Преобразователи частоты

Для чего нужен частотный преобразователь – правильный ответ

Преобразователи частоты

Частотные преобразователи – это технические устройства, преобразующие входные сетевые параметры в выходные на различных частотах. Современные инверторы переменного тока обладают широким частотным диапазоном.

Асинхронный преобразователь частоты предназначен для преобразования сетевого 3-х либо 1-но фазного переменного тока f 50 Гц в 3-х фазный либо 1-но фазный, f 1  ̴̴ 800 Гц.

Производителями выпускаются электро-индукционные частотники, представляющие собой конструктив:

  • асинхронный электродвигатель;
  • инверторы.

Частотники зачастую используются для плавной регулировки скорости вращения асинхронного двигателя (АД) за счет формирования на выходе частотника заданных параметров сети. В самых простых случаях регулировка f и U выполняется с соответствующей зависимостью V/f, в более навороченных инверторах реализуется как векторное управление.

Электронный преобразователь частоты — это конструктив, который состоит из элементов:

  • выпрямитель, преобразующийI ̴в Iconst;
  • инвертор, преобразующийIconstв I ̴с требуемой частотой и амплитудой.

Выходные тиристоры (транзисторы) служат для обеспечения необходимого тока для электроснабжениядвигателя.

Для поправки U вых. между частотником и электродвигателем другой раз ставят дроссель, а для сниженияпомех — фильтр.

Классификация преобразователей частоты

По типу питающего напряжения преобразователи частоты делятся на разновидности:

  • однофазные;
  • трехфазные;
  • высоковольтные аппараты.

Основную задачу преобразователя частоты можно сформулировать следующим образом: перевод рабочего процесса на экономичный режим с помощью управления скоростью и моментом двигателя, согласно заданным техническим параметрам и характеру нагрузки.

При этом цифровой дисплейприбора показывает такие параметры работы системы, как:

  • величина I и U двигателя;
  • выходные значения частоты, скорости, мощности и момента (f, v, Р и М);
  • отображение состояния дискретных входовдля регулирования скорости вращения вала АД и дистанционного управления системой;
  • продолжительность работы самого частотного преобразователя.

По сфере использования типы инверторы бывают:

  • промышленного назначения мощностью до 315 кВт;
  • ПЧ с векторным управлением мощностью до 500 кВт;
  • для управления механизмами с насосно-вентиляторным типом нагрузки (Р 15 — 315 кВт);
  • частотники для кранов и других подъемных конструкций;
  • для применения в условиях взрывоопасности;
  • устанавливаемые ЧРП прямо на электродвигатель.

Структура частотного преобразователя

Структура современного ПЧ выстраивается по принципу преобразования энергии и включает в себя силовую и управляющую составляющую.

Первая, как правило, исполняется на тиристорах или транзисторах, коим отводится роль электроключей. Управляющий блок реализуется на микропроцессорах.

С помощью ключей размыкающий и замыкающий цепи он позволяет молниеносно решать множество заданий по диагностике, защите, контролю.

По принципу работы частотные преобразователи бывают двух типов:

  1. с наличием промежуточного звена постоянного тока;
  2. с непосредственной связью.

Всем им присуще ряд достоинств и недостатков, обуславливающих сферу эффективного использования каждого из них.

Непосредственные частотные преобразователи

Они принадлежат к наиболее ранним аппаратам с упрощенной силовой частью,представляющей собой выпрямитель на тиристорах.

Система управления по очереди отмыкает групповые тиристоры и подключает обмотки электродвигателя к сети питания. Непосредственные – это реверсивный тиристорный частотник. Основное его преимущество заключается в том, что он подключается напрямую в сеть без добавочных устройств.

Таким манером получается, что U вых частотника образуется из усеченных отрезков синусоид U вых. На рисунке приведён пример сформировавшегося U вых для одной из фаз нагрузки. На вход тиристоров подаётся 3-х фазное синусоидальные составляющие Uа, Uв, Uс.

 Напряжение U вых представляется несинусоидальной «пилообразной» формой, которая в аппроксимированном виде выглядит как синусоида (жирная кривая). На чертеже показано, что частота U вых не может быть равной либо превышать частоту сети питания. Поэтому и невелик диапазон управления частоты вращения электродвигателя (менее 1: 10).

Ограничивающие пределы не дают возможность использовать подобные частотные преобразователи в навороченных ЧРП. Последние рассчитаны на широкий диапазон регулировкипоказателей.

Применение тиристоров в большей степени усложняет систему управления, и поэтому этого стоимость преобразователя частоты увеличивается.

Выходная «усеченная» синусоида частотника – это источник высокочастотных гармоник, вызывающих добавочные потери в электродвигателе, перегревание электромашины, уменьшение момента, мешающие работе шумы в сети питания. Использование компенсирующих приспособлений повышает цену, массу, размеры, понижает КПД всей системы.

Тем не менее, непосредственные частотные преобразователи радуют пользователей своими определёнными достоинствами. К ним относятся:

  • достаточно большой КПД, достигаемый одним преобразованием электроэнергии;
  • работа в различных режимах, включая с рекуперацией энергии в сеть;
  • надежность, относительная дешевизна, полная управляемость и удобство;
  • наличие возможности неограниченного наращивания мощности системы;

Такие схемы применяются в электроприводах выпуска прошлых лет. В новых конструкциях они на практике не разрабатываются.

Частотные преобразователи со звеном постоянного тока

Это устройства, выполненные по транзисторной или тиристорной схеме.

Однако их основная отличительная особенность состоит в том, что корректная и безопасная работа частотника требует наличия звена постоянного напряжения. Поэтому для подключения их к промышленной сети требуется выпрямитель.

Обычно, применяются комплектное оборудование, состоящее из частотного преобразователя и выпрямителя, регулируемые от одной системы управления.

В ПЧ этой группы применяется двухступенчатое преобразование электроэнергии: синусоидальное U вх с f = const выправляется в выпрямителе (В), отфильтровывается фильтром (Ф), разглаживается, и далее заново преобразуется инвертором (И) в U  ̴. Ввиду двухступенчатого преобразования электроэнергии снижается КПД и несколько ухудшаются массогабаритные показателив сравнении с преобразователями частоты с непосредственной связью.

Для создания синусоидального U  ̴ самоуправляющиеся преобразователи частоты. В качестве ключевой базы в них используются усовершенствованная тиристорная и транзисторная основа.

Основным преимуществом тиристорной преобразовательной аппаратуры считается возможность оперироватьс большими параметрами сети, с выдерживанием при этом продолжительной нагрузки и импульсных воздействий. Аппараты обладают более высоким КПД.

Частотные преобразователи на тиристорах на сегодня превосходят остальные высоковольтные приводы, мощность которых исчисляется десятками МВТ с U вых от 3до 10 кВ и более. Однако и цена на них соответственно наибольшая.

Преимущества:

  • наибольший КПД;
  • возможность использования в мощных приводах;
  • приемлемая стоимость, невзирая на внедрение добавочных элементов.

Принцип действия преобразователя частоты

Первооснову привода определяет инвертор двойного преобразования. Принцип действия заключается в том, чтобы:

  • входной переменный токсинусоидального типа 380 либо 220В выпрямляется блоком диодов;
  • потом фильтруется посредством конденсаторов для минимизации пульсации напряжения;
  • дальше напряжение подаётся на микросхемы и мосты транзисторов, создающие из него 3-х фазную волнус установленными параметрами;
  • на выходе прямоугольные импульсы превращаются в синусоидальное напряжение.

Как подключить и настроить преобразователь частоты?

Общая схема подключения асинхронного электродвигателя с применением частотного преобразователя в принципе не сложная, так как вся основная разводка заключается в корпусах приборов. Для технаря, владеющего практикой, разобраться в ней не составит сложности.

В схеме место для преобразователя выделяется сразу после автоматического выключателя с номинальным током, равным номиналу электрического двигателя. При монтаже преобразователя в 3-х фазную сеть необходимо задействовать трехполюсный автомат,имеющий общий рычаг. При перегрузке это позволит мгновенно отключить все фазы от сети электроснабжения.

Ток срабатывания должен быть равным току одной фазы электродвигателя. При однофазном питании, следует выбирать автоматический выключатель, с утроенным значением тока одной фазы.

Во всех случаях, монтаж инвертора должен осуществляться с включением автоматических выключателей в разрыв нулевого или заземляющего провода.

Практически настраивать частотный преобразователь – это значит, проводить подключение жил кабеля к видимым контактам электрического двигателя. Конкретное соединение определено характером напряжения, вырабатываемого непосредственно преобразователем частоты.

Для 3-х фазных сетей на промышленных объектах электродвигатель подсоединяется «звездой» — этой схемой подразумевается параллельное подсоединение проводов обмоток.

Для бытового применения в однофазных сетях применяется схема «треугольник» (где U вых не превышает U ном больше чем на 50%).

Пульт управления необходимо располагать втам, где будет комфортно пользоваться. Схема подключения пульта обычно отображена в пользовательской инструкции к частотному преобразователю. Перед установкой, до подачи электропитания рычаг нужно перевести в положение «выключено».

После того должна загореться соответствующая индикаторная лампочка. По умолчанию для пуска аппарата требуется нажать на клавишу «RUN». Для плавного наращивания оборотов электродвигателя нужно не торопясь повернуть рукоятку пульта.

При обратном вращении необходимо переустановить режим посредством кнопки реверса. Сейчас уже можнобудет перевести рукоятку в рабочее положение и установить требуемую скорость вращения.

Стоит заметить, что на управляющих пультах отдельных ПЧ указывается не механическая частота вращения, а частота питающего напряжения.

Ради чего нужен преобразователь частоты?

Применение задвижек и регулирующих клапанов в производстве постепенно уходит в прошлое.

Пришедшие им на замену асинхронные двигатели выгодно отличаются высокой производительностью и мощностью, но также не лишены характерных недостатков.

К примеру, контроль над скоростью вращения ротора требует оснащения добавочными элементами. Пусковые токи превышают номинальные до семи раз. Такая ударная перегрузка отражается на сроке службы агрегата.

Высокоэкономичное функционирование  насосов основывается на постоянной регулировке таких технических показателей как температура, давление и расход воды.

Оптимизация работы дымососов и вентиляторов требует регулировки температурного режима, давления воздуха и разреженности газов. Экономичность использования станков предусматривается регулировкой скорости вращения двигателя.

В конвейерной специфике работы важной особенностью является производительность. Специальные частотные агрегаты предназначены для решения подобных задач.

Для фирмы и предприятий частные преобразователи необходимы  в плане:

  • экономии энергетических ресурсов;
  • долгосрочности службы механической и электрической части технологического оборудования;
  • уменьшения денежных затрат на плановые ремонтно-предупредительные процедуры;
  • ведения оперативного управления, принципиального контроля за техническими параметрами и т. п.

Использование частотного привода повышает техническую эффективность производства еще и за счёт высвобождения некоторого оборудования.

Где используются частотные преобразователи?

Аппаратура широко применяется в промышленных и устройствах, где необходимо изменение скорости вращения двигателя, мероприятия по борьбе с амплитудными пусковыми токами или корректирование в регулирующих деталях (комбинации элементарных  преобразователей с использованием обратной связи) и т. п. Рассмотрим их применение по мере востребованности:

Насосы. Поскольку потребляется мощность, пропорциональна, как известно, кубу скорости вращения, то использование преобразователя частоты позволяет сэкономитьпотребление электроэнергии до 60 %, в сравнении с методом регулировки мощности посредством заслонок на трубе. Годовое использование частотного преобразователя окупает все затраты на его приобретение. Аппараты позволяют также:

  • снижать тепловые и водные потери на 5 — 10 %,
  • уменьшать количество аварий на трубопроводах;
  • обеспечить полноценную защиту электрического двигателя.

Дополнительным преимуществом является решение проблемы с гидроударами: работающие ПЧ сглаживают пуск/останов насоса. На модернизированных насосных станциях налажены системы, позволяющие управлять насосами групповым методом без необходимости в установке контроллера.

Читайте также:  Применение компьютерных блоков питания

Вентиляторы. Все, вышесказанное для насосов, в полной мере имеет отношение и к вентиляторам.

Что касается экономии потребления электричества, она здесь еще более значительна, так как в целях прямого пуска больших вентиляторов зачастую используются более мощные двигательные агрегаты.

Усовершенствование технологических установок приводит к повышению рентабельности производства. Экономичность достигается и за счёт уменьшения потерь холостого хода.

Транспортеры. Адаптация скорости перемещения к скорости технологической системы, не являющейся постоянной величиной. Плавный запуск значительно увеличивает ресурс механической части системы, так как ударные нагрузки наносят вред техническому оборудованию.

Область использования преобразователей частоты довольно обширна. Среди управляемых инверторов насосного типа небольшой мощности можно выделить также центробежные насосы, компрессоры, центрифуги, воздуходувки и т. д.

К общепромышленной серии управляемых ЧРП частотников средней мощности относятся двигатели в вентиляторах, дымососах, в системах водоснабжения, смесителях, дозаторах, производственных линиях.

Трудно представить без векторного управления с помощью преобразователей лифтовое и другое подъемно-транспортное оборудование со значительными перегрузками при пуске/остановке.

Использование ПЧ с обратной связью позволяет обеспечить точность скорости вращения, что станет залогом улучшения качества технологического процесса и решения поставленных задач.

Известные производители имеют ряд моделей, ориентированных на рабочий режим в замкнутой системе.

Техника рекомендована к использованию в деревообрабатывающей промышленности, робототехнике, системах точного позиционирования и др.

Вся перечисленная техника может управляться с помощью преобразователей с аналогово-цифровыми входами/выходами для регулирования, дистанционным контролем и мониторингомпо последовательной линии связи.

Другие преимущества частотников:

  • плавное регулирование скорости вращения двигателя даёт возможность не применять редукторы, вариаторы, дроссели и другую регулирующую аппаратуру, что делает структуру управления проще, дешевле и существенно надёжнее;
  • частотники в составе с АД могут вполне использоваться для замены электроприводов постоянного тока;
  • возможно создание многофункциональных систем управления приводами на базе ПЧ с контроллером;
  • модернизация технологического конструктива может производиться без перерыва в работе.

Заключение

Стоит отметить, что в отдельных случаях применение современного управления производством с помощью частотных преобразователей приводит к снижению не только энергоресурсов, но и потерь транспортируемых веществ. В промышленно-развитых странах уже практически невозможно найти асинхронный электродвигатель без преобразователя частоты.

Мы примерно знаем, как на сегодня обстоят дела у нас, а вот что ждёт нас в будущем? Глядя на ситуацию сквозь призму пользователя, предполагается деление преобразователей частоты на две части: первая будет содержать технику, ориентированную на пользовательского дилетанта и имеющую минимальное количество настроек и максимум автоматических, а во вторую – приборы, имеющие максимальное количество настроек с большими возможностями и рассчитанные на применение специалистами, способными все эти возможности использовать.

Энергосбережение_преобразователи частоты.wmv

Источник: http://chistotnik.ru/dlya-chego-nuzhen-chastotnyj-preobrazovatel.html

Частотные преобразователи. Работа и устройство. Типы и применение

Ротор электродвигателя начинает свое вращение с помощью электромагнитных сил от вращающегося магнитного поля, вызванного обмоткой якоря. Число оборотов определяется частотой тока в сети.

Стандартное значение частоты тока составляет 50 герц. Это означает, что 50 периодов колебаний совершается за 1 секунду. В минуту число колебаний составит 50 х 60 = 3000.

Значит, ротор будет вращаться 3000 оборотов в минуту.

Если научиться изменять частоту тока, то появится возможность регулировки скорости двигателя. Именно по этому принципу действуют частотные преобразователи.

Современное исполнение преобразователей частоты выглядит в виде высокотехнологичного устройства, состоящего из полупроводниковых приборов, совместно с микроконтроллером электронной системы. С помощью этой системы управления изменяются важные параметры электродвигателя, например, число оборотов.

Изменить скорость привода можно и с помощью механического редуктора шестеренчатого типа, либо на основе вариатора. Но такие механизмы имеют громоздкую конструкцию, их нужно обслуживать. С использованием частотника (инвертора) снижается расход на техническое обслуживание, повышается функциональность привода механизма.

Виды

По конструктивным особенностям частотные преобразователи делятся:

  1. Индукционные.
  2. Электронные.

Электродвигатели асинхронного типа с фазным ротором, подключенные в режим генератора, представляют подобие индукционного частотного преобразователя. Они имеют малые КПД и эффективность. В связи с этим такие виды преобразователей не нашли популярности в использовании.

Электронные виды частотников дают возможность плавного изменения оборотов электродвигателей. При этом реализуются два возможных принципа управления:

  1. По определенной зависимости скорости от частоты тока.
  2. По способу векторного управления.

Первый принцип самый простой, но не совершенный. Второй принцип применяется для точного изменения оборотов двигателя.

Конструктивные особенности

Рис. 1

Преобразователь частоты имеет в составе основные модули:

  1. Выпрямитель.
  2. Фильтр напряжения.
  3. Инверторный узел.
  4. Микропроцессорная система.

Все модули связаны между собой. Действие выходного каскада (инвертора) контролирует блок управления, с помощью которого меняются свойства переменного тока.

Частотный преобразователь для электромотора имеет свои особенности. В его состав входит несколько защит, управление которыми осуществляется микроконтроллером. Например, проверяется температура полупроводников, работает защита от превышения тока и короткого замыкания. Частотник подключается к сети питания через устройства защиты.

Для запуска электродвигателя не нужен магнитный пускатель.

Выпрямитель

Это первый модуль, по которому проходит ток. Он преобразует переменный ток в постоянный, благодаря полупроводниковым диодам. Особенностью частотника является возможность его питания от однофазной сети. Разница в конструкции состоит в разных типах выпрямителей.

Если мы говорим про однофазный частотник для двигателя, то нужно использовать в выпрямителе четыре диода по мостовой схеме. При трехфазном питании выбирается схема из шести диодов. В итоге получается выпрямление переменного тока, появляется два полюса: плюс и минус.

Фильтр напряжения

Из выпрямителя выходит постоянное напряжение, которое имеет значительные пульсации, заимствованные от переменного тока. Для их сглаживания используют такие элементы, как электролитический конденсатор и катушка индуктивности.

Катушка имеет много витков, и обладает реактивным сопротивлением. Это дает возможность сглаживать импульсы тока. Конденсатор, подключенный к двум полюсам, имеет интересные характеристики.

При прохождении постоянного тока он в силу закона Кирхгофа должен быть заменен обрывом, как будто между полюсами ничего нет. При прохождении переменного тока он должен быть проводником, то есть, не иметь сопротивления.

В результате доля переменного тока замыкается и исчезает.

Инверторный модуль

Это узел, имеющий наибольшую важность в преобразователе частоты. Он изменяет параметры тока выхода, состоит из шести транзисторов. Для каждой фазы подключены по два транзистора. В каскаде инвертора применяются современные транзисторы IGBT.

Если изготавливать частотные преобразователи своими руками, то необходимо выбирать элементы конструкции, исходя из мощности потребления. Поэтому нужно сразу определить тип электродвигателя, который будет питаться от частотника.

Микропроцессорная система

В самодельной конструкции не получится добиться таких параметров, имеющихся у заводских моделей, так как в домашних условиях сделать управляющий модуль сложно.

Дело не в пайке деталей, а в создании программы для микроконтроллера.

Простой способ – это сделать управляющий блок, которым можно регулировать обороты двигателя, осуществлять реверс, защищать двигатель от перегрева и перегрузки по току.

Чтобы изменить обороты мотора, нужно применить переменное сопротивление, подключенное к вводу микроконтроллера. Это устройство подает сигнал на микросхему, которая производит анализ изменения напряжения и сравнивает его с эталоном (5 вольт). Система действует по алгоритму, который создается до начала создания программы. По нему действует микропроцессорная система.

Приобрели большую популярность управляющие модули Siemens. Частотные преобразователи этой фирмы надежны, могут применяться для любых электродвигателей.

Принцип действия

Основа работы инвертора состоит в двойном изменении формы электрического тока.

Напряжение подается на блок выпрямления с мощными диодами. Они удаляют гармонические колебания, однако оставляют импульсы сигнала. Чтобы их удалить, подключен конденсатор с катушкой индуктивности, образующие фильтр, который стабилизирует форму напряжения.

Далее, сигнал идет на частотный преобразователь. Он состоит из шести мощных транзисторов с диодами, защищающими от пробоя напряжения. Ранее для таких целей применялись тиристоры, но они не обладали таким быстродействием, и создавали помехи.

Чтобы подключить режим замедления мотора, в схему устанавливают транзистор управления с резистором, который рассеивает энергию. Такой способ дает возможность удалять образуемое двигателем напряжение, чтобы защитить емкости фильтра от выхода из строя вследствие перезарядки.

Метод управления векторного типа частотой инвертора дает возможность создания схемы, которая автоматически регулирует сигнал. Для этого применяется управляющая система:

  1. Амплитудная.
  2. Широтно-импульсная.

Амплитудная регулировка работает на изменении напряжения входа, а ШИМ – порядка действия переключений транзисторов при постоянном напряжении на входе.

При регулировании ШИМ образуется период модуляции, когда обмотка якоря подключается по очереди к выводам выпрямителя. Так как тактовая частота генератора высокая и находится в интервале 2-15 килогерц, то в обмотке мотора, имеющего индуктивность, осуществляется сглаживание напряжения до нормальной синусоиды.

Принцип подключения ключей на транзисторах

Каждый из транзисторов включается по встречно-параллельной схеме к диоду (Рис. 1). Через цепь транзистора протекает активный ток электродвигателя, реактивная часть поступает на диоды.

Чтобы исключить влияние помех на действие инвертора и электродвигателя, в схему подключают фильтр, который удаляет:

  • Радиопомехи.
  • Помехи от электрооборудования.

Об их образовании дает сигнал контроллер, чтобы снизить помехи, применяются экранированные провода от двигателя до выхода инвертора.

Чтобы оптимизировать точность функционирования асинхронных двигателей, в цепь управления инверторов подключают:

  • Ввод связи.
  • Контроллер.
  • Карта памяти.
  • Программа.
  • Дисплей.
  • Тормозной прерыватель с фильтром.
  • Охлаждение схемы вентилятором.
  • Прогрев двигателя.

Схемы подключения

Частотные преобразователи служат для работы в 1-фазных и 3-фазных сетях. Но если имеются промышленные источники питания на 220 вольт постоянного тока, то инверторы также можно подключать к ним.

Модели для 3-фазной сети рассчитаны на 380 вольт, и подают его на мотор. 1-фазные частотники работают от сети 220 вольт, выдают на выходе 3 фазы. Частотник может подключаться к электродвигателю по схеме звезды или треугольника.

Обмотки мотора соединяются в «звезду» для частотника, работающего от трех фаз 380 вольт.

Обмотки двигателя соединяют «треугольником», когда инвертор запитан от 1-фазной сети.

При выборе метода подключения электродвигателя к частотнику необходимо определить мощности, которые создает двигатель на разных режимах, в том числе и медленный режим, тяжелый запуск. Преобразователь частоты нельзя эксплуатировать с перегрузкой длительное время. Его мощность должна быть с запасом, тогда работа будет без аварий, и срок службы продлится.

Читайте также:  Схема простой gsm сигнализации

Применение

Частотные преобразователи используются в устройствах с необходимостью регулировки скорости двигателя.

  • Приводы насосов. Уменьшает потери тепла и воды на 10%. Снижает количество аварий, защищает электродвигатели.
  • Вентиляционные системы. Экономия больше, чем при работе с насосами, так как для запуска мощных вентиляторов применяют мощные приводы агрегатов. Экономия появляется за счет снижения потерь на холостом ходу.
  • Транспортеры. Инверторы адаптируют скорость двигателя к скорости технологической системы, которая постоянно изменяется. Мягкий пуск повышает ресурс привода системы, так как нет ударных нагрузок, которые вредят оборудованию.
  • Компрессоры.
  • Дымососы.
  • Центрифуги.
  • Лифтовое оборудование.
  • Оборудование в деревообработке.
  • Робототехника.

Преимущества

  • Сглаживание работы мотора при запуске и торможении.
  • Возможность управления группой двигателей.
  • Плавное управление скоростью электродвигателей, без использования редукторов и других механических систем. Это позволяет упростить управление, сделать его дешевле и надежнее.
  • Используются совместно с асинхронными двигателями для замены приводов постоянного тока.
  • Образование многофункциональных систем управления приводами.
  • Изменение настроек непосредственно в работе, без останова.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/chastotnye-preobrazovateli/

Купить частотный преобразователь для электродвигателя, цены на преобразователь частоты в Москве – интернет магазин Инстлайн

Частотные преобразователи (иногда их еще называют частотниками) – это устройства, устанавливаемые в комплексе с электрическими двигателями и выполняющие задачи по сбережению электроэнергии, а также по синхронному управлению сразу несколькими двигателями. Кроме того, частотный преобразователь позволяет существенно расширить технические функции и возможности электрооборудования, к которому он подключен.

Области применения частотников

Достаточно сложно перечислить все сферы, где оправдывается использование частотных преобразователей. Если рассматривать глобально, то данное устройство необходимо устанавливать во всех технологических комплексах – там, где используются электрические двигатели.

Частотники являются важными устройствами, используемыми в коммунальном хозяйстве, металлургии, машиностроении, деревообрабатывающем производстве, химической промышленности, кабельно-волоконном производстве и во многих других областях как тяжелой, так и легкой промышленности.

Принцип работы

Принцип работы данного устройства заключается в выполнении двух основных функций:

✓выпрямителя – данная функция частотника заключается в преобразовании переменного тока с промышленной частотой в постоянный ток; ✓инвертора – эта функция наоборот отвечает за преобразование постоянного в переменный ток с требуемой амплитудой и частотой.

Потребность в частотниках

Качественное оборудование при использовании его вместе с асинхронным двигателем способно полностью контролировать и точно регулировать частоту вращения приводного вала электромотора.

Кроме того, при помощи частотного преобразователя можно добиться бесконтактного включения реверса (изменение направления движения вала двигателя), плавной остановки и запуска мотора, а также бесступенчатой регулировки количества оборотов приводного вала электрического двигателя.

Чтобы правильно подобрать нужное устройство, устраивающее вас по назначению, техническим характеристикам, а также качеству и цене, мы предлагаем вам ознакомиться с разнообразными типами частотных преобразователей, представленными на страницах нашего интернет-маркета.

Вы можете подобрать оптимальную модель из представленных частотников производства Hyundai. Если же вы самостоятельно не можете определиться с тем, какая модель вам необходима, то советуем обратиться к онлайн-консультантам нашего интернет-магазина.

Частотные преобразователи Hyundai – это рентабельное сочетание объективной стоимости, простоты ввода в эксплуатацию, а также высокой функциональности, подтвержденной всеми международными стандартами. Практика доказывает, что частотники Hyundai имеют высокие динамические показатели, которые позволяют использовать данное устройство в самых разнообразных сферах промышленности.

Источник: https://instline.ru/category/silovaya-tekhnika/chastotnye-preobrazovateli-chastotnik/

Принцип работы частотного преобразователя для асинхронного двигателя

Содержание:

Трехфазные асинхронные двигатели нашли самое широкое применение в промышленности и других областях. Современное оборудование просто невозможно представить без этих агрегатов.

Одной из важнейших составляющих рабочего цикла машин и механизмов является их плавный пуск и такая же плавная остановка после выполнения поставленной задачи. Такой режим обеспечивается путем использования преобразователей частоты.

Эти устройства проявили себя наиболее эффективными в больших электродвигателях, обладающих высокой мощностью.

С помощью преобразователей частоты успешно выполняется регулировка пусковых токов, с возможностью контроля и ограничения их величины до нужных значений.

Для правильного использования данной аппаратуры необходимо знать принцип работы частотного преобразователя для асинхронного двигателя. Его применение позволяет существенно увеличить срок службы оборудования и снизить потери электроэнергии.

Электронное управление, кроме мягкого пуска, обеспечивает плавную регулировку работы привода в соответствии с установленным соотношением между частотой и напряжением.

Что такое частотный преобразователь

Основной функцией частотных преобразователей является плавная регулировка скорости вращения асинхронных двигателей. С этой целью на выходе устройства создается трехфазное напряжение с переменной частотой.

Преобразователи частоты нередко называются инверторами. Их основной принцип действия заключается в выпрямлении переменного напряжения промышленной сети.

Для этого применяются выпрямительные диоды, объединенные в общий блок. Фильтрация тока осуществляется конденсаторами с высокой емкостью, которые снижают до минимума пульсации поступающего напряжения.

В этом и заключается ответ на вопрос для чего нужен частотный преобразователь.

В некоторых случаях в схему может быть включена так называемая цепь слива энергии, состоящая из транзистора и резистора с большой мощностью рассеивания. Данная схема применяется в режиме торможения, чтобы погасить напряжение, генерируемое электродвигателем. Таким образом, предотвращается перезарядка конденсаторов и преждевременный выход их из строя.

В результате использования частотников, асинхронные двигатели успешно заменяют электроприводы постоянного тока, имеющие серьезные недостатки. Несмотря на простоту регулировки, они считаются ненадежными и дорогими в эксплуатации. В процессе работы постоянно искрят щетки, а электроэрозия приводит к износу коллектора.

Двигатели постоянного тока совершенно не подходят для взрывоопасной и запыленной среды.

В отличие от них, асинхронные двигатели значительно проще по своему устройству и надежнее, благодаря отсутствию подвижных контактов. Они более компактные и дешевые в эксплуатации. К основному недостатку можно отнести сложную регулировку скорости вращения традиционными способами.

Для этого было необходимо изменять питающее напряжение и вводить дополнительные сопротивления в цепь обмоток. Кроме того, применялись и другие способы, которые на практике оказывались неэкономичными и не обеспечивали качественной регулировки скорости.

Но, после того как появился преобразователь частоты для асинхронного двигателя, позволяющий плавно регулировать скорость в широком диапазоне, все проблемы разрешились.

Одновременно с частотой изменяется и подводимое напряжение, что позволяет увеличить КПД и коэффициент мощности электродвигателя. Все это позволяет получить высокие энергетические показатели асинхронных двигателей, продлить срок их эксплуатации.

Принцип действия частотного преобразователя

Эффективное и качественное управление асинхронными электродвигателями стало возможно за счет использования совместно с ними частотных преобразователей. Общая конструкция представляет собой частотно-регулируемый привод, который позволил существенно улучшить технические характеристики машин и механизмов.

В качестве управляющего элемента данной системы выступает преобразователь частоты, основной функцией которого является изменение частоты питающего напряжения.

Его конструкция выполнена в виде статического электронного узла, а формирование переменного напряжения с заданной изменяемой частотой осуществляется на выходных клеммах.

Таким образом, за счет изменения амплитуды напряжения и частоты регулируется скорость вращения электродвигателя.

Управление асинхронными двигателями осуществляется двумя способами:

  • Скалярное управление действует в соответствии с линейным законом, согласно которому амплитуда и частота находятся в пропорциональной зависимости между собой. Изменяющаяся частота приводит к изменениям амплитуды поступающего напряжения, оказывая влияние на уровень крутящего момента, коэффициент полезного действия и коэффициент мощности агрегата. Следует учитывать зависимость выходной частоты и питающего напряжения от момента нагрузки на валу двигателя. Для того чтобы момент нагрузки был всегда равномерным, отношение амплитуды напряжения к выходной частоте должно быть постоянным. Данное равновесие как раз и поддерживается частотным преобразователем.
  • Векторное управление удерживает момент нагрузки в постоянном виде во всем диапазоне частотных регулировок. Повышается точность управления, электропривод более гибко реагирует на изменяющуюся выходную нагрузку. В результате, момент вращения двигателя находится под непосредственным управлением преобразователя. Нужно учитывать, что момент вращения образуется в зависимости от тока статора, а точнее – от создаваемого им магнитного поля. Под векторным управлением фаза статорного тока изменяется. Эта фаза и есть вектор тока осуществляющий непосредственное управление моментом вращения.

Настройка частотного преобразователя для электродвигателя

Для того чтобы преобразователь частоты для асинхронного двигателя в полном объеме выполнял свои функции, его необходимо правильно подключить и настроить. В самом начале подключения в сети перед прибором размещается автоматический выключатель.

Его номинал должен совпадать с величиной тока, потребляемого двигателем. Если частотник предполагается эксплуатировать в трехфазной сети, то автомат также должен быть трехфазным, с общим рычагом.

В этом случае при коротком замыкании на одной из фаз можно оперативно отключить и другие фазы.

Ток срабатывания должен обладать характеристиками, полностью соответствующими току отдельной фазы электродвигателя.

Если частотный преобразователь планируется использовать в однофазной сети, в этом случае рекомендуется воспользоваться одинарным автоматом, номинал которого должен в три раза превышать ток одной фазы.

Независимо от количества фаз, при установке частотника, автоматы не должны включаться в разрыв заземляющего или нулевого провода. Рекомендуется использовать только прямое подключение.

При правильной настройке и подключении частотного преобразователя, его фазные провода должны соединяться с соответствующими контактами электродвигателя.

Предварительно обмотки в двигателе соединяются по схеме «звезда» или «треугольник», в зависимости от напряжения, выдаваемого преобразователем.

Если оно совпадает с меньшим значением, указанным на корпусе двигателя, то применяется соединение треугольником. При более высоком значении используется схема «звезда».

Далее выполняется подключение частотного преобразователя к контроллеру и пульту управления, который входит в комплект поставки. Все соединения осуществляются в соответствии со схемой, приведенной в руководстве по эксплуатации.

Рукоятка должна находиться в нейтральном положении, после чего включается автомат. Нормальное включение подтверждается световым индикатором, загорающимся на пульте.

Для того чтобы преобразователь заработал, нажимается кнопка RUN, запрограммированная по умолчанию.

Читайте также:  Исследователи изобрели "сахарную" батарею

После незначительного поворота рукоятки, двигатель начинает постепенно вращаться. Для переключения вращения в обратную сторону, существует специальная кнопка реверса.

Затем с помощью рукоятки настраивается нужная частота вращения. На некоторых пультах вместо частоты вращения электродвигателя, отображаются данные о частоте напряжения.

Поэтому рекомендуется заранее внимательно изучить интерфейс установленной аппаратуры.

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей

Благодаря частотным преобразователям, работа современных асинхронных двигателей отличается высокой эффективностью, устойчивостью и безопасностью. Это особенно важно, поскольку каждый электродвигатель отличается индивидуальными особенностями режима работы.

Поэтому оптимизации параметров питания агрегатов с использованием преобразователей частоты придается большое значение. Когда частотный преобразователь выбирается для каких-либо конкретных целей, в этом случае должны обязательно учитываться его рабочие параметры.

Нормальная работа устройства будет зависеть от типа электродвигателя, его мощности, диапазона, скорости и точности регулировок, а также от поддержания стабильного момента вращения вала.

Эти показатели имеют первостепенное значение и должны органично сочетаться с габаритами и формой аппарата.

Следует обратить особое внимание на то, как расположены элементы управления и будет ли удобно им пользоваться.

Выбирая устройство, необходимо заранее знать, в каких условиях оно будет эксплуатироваться. Если сеть однофазная, то и преобразователь должен быть таким же. То же самое касается и трехфазных аппаратов. Многое зависит от мощности асинхронных двигателей. Если при запуске на валу необходим высокий пусковой момент, то и частотный преобразователь должен быть рассчитан на большее значение тока.

Источник: https://electric-220.ru/news/princip_raboty_chastotnogo_preobrazovatelja_dlja_asinkhronnogo_dvigatelja/2017-03-30-1215

Преобразователи частоты для электропривода

Предназначены для преобразования сетевого тока промышленной электросети в ток с заданными параметрами для работы асинхронного электродвигателя.

Использование частотного преобразователя позволяет обеспечить подачу питания с необходимыми параметрами на любые виды электрических двигателей рабочего оборудования.

В зависимости от модели преобразователи частоты рассчитаны на работу в однофазной или трехфазной сети переменного тока различного напряжения стандартной частоты 50-60Гц.

На выходе устройства возможно получение тока измененной частоты с аналогичными или измененными показателями напряжения.

Также преобразователи частоты могут использоваться для обеспечения дополнительной защиты рабочего двигателя от скачков напряжения, внешних помех и выполнения других защитных функций.

Различные модели частотных преобразователей могут включать в себя дополнительные устройства, в том числе ПИД-регулятор, ПЛК, тормозной резистор и другие.

Благодаря этому можно с помощью одного преобразователя заменить несколько устройств.

Область применения

Преобразователи частоты выпускаются в различных вариантах, подходящих для решения разнообразных промышленных задач.

Как правило, производители предлагают несколько вариантов исполнения: для общепромышленного применения и специальные модели, например, для вентиляционного оборудования, насосов, автоматических дверей, лифтов и т.

д. Это позволяет обеспечить широкие возможности эксплуатации частотных преобразователей.

Преобразователи применяются для регулирования частоты работы электродвигателей различного промышленного оборудования:

  • насосные и компрессорные установки, вентиляторы в системах водоснабжения, водоотведения, подачи воды, других жидкостей, воздуха, в системах вентиляции и кондиционирования, отопления зданий и помещений,
  • шнеки, конвейерные ленты, транспортеры и другое оборудование для перемещения продуктов и материалов,
  • лифтовое оборудование,
  • центрифуги,
  • автоматические двери, ворота, рольставни,
  • дозаторы, экструдеры, мельницы,
  • буровые установки,
  • обрабатывающие станки и многие другие.

Современный модельный ряд промышленных преобразователей частоты

Для заказа доступны частотных преобразователи различных производителей, отличающиеся техническими характеристиками, возможностями применения и особенностями работы.

  • Преобразователи частоты Lenze представлены моделями с широким диапазоном мощностей от 0,25 до 500кВт для однофазной или трехфазной сети напряжением 230В/80В с возможностью векторного управления для установки в рабочие шкафы оборудования или отдельно от шкафа рядом с двигателем. Помимо общепромышленных моделей в ряду приборов Lenze выпущены специализированные варианты для управления насосным и вентиляционным оборудованием.
  • Преобразователи частоты Innovert имеют широкий модельный ряд экономичных приборов с возможностью выбора подходящего варианта практически под любые условия эксплуатации. Устройства отличаются универсальностью применения, простотой управления и компактными размерами корпуса. Специально для применения в системах вентиляции и кондиционирования разработана версия преобразователя Innovert в двух модификациях: с предустановленными настройками и с возможностью задания пользовательских параметров работы.
  • Преобразователи частоты Mitsubishi Electric в отличие от аналогичных моделей других производителей выгодно отличаются повышенным энергосбережением в сочетании с высокой надежностью и улучшенной производительностью. Модели представлены в широком диапазоне мощностей от 0,2 до 630кВт для работы с различными типами двигателей. Благодаря простоте настройки и управления преобразователи Mitsubishi быстро внедряются в работу на любом этапе.
  • Векторные преобразователи частоты Vesper отличаются компактными размерами и рассчитаны на общепромышленное применение. При этом в ряду представлены как многофункциональные устройства, так и приборы малой мощности для решения конкретных задач.
  • Частотные преобразователи ESQ для асинхронных двигателей представлены моделями для большинства типов нагрузок. Устройства отличаются усовершенствованным дизайном и улучшенной функциональностью. Специально для насосных и вентиляционных установок разработана модель с двумя дисплеями для удобства управления. Большинство моделей рассчитаны на работу с энкодером благодаря полному векторному управлению.
  • Многофункциональные частотные преобразователи Delta Electronics имеют широкую линейку преобразовательного оборудования, позволяющую подобрать оптимальный прибор для различных условий применения. Помимо стандартных общепромышленных моделей для контроля электродвигателей различной мощности в ряду преобразователей Delta представлены варианты для лифтового оборудования, насосных установок, вентиляторных нагрузок. Особой популярностью пользуются бюджетные варианты, имеющие полноценный функционал стандартных моделей при небольшой стоимости прибора и эксплуатации.
  • Преобразователи частоты INSTART – многофункциональные приборы отечественного производителя с широким модельным рядом. Надёжно контролируют рабочие параметры электроприводных систем в процессе работы. Основное направление использования – синхронные и асинхронные одно- и трёхфазные двигатели.  Усовершенствованы и адаптированы к российскому производству.
  • Преобразователи частоты группы SINEE – характеризуются как приборы малой и средней мощности. Применяются в помещениях хорошо защищённых от пыли и агрессивных газов. Управление производится через съёмный пульт. ПЧ SINEE используют для работы процессах, где не критична точность параметров передвижения, глубина диапазона и корректность показателей скорости.
  • Преобразователи частоты группы SAJ – группа ПЧ применяемая для насосов в системе водоснабжения и водоотведения различной мощности и сложности нагрузок. Могут легко и эффективно поддерживать рабочее давление, энергосбережение. Так же снижает утечку жидкости во время работы.
  • Преобразователи частоты ONI – группа ЧП используемых на общепромышленных и гражданских объектах. Универсальные приборы с простым управлением с помощью съёмного пульта на дистанции от 5 до 100 метров.Работают с асинхронными, синхронными и двигателями на постоянных магнитах в системах с тяжёлыми нагрузками и высокими требованиями к точности позиционирования, поддержания скорости и момента.

Источник: https://RusAutomation.ru/privodnaya-tehnika/preobrazovateli-chastoty

Энергоэффективная приводная техника

ООО «Инвертор» – надежный поставщик приводной техники и комплексных решений для повышения энергоэффективности ваших процессов.

Мы представляем продукцию мировых брендов: ABB, SIEMENS, Schneider Electric, WEG, DELTA, LENZE, LG, INSTART, Danfoss, Emotron, FUJI Electric, AuCom Electronics, Toshiba, General Electric и др.

ООО «Инвертор» поставляет: преобразователи частоты, приводы постоянного тока, устройства плавного пуска, аксессуары и запасные части к преобразователям частоты, электродвигатели для частотно-регулируемого привода, средства автоматизации.

ООО «Инвертор» производит шкафы управления: оптимизированные серийные решения и уникальные индивидуальные проекты. Шкафы управления производства ООО «Инвертор» – это эффективное и рациональное решение для любой отрасли и любого бюджета.

ООО «Инвертор» предоставляет полный комплекс сервисных услуг: от монтажа и ввода в эксплуатацию до сервисного обслуживания на постоянной основе.

ООО «Инвертор», входящее в состав холдинга «СЗЭМО», является надежным поставщиком преобразователей частоты для двигателей различных нагрузок: от легких вентиляторных до тяжелых, применяемых на дробилках, компрессорах и подъемниках.

Вам необходим преобразователь частоты, если требуется:

  • Регулировать скорость или момент
  • Запуск без пусковых токов
  • Точное время разгона и останова двигателя
  • Короткое время и высокая мощность торможения
  • Обратное вращение на полной скорости

Наши специалисты грамотно подберут частотник, в соответствии с вашим применением, а также необходимое дополнительное оборудование. С нами вы можете решить все вопросы эксплуатации, обслуживания, поставки запчастей и необходимого сервиса.

Приобретая частотный преобразователь, вы увеличиваете срок службы вашего двигателя, сокращаете объем потребляемой электроэнергии и улучшаете эксплуатационных характеристики вашего оборудования.

Регулярные скидки, акции и специальные цены от компании Инвертор позволят вам купить преобразователи частоты для асинхронных двигателей максимально выгодно.

Устройства плавного пуска

Устройства плавного пуска или софтстартеры создают условия для плавного ускорения или замедления, а также защиты электродвигателей. Соответственно, их основные функции:

  • Постепенное увеличение напряжения до рабочего режима
  • Понижение высокого пускового тока
  • Снижение резких нагрузок на механические узлы

Таким образом, благодаря плавному пуску устраняются возможные источники повреждений: рывки, перегрев, нарушения изоляции обмотки и т.п.

Если вы выбираете между преобразователем частоты и устройством плавного пуска, и при этом вам не требуется регулировка скорости, отдайте свое предпочтение софтстартеру. Это оптимальное решение, обеспечивающее минимальное внутреннее потребление подключаемого устройства.

Обращаясь в ООО «Инвертор, вы можете быть уверены, что вам грамотно подберут УПП, в соответствии с вашими потребностями и бюджетом.

Обслуживание приводной техники

ООО «Инвертор» осуществляет полный комплекс услуг по обслуживанию приводной техники:

  • Квалифицированные консультации и удаленная техническая поддержка
  • Помощь в подборе моделей, дополнительных аксессуаров и запчастей, в соответствии с вашими запросами
  • Монтаж, подключение, программирование и ввод в эксплуатацию оборудования
  • Плановое профилактическое обслуживание
  • Диагностика неисправностей и ремонт с использованием оригинальных запчастей, как в наших сервисных центрах, так и с выездом специалистов на ваш объект
  • Обучение вашего персонала по эксплуатации приводов

На все услуги предоставляется гарантия, а работы осуществляются в соответствии с регламентом производителя привода после профессиональной оценки и планирования.

ООО «Инвертор» – это качественное обслуживание приводов на высоком профессиональном уровне.

Быстрые ссылки на популярные продукты:

VFD-B, VFD-E, VFD-F, VFD-G, VFD-L, VFD-M, VFD-S
ACS150, ACS310, ACS 355, ACS55, ACS 550, ACS 800, ACS 850.

  • Заявка
  • Консультация специалиста, энергетическое обследование
  • Расчет стоимости
  • Заключение договора и оплата
  • Доставка, монтаж и пусконаладка
  • Плановое сервисное обслуживание

Источник: https://privod.szemo.ru/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector