Москва
Волоколамское шоссе,
дом 89, офис 524
дом 89, офис 524
Частотные преобразователи позволяют легко изменять частоту вращения двигателя, делать его работу более плавным. Это повышает КПД оборудования и продлевает срок его службы.
Преобразователи частоты – это устройства, позволяющие изменять частоту выходного напряжения. Это необходимо для того, чтобы варьировать скорость вращения двигателя.
При прямом подключении к электросети частота колебаний остается неизменной, стандартные показатели – 50 или 60 Гц. Использование частотного преобразователя позволяет увеличивать или уменьшать вращение ротора. Диапазон возможных изменений – от 0,5-800 Гц. Однако сейчас большинство двигателей рассчитаны на частоту не более 400 Гц.
Современное электрооборудование – это высокотехнологичные устройства с программным управлением. За точность и надежность отвечает электронная система управления. Агрегаты достаточно компактны и просты в управлении.
В зависимости от того, можно ли регулировать показатели напряжения на выходе, преобразователи делятся на управляемые и неуправляемые. В первых параметры можно изменять, во вторых показатели задаются конструкцией агрегата. Встречаются также модели, где происходит автонастройка под параметры подключенного двигателя. Для этого требуется выполнить идентификационный пуск, во время которого автоматически определяются параметры обмоток.
Кроме возможности регулировать показатели различаются типы управления устройством. Их два: скалярное и векторное. Скалярное не дает шансов задать точные настройки, оно лишь определяет соотношение частоты на входе и выходе. При изменении входных данных конечные параметры изменяются пропорционально. Векторное управление дает возможность задавать точные показатели, необходимые для конкретного двигателя в конкретной ситуации.
Чтобы сделать работу оборудования точнее, а управление проще, современная техника оснащается картами памяти и дисплеем для отображения информации.
При использовании преобразователей необходимо учитывать некоторые нюансы. Так, работа двигателя на низких оборотах приводит к повышению температуры, с которым встроенный вентилятор может не справиться. Поэтому необходимо следить за нагревом и при необходимости использовать принудительное охлаждение.
Также работающий преобразователь становится мощным источником высокочастотного тока. Собственные микросхемы оборудования защищены от помех специальными фильтрами. Но чтобы колебания не влияли на работу других приборов, нужно использовать экранирающий кабель как можно меньшей длины. Расстояние до других кабелей должно быть не менее 10 см. Если возникает необходимость пересечения, делать это нужно под углом 90°.
Частотные преобразователи подключают к оборудованию, работа которого предполагает изменение скорости двигателя.
К таким механизмам относятся:
насосы;
системы вентиляции;
транспортеры;
компрессоры;
манипуляторы и экскаваторы;
лифты;
центрифуги;
робототехника и др.
Также частотный преобразователь используют для синхронизации работы взаимосвязанных механизмов. Зависимость может быть и прямой, и обратной.
Чтобы напряжение, проходя через преобразователь, изменил характеристики, используются принцип двойного изменения. На входе сетевое напряжение выпрямляется с помощью диодного моста и фильтруется конденсаторами. Здесь амплитуда колебаний сглаживается, после чего ток поступает в преобразующую часть.
Преобразование происходит благодаря объединенным определенным образом транзисторам (обычно их 6). Подключаются они по встречно-параллельной схеме. С их помощью задаются нужные показатели частоты и амплитуды колебаний тока.
Существуют два типа управляющей системы:
амплитудная, когда регулируется входные показатели напряжения;
широтно-импульсная (ШИМ), при которой на изменения показателей влияет порядок переключения транзисторов. В определенной, строго заданной очередности сигнал поступает на положительные и отрицательные выводы, в итоге получается синусоида с четко заданными параметрами.
Управляют процессом и меняют заданные характеристики с помощью микропроцессоров. Специальный микроконтроллер подает сигнал на микросхему. Происходит сравнение изменений с заданным эталоном (5 Гц). Далее программа по специальному алгоритму производит преобразование тока до нужной величины. Кроме этого, микроконтроллер отслеживает температуру полупроводников, защищает аппарат от перегрева и резких скачков напряжения.
Чтобы обезопасить настройки от внешнего воздействия, корпус надежно защищают. Предотвращать требуется не только механические повреждения (удары, пыль, влага), но и возможные взаимные помехи, которые создают другие работающие приборы. Для снижения радиопомех и невидимых электрических разрядов используют специальный фильтр.
В результате на выходе получается четкий стабильный сигнал нужной частоты, приводящий в работу электродвигатель и задающий нужное число оборотов.
Существует большое количество моделей, отличающихся по техническим характеристикам и цене.
Чтобы сделать правильный выбор, необходимо учитывать:
Мощность. Ориентироваться надо на максимальную энергию, которую потребляет двигатель. При этом показатели агрегата должны превышать эту величину приблизительно на 10%. Это снизит риск перегрузки, так как даже при работе на максимальных показателях останется резервный запас мощности. Если для подключенного оборудования характерны скачки нагрузок, ориентироваться надо также по максимальным показателям. Когда к преобразователю подключается несколько двигателей, для расчета используют их суммарную мощность;
Сетевое напряжение. Чем больше диапазон, тем лучше. При этом, если уменьшение напряжения в сети приведет к отключению прибора, то слишком высокие показатели могут стать причиной выхода преобразователя из строя;
Диапазон регулировки частоты. Верхняя граница соотносится с максимальной частотой работы подключенного оборудования. Нижний предел показывает диапазон регулирования скорости. Стандартным считается соотношения 1:10;
Количество входных фаз (одна или три). Трехфазные модели устанавливают на промышленное оборудование при входной мощности 380 вольт. Однофазные можно использовать только при питании сети в 220 вольт. От этого зависит и схема подключения к электродвигателю;
Область применения: в обычных условиях достаточно стандартной защиты корпуса. Если устройство предполагается использовать, например, в горнодобывающей промышленности, потребуется увеличенная степень защиты. Эта характеристика обозначается маркировкой IP. Чем выше показатель, тем надежнее защищена техника;
Способ управления. Агрегаты с векторным типом стоят дороже, но дают возможность более точных настроек. Скалярное управление позволяет только поддерживать соотношение между показателями на входе и выходе. Однако для некоторых видов оборудования, например, вентиляторов, этого вполне достаточно;
Количество входных и выходных сигналов. Благодаря им повышаются возможности управления и настройки преобразователя. Они бывают дискретными, аналоговыми и цифровыми. Дискретные входы позволяют отдавать управляющие команды (пуск, стоп, реверс и др.). Аналоговые входы служат для регулирования и настроек агрегата в процессе работы. Цифровые входы используют для ввода сигналов от датчиков. Дискретные выходы обеспечивают «обратную связь» от аппарата, сообщая о критических изменениях в его работе (ошибка, перегрев, слишком высокое напряжение и др.). Аналоговые выходы нужны для построения сложных систем. Чем больше входов и выходов, тем точнее задаваемые настройки и выше качество преобразования. Но усложнение аппарата неизбежно сказывается на цене;
Оборудование, для которого нужен преобразователь. Бывают фирменные модели, которые предназначены для определенной техники. Есть универсальные агрегаты для многоцелевого использования.
Гарантия и условия обслуживания. Качественный сервис позволит не переживать за работоспособность преобразователя, а также техники, к которой он подключен.
Применение частотного преобразователя дает множество преимуществ:
экономия электроэнергии;
защита двигателя от проблем, связанных с изменениями показателей тока (скачков напряжения, коротких замыканий, перегрузок сети и т.п.);
повышается точность регулирования частоты вращения двигателя;
сглаживаются перепады скоростей при пуске и торможении;
можно управлять группой механизмов;
более простая система управления;
изменение настроек во время работы оборудования, без его остановки;
повышение рабочего ресурса электродвигателя.
Все это упрощает управление сложными механизмами, повышает КПД, продлевает срок эксплуатации оборудования и в конечном счете дает существенную экономию бюджета.