Cлід пам’ятати, що всі ці варіанти мають і свої мінуси: одні ненадійні, інші не економічні, треті ж здатні забезпечити тільки необхідність зупинки всього механізму для здійснення перемикання і підсумковий набір швидкостей і т. п. Другим недоліком асинхронних електродвигунів можна назвати те, що вони володіють досить великим пусковим струмом, що перевищує номінальний в 5-7 разів, і моментом, який при пуску призводить до ударних механічних навантажень. Як наслідок, потрібно застосовувати комутаційну апаратуру, яка буде більш стійкою, і доводиться вдаватися до допомоги різноманітних демпфуючих пристроїв.
Після того, як фахівці багато років билися над вирішенням цієї проблеми, як результат був розроблений прилад, який володіє оптимальними функціями. Він забезпечує можливість здійснення постійного регулювання швидкості електронним методом і плавного запуску. Як відомо, за визначенням, електронний спосіб вважається більш надійним у порівнянні з механічним. Прилад, про який йде мова, отримав широко відома назва — «перетворювач частоти».
Нижче будуть розглянуто використання перетворювачів частоти за категоріями популярності їх застосування (від більшого до меншого):
Насосне застосування перетворювачів частоти

Потужність, споживана насосом, пропорційна кубу швидкості їх обертання. З урахуванням цього, у порівнянні з методом, коли для регулювання потужності на трубі використовуються заслінки, застосування частотних перетворювачів на насосах тягне за собою економію електроенергії до 30%, а то і більше. Такий показник економії дозволяє окупити впровадження перетворювача частоти за період близько року. Крім цього паралельно вирішується і проблема гідравлічних ударів: коли працює перетворювач частоти, то зупинка і пуск насоса відбуваються дуже плавно. Сучасні перетворювачі, які пропонують провідні фірми, мають власну систему управління, яка дозволяє керувати цілою групою насосів. Іншими словами, практично можливо побудувати цілу насосну станцію, при цьому не використовуючи допоміжного контролера.
Вентиляторное застосування перетворювачів частоти

Все, що вище було розглянуто для насосів, відноситься повною мірою і до вентиляторів. Як правило, економія по електроенергії » в роботі вентиляторів ще більше, тому що досить часто використовуються двигуни підвищеної потужності для того, щоб забезпечити прямий пуск важких вентиляторів. Таким чином, при здійсненні проектування нових установок з урахуванням використання частотних перетворювачів можна використовувати двигуни малої потужності, а при здійсненні модернізації вже використовуваних установок за рахунок зменшення втрат холостого ходу виходить додаткова економія.
Застосування перетворювачів частоти в транспортерах

На транспортерах завдяки регулюванню стає можливою адаптація швидкості переміщення до швидкості технологічного процесу в цілому, навіть не дивлячись на те, що в загальному випадку ця швидкість не є постійною. Ресурс механізмів значно підвищується завдяки плавному пуску. Причиною цього є те, що в момент пуску повністю відсутні ударні навантаження в процесі вибору люфтів.
Принцип дії перетворювачів частоти

Якщо звернути увагу на рис. 1, то можна побачити, що конденсатори згладжують, випрямляють змінну напругу мережі, а потім вихідний генератор з постійного отриманого напруги формує вже напруга необхідної і амплітуди і частоти.1

Частотний перетворювач
Схематично це відображено формування рис. 2 і відбувається досить своєрідно: за фактом генератор просто закриває і відкриває необхідні вихідні ключі. Таким чином, формується послідовність імпульсів різноманітної ширини, при цьому результат зовсім не схожий на синусоїду. Але так як в роботі бере участь і двигун, то за рахунок його індуктивності відбувається згладжування кривої струму, який пропорційний середньому значенню напруги. Саме з цієї причини без спеціальних заходів з безпеки від перетворювача частоти не варто живити які-небудь інші навантаження.
Формування напруги необхідної частоти і амплітуди
По розглянутій силовій схемі зібрано основна кількість перетворювачів частоти, які зараз можна знайти на ринку. Всі основні відмінності полягають у функціоналі системи управління. Ці функції можна умовно підрозділити на три категорії:
забезпечення захисту мережі, двигуна і безпосередньо самого перетворювача частоти;
управління силовими ключами вихідного генератора;
система обміну даними із зовнішнім світом.
Критерії вибору перетворювачів частоти

Так як ми все одно зачепили тему ринку, то слід чітко усвідомлювати, що головне завдання будь-якого виробника полягає в тому, щоб успішно продати свою продукцію. Тому з усього наявного списку можливостей у свій прилад виробник включає тільки ті функції, які, на думку виробника, готовий заплатити користувач. Також деяку кількість функцій можуть бути реалізовані у вигляді додаткових опцій, які споживач може додати при оформленні замовлення. Саме на цьому етапі має місце бути перший компроміс, який полягає в наступному: чим більшою кількістю функцій має базова версія приладу, тим менше коштує кожна з них, але тим вище вартість всього приладу. Це правило діє і в протилежному напрямі, чим більше функцій виробник пропонує у вигляді додаткових опцій, тим менше вартість базової версії приладу, але тим більше доведеться заплатити за кожну додаткову можливість і тим нижче надійність всього приладу в цілому. На зменшення надійності в даному випадку впливає ускладнення охолодження, наявність проводів і рознімань і т. д. Також слід зазначити, що кількість опцій, які можуть бути підключені одночасно, є обмеженим. Іншими словами, слід вибирати той прилад, базовий варіант якого вже закладено більшість необхідних функцій, а пару опцій цілком можна замовити і в додаток.
Підсумуємо, на що потрібно в першу чергу звертати увагу для того, щоб зробити оптимальний вибір? Відразу ж обмовимося, що в даному випадку вибір ми будемо розглядати, грунтуючись на технічних міркувань. Отже, слід вибрати кілька моделей, які б відповідали в першу чергу технічним вимогам, і тільки після цього з них вже вибрати ту, яка буде відповідати й іншим критеріям, наприклад, рівнем сервісу, термінів поставки, надійності, ціною, і т. п.
Спочатку потрібно відкинути ті серії перетворювачів, які явно не підходять з яких-небудь параметрами, наприклад, відсутні моделі необхідної потужності, моделі виконані у відкритому виконанні, яке призначене для вбудовування і т. д.
Відповідно з типом механізму слід визначитися і з методом управління. Спосіб управління може бути скалярним або векторним. Основна частина перетворювачів частоти, які представлені на сучасному ринку, реалізують на практиці той чи інший метод векторного керування двигуном (векторні змінні двигуна управляються окремо). У разі необхідності дані перетворювачі можуть також працювати і в скалярному режимі, який є більш простим (відношення вихідної напруги до частоті підтримується незмінним). Такого режиму роботи цілком вистачить для якихось не дуже складних приводів, наприклад, конвеєрів, насосів, транспортерів, вентиляторів і т. д. Зате великою перевагою скалярного способу управління є можливість керування більш потужними двигунами, використовуючи ті ж силові елементи.
Слід сказати, що на сучасному ринку майже не залишилося таких перетворювачів, які б не мали векторного керування, відповідно, дуже великого значення наявності «не потрібного» векторного керування надавати не слід, в будь-якому випадку його можна буде просто-напросто відключити.
Мощностной ряд

Якщо необхідне число перетворювачів вже визначено, то було б добре, якби в ряду були підібрані моделі для всіх необхідних потужностей. В такому випадку буде простіше забезпечити уніфікацію в найширшому значенні цього слова – від опціонних компонентів та запасних частин до спрощення роботи персоналу з обслуговування. У ситуації, коли процес переходу на регульований привід не має видимих обмежень, тоді краще вибрати ряд з найбільш широким діапазоном потужностей. Це обумовлено тими ж міркуваннями, які вже були описані вище.
Діапазон вхідної напруги

Ця характеристика визначає рівень напруги в мережі при якому працездатність перетворювача зберігається. Слід дізнатися, яке саме напруга може виникнути в мережі живлення. Тут слід уточнити, що мова йде саме про те напрузі, яке може бути, а не про те, яке повинно бути. Потрібно вибирати прилад так, щоб перетворювач зміг пережити це напруга. При цьому треба пам’ятати, що наслідком зниженої напруги буде просто зупинка (а у досить хороших моделей взагалі тільки пропорційне зниження швидкості), а ось підвищення рівня напруги вище допустимого може привести до непрацездатності приладу в цілому.