Как подобрать частотный преобразователь

Как выбрать преобразователь частоты

Установка преобразователя частоты решает главную проблему синхронных или асинхронных двигателей переменного тока – регулирование скорости вращения без ухудшения механических характеристик. ПЧ также с успехом применяют в электроприводах на базе электрических машин с постоянными магнитами.

Современные преобразователи частоты позволяют снизить броски тока при запуске, уменьшить потребление электроэнергии, реализовать автоматическое управление по любым законам регулирования. Устройства также обеспечивают защиту от перегрузок, коротких замыканий, ассиметричной нагрузки, аномальных режимов работы и аварий. Рассмотрим нюансы выбора частотных преобразователей.

Параметры и последовательность выбора частотных преобразователей

Тип двигателя

Первое, что учитывают при выборе ПЧ – тип электродвигателя привода. Выпускают одно- и трехфазные преобразователи, устройства для синхронных двигателей с постоянными магнитами, асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором, электрических машин других типов. В инструкции устройства указаны виды двигателей, с которыми может работать преобразователь.

Назначение

Существуют общепромышленные и специализированные преобразователи частоты. Первые – универсальные устройства, такие ПЧ широко применяют в приводе станков, другого оборудования без особых требований к параметрам пуска, торможения и другим характеристикам.

Выпускают также преобразователи для децентрализованного электропривода автономно работающего оборудования, ПЧ для централизованных автоматизированных систем контроля и управления технологических параметров. При выборе устройств для АСУТП необходимо учитывать поддерживаемый интерфейс связи с датчиками и первичными преобразователями, оборудованием верхнего уровня (панели управления, ПК). Протоколы обмена данными системы автоматизации и ПЧ должны совпадать.

Специализированные преобразователи имеют встроенный наор функций, разработанных под специфику электропривода. Выпускают устройства:

  • Для грузоподъемного оборудования с высокой перегрузочной способностью, возможностью рекуперативного торможения, высоким моментом при пуске и другими специальными опциями.
  • Для вентиляционных систем и насосных станций с функциями группового управления, пропуска резонансных частот и т.д.

Существуют также специальные устройства для лифтов, тягодутьевых систем котельных и теплоэнергетических предприятий, противопожарного оборудования. Применение таких частотных преобразователей существенно упрощает настройку и программирование, а также удешевляет стоимость частотно-регулируемого привода.

Мощность

От правильного выбора мощности преобразователя частоты зависит эксплуатационный ресурс и корректная работа электропривода. ПЧ с завышенной мощностью не может обеспечить аварийную остановку двигателя при перегрузке. Устройство с заниженной мощностью будет постоянно отключаться при работе в высокодинамичном режиме.

Для двигателей с нормальными условиями пуска и работы на нагрузку с постоянным моментом выбирают преобразователь мощностью равной электрической мощности силового агрегата. При этом важно не перепутать электрическую характеристику и механическую мощность на валу.

Также учитывают особенности оборудования, определяющие характер нагрузки. Для приводов насосов, вентиляторов и других устройств с небольшой инерцией выбирают преобразователи с перегрузочной способностью 120-150% или ПЧ на номинальный ток ≥1.25 тока двигателя.

Для центрифуг, грузоподъемных устройств, другого высокоинерционного оборудования выбирают ПЧ с перегрузочной способностью от 200% или устройство с 2-х кратным запасом мощности. Многие производители указывают допустимые токи при переменной и постоянной нагрузке, что существенно упрощает выбор.

При ограниченном времени разгона, ток, потребляемый электродвигателем, не должен быть больше пускового тока, указанного в паспорте преобразователя частоты. Его величина рассчитывается при проектировании двигателя.

При подключении преобразователя частоты к электродвигателю специального исполнения или групповой работе одного ПЧ на несколько силовых агрегатов, также выбирают устройство на ток в 1,25 больше, чем суммарный ток двигателей или специальной электрической машины. При мощности используют данные следующей таблицы:

При выборе частотного преобразователя для синхронного двигателя нужно учесть, что такие электрические машины не изменяют скорости при номинальной нагрузке, величина потребляемого тока таких машин постоянна. Однако при быстром пуске, многократной перегрузке на валу, ток многократно возрастает, двигатель может потерять управления. Для синхронных двигателей необходим специализированный ПЧ.

Условия эксплуатации

Исполнение преобразователя должно соответствовать условиям окружающей среды. Производители выпускают ПЧ для любых условий со степенью защиты от IP00 для размещения в шкафу до IP66 для открытых площадок.

Так же учитывают температуру окружающей среды, степень нагрева ПЧ при всех режимах работы. В ряде случаем могут потребываться дополнительные вентиляторы для отвода тепла. Для металлургических цехов и других помещений с высокой температурой выпускают частотные преобразователи с жидкостным охлаждением.

Электромагнитная совместимость

Частотный преобразователь – нелинейная нагрузка. Устройства генерируют паразитные гармоники и помехи в радиодиапазоне. Кроме того, не все ПЧ выдают синусоидальное напряжение на выход. Электромагнитные помехи отрицательно влияют на работу оборудования, снижают качество электроэнергии, искажают радиосигнал.

Уровень гармонических искажений и помех в радиодиапазоне регламентирует ГОСТ 32144-2013 и ГОСТ Р 55055-2012. Для медицинских, жилых, общественных объектов применяют преобразователи частоты со встроенными или внешними RFI-фильтрами.

Гармонические искажения подавляют при помощи входных дросселей или других пассивных внешних устройств. Также используют фильтры, встроенные в звено постоянного тока. При высоких требованиях к ЭМС, применяют активные фильтры, построенные по принципу следящего устройства. При возникновении паразитных гармоник, такие фильтры генерируют равные по амплитуде и противоположные фазе колебания, в результате при сложении составляющих, искажения равны нулю.

Для снижения помех также используют многопульсные схемы, совершенствуют алгоритмы ШИМ-модулятора, генерирующего управляющие сигналы на транзисторные модули.

Для уменьшения искажений на выходе ПЧ применяют синусовые и du/dt фильтры.

Тип управления

По способу управления различают векторные, скалярные и универсальные ПЧ.

Принцип скалярного управления – поддержание постоянной величины U/f (отношение напряжение/частота). Главные достоинства такого метода – проста и дешевизна реализации. Скалярные преобразователи применяются в приводах оборудования с относительно постоянной нагрузкой, а также там, где не требуется управление моментом на валу. Такие устройства устанавливают в электроприводах:

  • Насосных агрегатов.
  • Вентиляторов.
  • Конвейеров и транспортеров.
  • Станков.

Принцип векторного управления – контроль фазы, величины и частоты напряжения питания. Такой способ позволяет управлять моментом, поддерживать жесткие механические характеристики на малых оборотах. Такие ПЧ ставят на приводы оборудования с переменной нагрузкой, а также установок и устройств, требующих высокой скорости отклика и точного регулирования скорости. Векторные преобразователи частоты устанавливают в электроприводах:

  • Точных металлообрабатывающих станков.
  • Грузоподъемных механизмов.
  • Дозаторов и экструдеров.
  • Другого оборудования.

ПЧ такого типа лишены недостатков скалярных преобразователей, однако, стоимость таких устройств выше.

Заключение

Выбор преобразователя частоты делается при проектировании или реконструкции привода. Подобрать устройство для станка в гараже или другого домашнего оборудование просто, главный критерий при этом мощность и диапазон регулирования скоростей. При выборе промышленного преобразователя решается несколько технических задач: задачи обеспечения ЭМС, необходимых механических характеристик во всем интервале регулирования, рассчитывается техническая и экономическая эффективность и т.д. Многие производители предоставляют специализированные программы для подбора, а также оказывают консультационные услуги.

Как подобрать частотный преобразователь

  • О проекте
    • Главная
    • О проекте
    • Карта сайта
    • Вопрос-ответ
  • ПЧ и УПП
    • Терминология
      • Низковольтные ПЧ
      • Высоковольтные ПЧ
      • Низковольтные УПП
      • Высоковольтные УПП
      • Станции управления
      • Аксессуары
    • Теория
    • Подбор ПЧ и УПП
    • Монтаж ПЧ и УПП
    • Энергосбережение
  • Пресс-центр
    • Новости сайта
    • Интервью
    • Статьи
    • Мероприятия
    • Акции
  • Обзор рынка
    • Производители
      • ABB
      • Advanced Control Indastrial Equipment
      • AuCom Electronics Ltd
      • B&R
      • Baumuller
      • Bosch Rexroth
      • Control Techniques
      • Danfoss
      • Delta Electronics
      • Easy Drive
      • Eaton
      • EKF
      • Emotron AB
      • ERMAN
      • ESQ
      • EURA Drives
      • Fuji Electric
      • GE
      • Gefran Siei
      • Grandrive
      • Hitachi
      • Hyundai Heavy Industries
      • IC Electronics
      • IDS Drive
      • IEK
      • INNOVERT
      • Inovance
      • INSTART
      • Invertek drivers
      • Invt
      • Jacky Enterprise
      • Keb
      • Lenze
      • LS
      • Micno
      • Mitsubishi Electric
      • Omron
      • ONI
      • Parker
      • Powtran
      • Prostar
      • Rockwell Automation
      • Santerno
      • Schneider Electric
      • Sew Eurodrive
      • Siemens
      • Tecorp Electronics
      • Toshiba
      • Vacon
      • Weg
      • Yaskawa
      • Битек
      • Веспер Автоматика
      • Вниир
      • Горнозаводское Объединение
      • Ижевский Радиозавод
      • Овен
      • Оптимэлектро
      • Приводная техника
      • Русэлком
      • Силиум
      • Стройтехавтоматика
      • Технорос
      • Триол
      • ЧЭАЗ-ЭЛПРИ
      • ЭКРА
      • Электровыпрямитель
      • Электрозавод
      • Электротекс
      • Элсиэл
      • Эрасиб
      • Эффективные Системы
    • Серии
    • Рынок
  • Купить
    • Поставщики
      • КосПА
      • ONI
      • СТОИК
      • Danfoss
      • Веспер
      • EKF
    • Инжиниринг
  • Библиотека
    • Каталоги
    • ГОСТ и ТУ
    • Видео
  • Контакты
    • Обратная связь
    • Сотрудничество
    • Реклама на сайте
    • Вакансии
    • Ответственность
  • О проекте О проекте
    • Главная
    • О проекте
    • Карта сайта
    • Вопрос-ответ
  • ПЧ и УПП ПЧ и УПП
    • Терминология Терминология
      • Низковольтные ПЧ
      • Высоковольтные ПЧ
      • Низковольтные УПП
      • Высоковольтные УПП
      • Станции управления
      • Аксессуары
    • Теория
    • Подбор ПЧ и УПП
    • Монтаж ПЧ и УПП
    • Энергосбережение
  • Пресс-центр Пресс-центр
    • Новости сайта
    • Интервью
    • Статьи
    • Мероприятия
    • Акции
  • Обзор рынка Обзор рынка
    • Производители Производители
      • ABB
      • Advanced Control Indastrial Equipment
      • AuCom Electronics Ltd
      • B&R
      • Baumuller
      • Bosch Rexroth
      • Control Techniques
      • Danfoss
      • Delta Electronics
      • Easy Drive
      • Eaton
      • EKF
      • Emotron AB
      • ERMAN
      • ESQ
      • EURA Drives
      • Fuji Electric
      • GE
      • Gefran Siei
      • Grandrive
      • Hitachi
      • Hyundai Heavy Industries
      • IC Electronics
      • IDS Drive
      • IEK
      • INNOVERT
      • Inovance
      • INSTART
      • Invertek drivers
      • Invt
      • Jacky Enterprise
      • Keb
      • Lenze
      • LS
      • Micno
      • Mitsubishi Electric
      • Omron
      • ONI
      • Parker
      • Powtran
      • Prostar
      • Rockwell Automation
      • Santerno
      • Schneider Electric
      • Sew Eurodrive
      • Siemens
      • Tecorp Electronics
      • Toshiba
      • Vacon
      • Weg
      • Yaskawa
      • Битек
      • Веспер Автоматика
      • Вниир
      • Горнозаводское Объединение
      • Ижевский Радиозавод
      • Овен
      • Оптимэлектро
      • Приводная техника
      • Русэлком
      • Силиум
      • Стройтехавтоматика
      • Технорос
      • Триол
      • ЧЭАЗ-ЭЛПРИ
      • ЭКРА
      • Электровыпрямитель
      • Электрозавод
      • Электротекс
      • Элсиэл
      • Эрасиб
      • Эффективные Системы
    • Серии
    • Рынок
  • Купить Купить
    • Поставщики Поставщики
      • КосПА
      • ONI
      • СТОИК
      • Danfoss
      • Веспер
      • EKF
    • Инжиниринг
  • Библиотека Библиотека
    • Каталоги
    • ГОСТ и ТУ
    • Видео
  • Контакты Контакты
    • Обратная связь
    • Сотрудничество
    • Реклама на сайте
    • Вакансии
    • Ответственность

  • Главная
  • ПЧ и УПП
  • Подбор ПЧ и УПП

Данный раздел посвящен выбору частотных преобразователей и устройств плавного пуска.

Выбор частотного преобразователя

Выбор частотного преобразователя требует обязательно учета всех технические параметров электропривода рассматриваемой системы, таких как:

  • Тип и характер нагрузки;
  • Величина номинального тока подключенного двигателя;
  • Величина питающего напряжения;
  • Требуемая точность и диапазон регулирования скорости;
  • Необходимость режима торможения;
  • Способы управления электроприводом;
  • Требуемые функции управления и защиты.

Помимо указанных Выше основных параметров следует также учесть возможные требования предъявляемые к самой конструкции частотного преобразователя (массогабаритные характеристики), варианту исполнения и степени защиты (IP), наличию пульта управления и др.

Учет технических параметров электропривода

Характер нагрузки

Правильное понимание особенностей системы, в которой будет работать преобразователь частоты позволяет правильно определиться с нужной серией частотного преобразователя и основным функционалом. Различные механизмы в различных системах требуют наличия определенного набора функций у частотного преобразователя. Например, для насоса и тягодутьевой машины момент нагрузки на приводной электродвигатель различны и соответственно оптимальный алгоритм управления этими приводами должен отличаться (см. теория) Многие производители выпускают отдельные серии преобразователей частоты для специального применения (например частотный преобразователь адаптированный для работы с насосами)

Мощность частотного преобразователя

Мощность электропривода, также как и его номинальный рабочий ток является, пожалуй, одним из основных его параметров. Частотный преобразователь выбирается исходя из мощности электродвигателя или его номинального рабочего тока. Выбор ПЧ необходимо осуществлять по величине тока потребляемого двигателем от частотного преобразователя с учетом перегрузочной способности частотника. Обычно перегрузочная способность учитывается совместно с её временем продолжительности перегрузки. Перегрузочная способность определяет время срабатывания непосредственной защиты электропривода и указывается в процентах (%) от номинального тока электродвигателя.

Напряжение питающей сети

Важным также являются параметры питающей сети. Наиболее часто встречающимся вариантом является – питание преобразователя частоты от трехфазной 380В.

В общем случае возможны следующие группы напряжений:

  • НН: 110 В, 220 В, 380В (690 В) – НН, низкое напряжение
  • СН-2: 1 кВ, 6 кВ, 10 кВ, 20 кВ – СН-2, среднее второе напряжение,
  • СН-1: 35 кВ – среднее первое напряжение

Очень часто преобразователи частоты, работающие от напряжения групп СН-1,2 называют высоковольтными.

Каждый из вариантов применим для различного рода решений, и зависит как от возможностей электроснабжения, так и от ряда возможностей обусловленных применением соответствующего привода.

Диапазон регулирования частоты

Если технологическим процессом предусмотрено снижение частоты вращения не более 10%, то для такого механизма будет применим практически любой частотный преобразователь. Однако в случае требования обеспечить большой диапазон регулирования частоты, необходимо выбирать преобразователь частоты способный обеспечить работу низких частотах. Также необходимо позаботится об охлаждении двигателя. Стандартный асинхронный двигатель охлаждается закрепленным на его валу вентилятором. Соответственно при снижении частоты вращения вала уменьшается охлаждение электродвигателя. Некоторые преобразователи частоты снабжены функцией контроля теплового режима. Однако возможны варианты где потребуется дополнительное охлаждение или применение другого типа электродвигателя.

Необходимость режима торможения

Для случаем управления приводом высоко инерционных механизмов возникает вопрос – куда деть кинетическую энергию двигателя при торможении. Возможны следующие варианты:

  • Отдать энергию обратно в сеть (рекуперация);
  • Остановить электродвигателем путем понижения частоты питающего напряжения статора. В таком случае избыточная энергия выделится в виде тепла на радиаторах;

Варианты использования того или иного метода должны анализироваться с точки зрения экономической целесообразности. Например рекуперативное торможения более выгодно в плане экономии электроэнергии, однако значительно увеличивает стоимость частотного преобразователя по сравнению с преобразователем частоты с простым тормозным сопротивлением. Данный вопрос необходимо рассматривать в каждом конкретном случае и учитывать все затраты за весь жизненный цикл оборудования.

Способы управления двигателем

Существуют два основных метода частотного регулирования двигателем:

  • Скалярное управление;
  • Векторное управление.

Метод скалярно управления является наиболее распространенным. Применяется как правило для управления двигателей в насосных и вентиляторных агрегатах, компрессорной технике, а также механизмов, где необходимо поддерживать технологический параметр посредством датчика обратной связи. Диапазон регулирования частоты вращения при таком методе достигает 1:10.

Недостатки скалярно метода:

    Значительно снижение величины крутящего момента при частотах f
    –>

На что следует обратить внимание при выборе частотного преобразователя для электродвигателя

Содержание:

  1. Самостоятельный подбор ЧП
    • Выбор общепромышленной модели
    • Выбор по стандартному ряду мощностей электродвигателей
    • Выбор по характеристикам
  2. Как выбрать частотный преобразователь с помощью специалистов «Веспер»
  3. Вебинары

Внедрение частотных преобразователей везде, где используются электродвигатели, — верное решение на пути увеличения доходности предприятия. Благодаря гибкой настройке параметров управления и широкому диапазону регулировок современные частотные преобразователи позволяют ощутимо поднять производительность технологического оборудования различного назначения и снизить издержки даже для устаревшего оборудования.

В этой статье мы расскажем, как выбрать частотный преобразователь для электродвигателя самостоятельно или при помощи специалистов.

Самостоятельный подбор ЧП

У вас есть три пути: выбрать общепромышленную модель, выбрать модель для конкретного применения или по характеристикам.

Выбор общепромышленной модели

Это наиболее быстрый и простой вариант. Например, универсальный общепромышленный векторный ЧП большой мощности «Веспер» из линейки EI -9011 в защищенном корпусе класса IP54 подходит для большинства задач и может использоваться для управления приводами практически всех промышленных механизмов в сложных условиях эксплуатации. Минус такого решения — высокая цена универсального ЧП.

Выбор по стандартному ряду мощностей электродвигателей

Это тоже быстрый и удобный вариант. Как правило, номинальная мощность большинства преобразователей соответствует стандартной серии.

Стандартные серии электродвигателей имеют следующие уровни (номинальной) мощности:

кВт 0,06 0,09 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,10 1,50 2,20 3,00
кВт 4,00 5,50 7,50 11,0 15,0 18,5 22,0 30,0 37,0 45,0 55,0 75,0

Преобразователь частоты подбирается такой же мощности, что и двигатель, или чуть большей. Например, если мощность привода 1,5 кВт, то преобразователь может быть 1,5-2 кВт.

Недостаток этого решения — можно переплатить за избыточную мощность частотника, если электродвигатель не нагружается полностью. Или наоборот: если привод часто работает с пиковыми нагрузками, то приобретенный по стандартной серии ЧП может не справляться с обеспечением работоспособности.

Выбор по характеристикам

1. Электропитание и диапазон выходной частоты.

Количество питающих фаз и номинальное напряжение (В) — первое, на что нужно обращать внимание при выборе. Если это не учесть и неправильно подключить оборудование, возникнут аварийные ситуации и, как следствие, техника выйдет из строя. Выпускаются одно- и трехфазные модели с напряжением на 220 В и 380 В соответственно. Однофазная модель ЧП имеет трёх фазный выход для подключения трёхфазного электродвигателя. Есть также высоковольтные мегаваттные установки для особо мощных агрегатов.

Напряжение местных электросетей, а вернее его качество, также необходимо учитывать при выборе ЧП. Несмотря на то, что Российский стандарт предусматривает для однофазной сети 220 В, а для трехфазной 380 В, на деле бывают существенные провалы и скачки. Если произойдет падение входного напряжения, электропривод аварийно остановится, но если будет скачок вверх, он может сгореть. Поэтому чем шире диапазон допустимых значений напряжения прибора, тем лучше (смотреть их нужно в техническом описании). Модели с широким диапазоном стоят дороже.

Частота (Гц) — следующая по важности характеристика, так как непосредственное управление скоростью вращения вала осуществляется с помощью изменения частоты выходного напряжения. Нужно обратить внимание на диапазон значений выходной частоты ПЧ (например, от 0 до 400 Гц). Чем шире диапазон, тем больше возможностей. У преобразователей частоты, на основе инвертора напряжения, выходная частота не зависит от значения частоты напряжения питания. Все ПЧ ООО «Компании Веспер» выполнены по схеме инвертора напряжения с промежуточным звеном постоянного тока.

2. Мощность и номинальный ток.

Выбор частотного преобразователя по мощности и номинальному току применяемого электродвигателя можно осуществить следующими способами:

  • по значению номинального тока электродвигателя по формуле: Iпч = (1.05…1.1) х Iдв ;
  • на основе полной мощности (кВА), рассчитывается по формуле: Рпч = Uдв х Iдв х √3 / 1000.

Важно, чтобы выходной ток/мощность частотника был равен или превышал номинальный ток/мощность двигателя. Поэтому для правильного выбора необходимо знать номинальные характеристики электродвигателя.

Получить нужные сведения можно из технической документации, по надписям на корпусе (шильдикам) либо провести замеры.

Если двигатель периодически работает с пиковой нагрузкой (значительный пусковой момент на валу, быстрый разгон, резкое торможение), это нужно учитывать. Следует выбирать модель, которая в состоянии обеспечить перегрузочную способность.

3. Методы управления.

Есть два основных метода управления:

  • векторный;
  • скалярный.

Приборы со скалярным управлением стоят дешевле и проще в настройке, но они имеют малый диапазон (1:10) и низкую точность регулировки (погрешность скорости может быть 5-10 %). Такие частотно регулируемые электроприводы целесообразно использовать, когда параметры нагрузки заранее известны и не «плавают» при постоянной частоте. Это могут быть различные механизмы с фиксированным режимом работы, отвечающие за поддержание определенного состояния техпроцесса. К примеру: насосы, вентиляторы, компрессоры.

Векторные приборы более технологичны, имеют широкий диапазон режимов и регулировок (>1:200) с практически нулевой погрешностью, могут поддерживать заданный момент при меняющейся скорости и на сверхмалых оборотах, а также постоянную скорость при резко меняющейся нагрузке. Но они стоят дороже и требуют тонкой индивидуальной настройки специалистом. Такие векторные ЧП подходят для конвейеров, лифтов, транспортеров, кранов, прессов, токарных станков.

5. Гарантийные условия и сервисное сопровождение.

Технические характеристики при выборе преобразователя частоты важны, но нужно еще учитывать качество сборки и возможность сервисного сопровождения. Обращайте внимание на:

  • гарантийные условия;
  • продуманность компоновки и конструкционных решений;
  • использование надёжных комплектующих;
  • контроль качества и отсутствие брака в готовых изделиях;
  • репутацию производителя и множество успешно выполненных проектов;
  • профессиональное гарантийное и послегарантийное сервисное обслуживание;
  • доступность специалистов для консультаций;
  • скорость поставки необходимых комплектующих;
  • наличие сети сервисных центров.

Обеспечить все это на должном уровне могут компании с мощным интеллектуальным и экономическим потенциалом, отлаженным высокотехнологичным производством и многоступенчатым контролем качества.

Среди российских производителей компания «Веспер» соответствует этим критериям в полной мере. Высокое качество продукции подтверждают сертификаты. Оборудование «Веспер» успешно работает на сотнях объектах электроэнергетики, металлургии, машиностроения, нефтегазового комплекса и других отраслей промышленности.

Как выбрать частотный преобразователь с помощью специалистов «Веспер»

Крупные производители выпускают огромный ассортимент ЧП. Если при покупке вам нужно учесть множество критериев, то хорошим вариантом будет обратиться за консультацией к специалистам. Компания «Веспер» имеет большой опыт в проведении работ по подбору преобразователей частоты для различных промышленных и бытовых машин и механизмов.

Если вам нужен преобразователь частоты с дополнительными опциями для решения конкретных задач, то это еще один повод обратиться в крупную компанию. В «Веспере», например, эту задачу решает инженерно-технический отдел, который порекомендует и подберёт дополнительную комплектацию оборудования по персональным пожеланиям заказчика:

  • установит ПЧ в корпус с требуемой степенью защиты IP и системой приточно – вытяжной вентиляции;
  • дооснастит датчиками, счетчиками, таймерами, фильтрами, дросселями, внутренними источниками питания, устройствами динамического торможения;

Выбор частотного преобразователя по току, мощности и другим параметрам

На какие параметры обратить внимание

Сразу стоит отметить, что с помощью частотного преобразователя вы можете подключить асинхронный трёхфазный двигатель к однофазной сети без конденсаторов, соответственно и без потери мощности.

Чтобы понять, как правильно выбрать частотный преобразователь, давайте рассмотрим ряд основных параметров:

  1. Мощность. Подбирают большую, чем полная мощность двигателя, который будет к нему подключен. Для двигателя на 2.5 кВт, если он работает с редкими незначительными перегрузками или в номинале, частотный преобразователь выбирают ближайший в сторону увеличения из модельного ряда, допустим на 3 кВт.
  2. Количество питающих фаз и напряжение – однофазные и трёхфазные. К однофазным на вход подключается на 220В, а на выходе мы получаем 3 фазы с линейным напряжением 220В или на 380В (уточняйте какое выходное напряжение при покупке, это важно для правильного соединения обмоток двигателя). К мощным трёхфазным приборам подключается три фазы соответственно.
  3. Тип управления – векторное и скалярное. Частотные преобразователи со скалярным управлением не обеспечивают точной регулировки в широких пределах, при слишком низких или слишком высоких частотах могут изменяться параметры двигателя (падает момент). Сам же момент поддерживается так называемой ВЧХ (функция U/f=const), где напряжение на выходе зависит от частоты. Для частотников с векторным управлением применяются цепи обратной связи, с их помощью поддерживается стабильность работы в широком диапазоне частот. А также, когда при постоянной частоте изменяется нагрузка на двигатель, такие преобразователи частоты более точно поддерживают момент на валу таким образом снижая реактивную мощность двигателя. На практике чаще встречаются частотные преобразователи со скалярным управлением, например, для насосов, вентиляторов, компрессоров и прочего. Однако при повышении частоты выше чем в сети (50 Гц) момент начинает снижаться, говоря простым языком – некуда повышать напряжение с увеличением оборотов. Модели с векторным управлением стоят дороже, их основная задача – поддержание высокого момента на валу, независимо от нагрузки, что может быть полезным для токарного или фрезерного станка, для поддержания стабильных оборотов шпинделя.
  4. Диапазон регулирования. Этот параметр важен, когда вам нужно регулировать электропривод в широком диапазоне. Если вам, например, нужно подстраивать производительность насоса – регулировка будет происходить в пределах 10% от номинала.
  5. Функциональным особенности. Например, для управления насосом будет хорошо, если в частотном преобразователе будет функция отслеживания режима «сухого хода».
  6. Исполнение и влагозащищенность. Этот параметр определяет, где может быть установлен частотник. Чтобы сделать правильный выбор определитесь где вы его установите, если это будет сырое помещение – подвал, например, то лучше поместить прибор в щит с классом защиты IP55 или близкий к нему.
  7. Способ торможения вала. Инерционное торможение происходит при простом отключении питания от двигателя. Для резкого разгона и торможения применяется рекуперативное или динамическое торможение, за счет обратного вращения электромагнитного поля в статоре, или быстрое понижение частоты с помощью преобразователя.
  8. Способ отвода тепла. При работе полупроводниковые ключи выделяют достаточно большое количество тепла. В связи с этим их устанавливают на радиаторы для охлаждения. В мощных моделях используется активная система охлаждения (с помощью кулеров), что позволяет снизить габариты и вес радиаторов. Это нужно учесть еще до покупки, перед тем как вы решите выбрать ту или иную модель. Сперва определите где и как будет проведен монтаж. Если он будет установлен в шкафу, то следует учесть и то, что при малом объеме пространства вокруг прибора охлаждение будет затруднено.

Часто преобразователи частоты подбирают для глубинного насоса. Он нужен для регулирования производительности насоса и поддерживания постоянного давления, плавного пуска, контроля работы «на сухую» и экономии электроэнергии. Для этого есть специальные приборы, которые отличаются от частотников общего назначения.

Как рассчитать частотник под двигатель

Есть несколько способов расчета для выбора частотного преобразователя. Рассмотрим их.

Подбор по току:

Ток преобразователя частоты должен быть равен или большим чем ток для трёхфазного электродвигателя, потребляемый при полной нагрузке.

Допустим есть асинхронный двигатель с характеристиками:

  • P = 7,5 кВт;
  • U = 3х400 В;
  • I = 14,73 А.

Значит длительный выходной ток частотного должен быть равен или больше чем 14.73А. Расчет показывает, что это равняется 9.6 кВА при постоянной или квадратичной характеристике крутящего момента. Таким требованиям с небольшим запасом соответствует модель: Danfoss VLT Micro Drive FC 51 11 кВт/3ф, которую будет вполне разумно выбрать.

Выбор по полной мощности:

Допустим есть двигатель АИР 80А2, на табличке которого указано (для треугольника):

  • P= 1,5 кВт;
  • U=220 В;
  • I=6 А.

S=3*220*(6/1,73)=2283 Вт =2,3 кВт

Выбираем преобразователь частоты с хорошим запасом, при том что мы его будем подключать к однофазной сети и использовать для управления вращением шпинделя токарного станка. Ближайшая модель, которая для этого подойдет: CFM210 3,3 кВт.

Стоит отметить, что модельный ряд большинства производителей соответствует стандартному ряду мощностей асинхронных двигателей, что позволит сделать выбор частотника с соответствующей мощностью (не превышающей). Если вы используете заведомо более мощный двигатель и не нагружаете его полностью, можно измерить фактический ток потребления и подобрать преобразователь частоты исходя из этих данных. В общем при расчёте частотника для двигателя учитывайте:

  1. Максимальный потребляемый ток.
  2. Перегрузочную способность преобразователя.
  3. Тип нагрузки.
  4. Как часто и насколько долго могут возникать перегрузки.

Теперь вы знаете, как выбрать частотный преобразователь для электродвигателя и на что обратить внимание при выборе данного типа устройств. Надеемся, предоставленные советы помогли вам подобрать подходящую модель под собственные условия!

КАК ВЫБРАТЬ ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ? СТОИТ ЛИ ПЕРЕПЛАЧИВАТЬ ЗА БРЕНДЫ?

В данной статье мы рассмотрим частотные преобразователи: для каких целей они применяются, как правильно их выбирать и на что следует обращать внимание, а также разберемся стоит ли переплачивать за БРЕНДОВЫЕ частотные преобразователи?

Прежде всего начнём с базового, частотные преобразователи – это электронные устройства, которые обеспечивают управление скоростью вращения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с помощью изменения выходной частоты. Современные частотные преобразователи чаще всего применяются в следующих случаях :

· поддержания и изменение скорости вращения электродвигателя

· поддержания определенного значения (параметра) с периодическим изменением скорости вращения электродвигателя; такими параметрами могут являться: давление, расход жидкости, температура и т.п.

· для плавного пуска и торможения двигателя, тем самым обеспечивая рабочие токи при старте двигателя и увеличение срока службы электродвигателя

· для экономии энергоресурсов, обеспечивая экономию до 50%

· для точной регулировки движущих машин: краны, конвейеры и т.п.

Частотные преобразователи относятся к промышленному сегменту и чаще всего встречаются на различных производствах, таких как: энергетика, нефтяная сфера, котельные, очистные сооружения, металлургия, конвейерные линии, а также часто встречаются в бытовых сферах: погружные насосы, системы отопления в коттеджах, домах и многое другое. Частотные преобразователи бывают с входным напряжением на 220В и 380В, а выходное напряжение как правило составляет на 380В (220В крайне редко встречается).

Прежде всего частотные преобразователи устанавливают из расчёта экономии энергоресурсов или технологической необходимости. К технологической необходимости можно отнести поддержания определенного расхода на различные установки, например, очистные установки ОСМОС требуют определенного расхода воды при котором они показывают максимальную эффективность очистки жидкости. Если расход на установку будет маленький, то соответственно КПД установки будет низкое, а если расход будет высокий, то соответственно очистка жидкости будет некачественная. Для таких целей необходим частотный преобразователь, который и будет обеспечивать заданный расход жидкости. Данные примеры применения преобразователей частоты встречаются очень часто в различных отраслях.

КАК ВЫБРАТЬ ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ?

Частотные преобразователи прежде всего выбираются по мощности и току подключаемого двигателя, но мы советуем по возможности выбирать на один порядок выше, так как при этом нагрузка на частотный преобразователь будет меньше, соответственно он будет меньше греться и прослужит более длительное время. Но часто бывает, что частотный преобразователь более высокого номинала стоит на порядок дороже и это становится экономически неоправданно. Для примера рассмотрим подбор частотного преобразователя M – DRIVER M 0075 G 3 с характеристиками: мощность 7.5кВт, ток 16А, напряжение 380В и скважинного насоса Grundfos SP 14-27 с характеристиками: мощность 7.5кВт, ток 17,8А, напряжение 380В. В данном примере мы видим, что максимальная мощность работы насоса совпадает с номинальной мощность частотного привода M – Driver M 0075 G 3, но номинальный ток на насосе (17,8А) больше, чем на частотном преобразователе (16А), соответственно частотный преобразователь нужно брать следующий по номиналу. Им является частотный преобразователь M – Driver M 0110 G 3 c характеристиками: мощность 11кВт, ток 25А, напряжение 380В. Мы видим, что данный частотный преобразователь M – Driver M 0110 G 3 подходит к нашему насосу Grundfos SP 14-27 по мощности и току. Таким образом подбирать частотные преобразователи по характеристикам двигателя можно без особого труда и глубоких знаний.

Основные требования которым должны отвечать современные частотные преобразователи:

· обладать перегрузочной способностью от номинального значения – это крайне важно при больших перегрузках

· поддержания скалярного и векторного управления

· различные защиты: контроль по току, напряжению, перекос фаз, отсутствие фазы, КЗ и т.п.

· плавный разгон и плавное торможение по заданному времени

· функции управления: плавное повышение и понижение оборотов, поддержания определенных оборотов, аналоговые и дискретные входа и выхода для подключения внешних датчиков и управляющих сигналов, протокол Modbus для связи с периферийным оборудованием и передачей данных на верхний уровень АСУТП

· поддержка ПИД регулятора

· встроенные тормозной резистор; актуально для быстрого торможения двигателя, при отключении двигателя вал по инерции продолжает вращаться (если нет естественного сопротивления – воды в трубе или потока обратного воздуха) и данный резистор создает искусственное торможение двигателя

Также в некоторых случаях может потребоваться применение дополнительного оборудования для частотных преобразователей:

· моторный дроссель устанавливается, когда расстояние между двигателем и частотным преобразователем превышает 30 метров, таким образом защищает двигатель от импульсных токов, уменьшает амплитуду КЗ

· сетевой дроссель устанавливается на входе частотного преобразователя и по сути является сетевым фильтром, который защищает от пиковых скачков напряжения в сети и подавлением высоких гармоник, проникающих в питающую сеть от преобразователя частоты. Если используются экранированные кабеля на низковольтное оборудование, то чаще всего данным сетевым дросселем можно пренебречь. Из нашего опыта можем сказать, что в 75% процентах случаях данные сетевые дроссели не используются.

· тормозные резисторы применяются для компенсации (рассеивания) генерируемой энергии двигателем при торможении. Чаще всего используется для быстрого торможения двигателя, в подъёмно-транспортных механизмах, где необходима точность позиционирования. Для насосов чаще всего тормозные резисторы не применяются, потому что двигатель и так быстро затормозится об проточную воду.

СТОИТ ЛИ ПЕРЕПЛАЧИВАТЬ ЗА БРЕНДОВЫЕ ЧАСТОТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ?

В настоящее время на рынке огромный выбор частотных преобразователей и не всегда понятно – платить за брендовый частотный преобразователь 50 000 рублей или можно использовать Китайский за 15 000 рублей с аналогичными характеристиками? Давайте разберемся с данным вопросом. Так уж сложился стереотип, что мы к китайской продукции относимся с неким скепсисом, что мол данный товар плохого качество, быстро сломается и т.п. Но это совершенно не так! Конечно, китайская продукция бывает разная, но мы прежде всего говорим только о фабричной качественной продукцией. Множество брендовых частотных преобразователей собирается в Китае, и китайские производители хорошо научились копировать Европейские бренды и порой встречаются даже похожие прошивки частотных преобразователей, только корпуса разные. Из личного опыта можем сказать, какие китайские частотные преобразователи сами устанавливали и испытывали в различных условиях и на разных объектах, а также по отзывам наших покупателей. Частотные преобразователи китайских брендов M – DRIVER , INOVANCE были смонтированы нами на насосных станциях в более чем 10 котельных 7 лет назад и до сих пор работают и нет никаких нареканий по ним. В настоящее время в своих проектах мы не используем частотные преобразовали Danfoss , Siemens и т.п., так как не видим смысла в больших переплатах по данной продукции (если на этом не настаивает Заказчик). Ниже представлена сравнительная таблица нескольких аналогичных моделей частотных преобразователей M – Driver и Danfoss . Выбор за Вами!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий