Технические нюансы внедрения частотных преобразователей

В текущее время, асинхронный электродвигатель стал главным устройством в большинстве электроприводов. Все почаще для управления им употребляется
частотный преобразователь – инвертор с ШИМ регулированием. Такое управление дает массу преимуществ, да и делает некие трудности выбора тех либо других технических решений. Попробуем разобраться в их более тщательно.

Выбор мощности частотного преобразователя

При выборе мощности частотного преобразователя нужно основываться не только лишь на мощности электродвигателя, да и на номинальных токах и напряжениях преобразователя и мотора. Дело в том, что обозначенная мощность
частотного преобразователя относится только к эксплуатации его со стандартным 4-х полюсным асинхронным электродвигателем в стандартном применении.

Реальные приводы имеют много качеств, которые могут привести к росту токовой нагрузке привода, к примеру, при пуске. В общем случае, применение частотного привода позволяет понизить токовые и механические нагрузки за счет плавного запуска. К примеру, пусковой ток понижается с 600% до 100-150% от номинального.

Работа привода на пониженной скорости

Нужно держать в голове, что хотя частотный преобразователь просто обеспечивает регулирование по скорости 10:1, но при работе мотора на низких оборотах мощности собственного вентилятора может не хватать. Нужно смотреть за температурой мотора и обеспечить принудительную вентиляцию.

Электрическая сопоставимость

Так как частотный преобразователь мощнейший источник высокочастотных гармоник, то для подключения движков необходимо использовать экранированный кабель малой длины. Прокладку такового кабеля нужно вести на расстоянии более 100 мм от других кабелей. Это минимизирует наводки. Если необходимо пересечь кабели, то скрещение делается под углом 90 градусов.

Питание от аварийного генератора

Плавный запуск, который обеспечивает частотный преобразователь позволяет понизить нужную мощность генератора. Потому что при таком пуске ток понижается в 4-6 раз, то в аналогичное число раз можно понизить мощность генератора. Но все равно, меж генератором и приводом должен быть установлен контактор, управляемый от релейного выхода частотного привода. Это защищает частотный преобразователь от небезопасных перенапряжений.

Питание трехфазного преобразователя от однофазовой сети

Трехфазные частотные преобразователи могут быть запитаны от однофазовой сети, но при всем этом их выходной ток не должен превосходить 50% от номинального.

Экономия электроэнергии и средств

Экономия происходит по нескольким причинам. Во-1-х, за счет роста косинуса фи до значений 0.98, т.е. максимум мощности употребляется для совершения полезной работы, минимум уходит в утраты. Во-2-х, близкий к этому коэффициент выходит на всех режимах работы мотора.

Без частотного преобразователя, асинхронные движки на малых нагрузках имеют косинус фи 0.3-0.4. В-3-х, нет необходимости в дополнительных механических регулировках (заслонках, дросселях, вентилях, тормозах и т.д.), все делается электрическим образом. При таком устройстве регулирования, экономия может достигать 50%.

Синхронизация нескольких устройств

За счет дополнительных входов управления частотного привода можно синхронизировать процессы на конвейере либо задавать соотношения конфигурации одних величин, зависимо от других. К примеру, поставить в зависимость скорость вращения шпинделя станка от скорости подачи резца. Процесс будет оптимизирован, т.к. при увеличении нагрузки на резец, подача будет уменьшена и напротив.

Защита сети от высших гармоник

Для дополнительной защиты, не считая маленьких экранированных кабелей, употребляются сетевые дроссели и шунтирующие конденсаторы. Дроссель, не считая того, ограничивает бросок тока при включении.

Верный выбор класса защиты

Для неотказной работы частотного привода нужен надежный теплоотвод. Если использовать высочайшие классы защиты, к примеру IP 54 и выше, то тяжело либо недешево достигнуть такового теплоотвода. Потому, можно использовать отдельный шкаф с высочайшим классом защиты, куда ставить модули с наименьшим классом и производить общую вентиляцию и остывание.

Параллельное подключение электродвигателей к одному частотному преобразователю

С целью понижения издержек, можно использовать один частотный преобразователь для управления несколькими
электродвигателями. Его мощность необходимо выбирать с припасом 10-15% от суммарной мощности всех электродвигателей. При всем этом необходимо минимизировать длины моторных кабелей и очень лучше ставить моторный дроссель.

Большая часть частотных преобразователей не допускают отключение либо подключение движков при помощи контакторов во время работы частотного привода. Это делается только через команду стоп привода.

Задание функции регулирования

Для получения наибольших характеристик работы электропривода, таких как: коэффициент мощности, коэффициент полезного деяния, перегрузочная способность, плавность регулирования, долговечность, необходимо верно выбирать соотношение меж конфигурацией рабочей частоты и напряжения на выходе частотного преобразователя.

Функция конфигурации напряжения находится в зависимости от нрава момента нагрузки. При неизменном моменте, напряжение на статоре  электродвигателя должно регулироваться пропорционально частоте (скалярное регулирование U/F = const). Для вентилятора, к примеру, другое соотношение – U/F*F = const. Если увеличиваем частоту в 2 раза, то напряжение необходимо прирастить в 4 (векторное регулирование). Есть приводы и с более сложными функциями регулирования.

Достоинства использования регулируемого электропривода с частотным преобразователем

Не считая увеличения КПД и сбережения энергии таковой электропривод позволяет получить новые свойства управления. Это выражается в отказе от дополнительных механических устройств, создающих утраты и снижающих надежность систем: тормозов, заслонок, дросселей, задвижек, регулирующих клапанов и т.д. Торможение, к примеру, может быть осуществлено за счет оборотного вращения электрического поля в статоре электродвигателя. Меняя только многофункциональную зависимость меж частотой и напряжением, мы получаем другой привод, не меняя ничего в механике.

Чтение документации

Следует увидеть, что хотя частотные преобразователи похожи друг на друга и освоив один, просто разобраться с другим, все же, нужно кропотливо читать документацию.
Некие производители накладывают ограничения на внедрение собственной продукции, а при их нарушении снимают изделия с гарантии.

Андрей Повный, http://electricalschool.info/