Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Частотный регулятор скорости для асинхронного электродвигателя

Частотный регулятор скорости для асинхронного электродвигателя

Асинхронный двигатель одно- или трехфазного тока – один из самых распространенных как в промышленности, так и среди бытовых пользователей, где он может являться основой насосов и маломощных агрегатов различного назначения. К его достоинствам относят:

· надежность, связанную с отсутствием щеточного узла;

· высокий КПД в штатном режиме работы.

О надежности этого оборудования лучше всяких слов говорит то, что на многих объектах можно встретить исправно работающие моторы, которые введены в эксплуатацию более 50 лет назад. Есть у электродвигателей этого типа и ряд недостатков. К самым существенным относятся:

· низкий крутящий момент на старте;

· ограничение максимальной скорости вращения, зависящее от частоты питающей электросети;

· сложность регулировки скорости вращения электромотора.

Применение частотных преобразователей для двигателей, рассчитанных на работу с напряжением 220В, 380В и выше устраняет или уменьшает все перечисленные недостатки и позволяет добавить в систему с такими двигателями новый функционал.

До применения частотного принципа управления асинхронным мотором при необходимости регулировать скорость использовалось несколько вариантов управления скоростью вращения таких двигателей:

· механическое с помощью редуктора. Своеобразная коробка передач – решение сложное, дорогое, требующее регулярного обслуживания и ремонта. Также понижает общий КПД системы;

· ступенчатое изменение питающего напряжения с помощью трансформатора. Позволяет управлять мощностью двигателя, однако вводит его в нештатный режим, вызывает нагрев. Точная установка скорости вращения в таких системах практически невозможна;

· электронное с отсеканием части полупериода питающего напряжения с помощью тиристорной схемы. Позволяет регулировать мощность, однако такой принцип управления создает вибрации и также не позволяет точно управлять частотой вращения.

Современные технологии регулировки частоты вращения и мощности предусматривают, в большинстве случаев, использование частотного регулятора на полупроводниковых ключах.

Принцип работы частотного регулятора

Принцип, положенный в основу работы любого современного частотного преобразователя, очень прост:

во-первых, нужно выпрямить входное напряжение;

во-вторых, его следует отфильтровать и стабилизировать;

и, в-третьих, нужно сгенерировать питающее напряжение, по форме близкое к синусоидальному, требуемой частоты и амплитуды.

Этот подход позволяет исключить изменение режима работы привода при колебаниях напряжения в сети и получить возможность точной регулировки скорости вращения и выходной мощности. Такой принцип регулировки применим как к однофазным электромоторам, для которых требуется одна такая схема, так и к трехфазным асинхронным электродвигателям, требующих три группы таких выпрямителей-преобразователей с синхронизацией их работы для получения трехфазного выходного напряжения с заданным сдвигом.

Схемотехника современных преобразователей частоты

С появлением мощных полупроводниковых компонентов, способных управлять высоким напряжением и большими токами схемотехнические решения блоков регулировки частоты стали строиться достаточно просто. Так, для работы в цепях с напряжением на выходе инвертора до 690 В, с успехом применяются схемы на тиристорах и IGBT-транзисторах, которые стоят дороже, но обеспечивают более «чистый» выход. В таких схемах управления на каждую фазу устанавливают по два ключа с соответствующей управляющей обвязкой. Для удешевления конструкции на выходе обычно не используют фильтры для подавления гармоник, поскольку к выходу подключается индуктивная нагрузка.

Читайте так же:
Шлицевая отвертка что это такое

Для высоковольтных электродвигателей может использоваться такой же принцип с усложненной схемотехникой. Питание на выходе каждой фазы формируется последовательно подключенными модулями, каждый из которых формирует свой участок выходной синусоиды, а общее напряжение формируется как сумма напряжений на выходе каждого модуля.

Существуют также бестрансформаторные преобразователи и прямые преобразователи частоты без блока выпрямления и фильтрации. Каждое схемотехническое решение имеет свои достоинства и недостатки, которые следует учитывать при выборе. Однако сам блок преобразователя, по какой бы схеме он не был построен, требует еще достаточно сложной автоматики управления режимами работы.

Автоматика управления работой частотного преобразователя

Регулирование режимом работы двигателя через частотный преобразователь выполняется сложной автоматикой управления, которая в большинстве моделей современных частотников строится на основе микроконтроллера или микропроцессора.

Система управления выполняет целый ряд функций, которые значительно расширяют возможности систем на основе асинхронных двигателей. К ним могут относиться:

· программы плавного пуска и остановки электромотора;

· защитное отключение при перегрузках, перегреве и заклинивании;

· модули сопряжения с системой централизованной диспетчеризации;

· возможность подключения внешних датчиков обратной связи, позволяющих управлять работой двигателя для поддержания стабильного состояния системы, например, скорости потока воздуха или давления воды;

· возможность работы по заранее заданной программе.

На рынке сегодня представлены сотни моделей частотных преобразователей для управления асинхронными электромоторами. Причем представлены как универсальные серии, так и специализированные, например, для лифтового, насосного или вентиляционного оборудования, что несколько упрощает выбор. Если вам необходима помощь в выборе оптимальной модели частотного преобразователя для управления асинхронным двигателем, вы всегда можете обратиться к сотрудникам нашей компании.

Частотный преобразователь для электродвигателя

Частотник

Любой производитель заинтересован в том, чтобы его оборудование работало как можно дольше. Для увеличения срока эксплуатации системы необходим контроль плавного запуска и остановки устройства, защита его от перенапряжения и регуляция частоты вращения двигателя. Все это обеспечит инвертор, или, по-другому, частотный преобразователь (частотник), регулятор оборотов двигателя, преобразователь частот, частотный регулятор.

Как работает частотный преобразователь?

Частотник трансформирует постоянный ток в переменный. Вначале происходит выпрямление напряжения электрического тока, снижение импульсов и фильтрация гармоник. Затем постоянное напряжение подается из выпрямителя в цепь частотника, где преобразуется в переменное с изменяющейся частотой. Таким образом инвертор регулирует пусковые токи, задавая им нужные параметры.

Преимущества использования инвертора:

  • Частотник делает пусковой момент двигателя плавным без механических повреждений, за счет чего повышается надежность его работы.
  • Наличие инвертора позволяет не использовать дополнительные регулирующие устройства — редукторы, дроссели, вариаторы, что упрощает управление системой.
  • Снижение нагрузки на двигатель за счет плавного разгона и уменьшения величины пусковых токов.
  • Частотный регулятор совместно с асинхронным двигателем может быть использован для замены приводов постоянного тока.
  • Возможность управлять работой сразу нескольких двигателей.
  • Экономия электроэнергии. Применение механических систем увеличивает расход электроэнергии. Инвертор, заменяя эти устройства, обеспечивает снижение затрат на электроэнергию в несколько раз.
  • Преобразователь частот может контролировать работу системы в автоматическом режиме и оповещать о возникновении аварий на производстве.

С помощью инвертора можно создать систему электропривода с гибким регулированием ее параметров. Регулятор оборотов двигателя легко внедряется в систему без остановки технологического процесса, а также быстро адаптируется под специфику системы.

Читайте так же:
Шинодыр гидравлический шдг 31н

Где используются преобразователи частот?

Возможность регулировать скорость вращения двигателя, обеспечивать плавный запуск и защищать от перегрузок, позволяет частотнику находит свое применение в любом оборудовании, где требуется стабилизация работы электродвигателя. Преобразователь используется в целях экономии, когда двигатель расходует большое количество электроэнергии.

Инверторы используются в быту и промышленности:

  • вентиляционных системах;
  • насосном оборудовании;
  • приводной технике;
  • лифтах;
  • конвейерах;
  • производственных станках;
  • бытовой технике;
  • эскалаторах, кранах;
  • центрифугах;
  • металлургическом и буровом оборудовании;
  • контрольно-измерительных приборах.

Регуляторы оборотов двигателя VR100 и VR180 имеют широкий функционал, заточенный под определенные задачи системы, уникальную конструкцию корпуса и удобный пользовательский интерфейс. Преобразователи имеют оптимизированную V/F кривую, что позволяет значительно сократить расходы на электроэнергию.

Частотный преобразователь VR100

Преобразователь частоты

Инвертор VEMPER серии VR100 — это частотный преобразователь малой мощности с оптимальными режимами управления V/F и SVC.

Удобство использования

Интерфейс и руководство по эксплуатации на русском языке.

Компактность

Малые габариты с возможностью монтирования на DIN-рейку.

Надежность

Точность регулирования скорости вращения ±0,5%

Эффективное торможение

Встроенный тормозной модуль.

Точность управления

За счет ПИД регулятора и возможности подключения датчика обратной связи.

Увеличение срока службы электротехники

Ограничение пусковых токов позволяет снизить нагрузку на электросеть.

Легкость обслуживания

Наличие съемного вентилятора охлаждения.

Регулятор оборотов двигателя VR180

Частотный регулятор

Частотник VEMPER серии VR180 является универсальным регулятором векторного управления с оптимальными режимами управления V/F, SVC, VC. Подходит для аппаратуры с высокими требованиями точности регулирования частоты вращения, крутящего момента, а также систем быстрого реагирования скорости и выходного крутящего момента на низких оборотах.

Высокая перегрузочная способность

Способность выдерживать перегрузку 180% от номинального тока при подключении энкодера.

Надежность

Точность регулирования скорости вращения ±0,02%

Подключение разных типов электродвигателей

Возможность подключения синхронного или асинхронного двигателей.

Точность управления

За счет ПИД регулятора и возможности подключения датчика обратной связи.

Подключение дополнительных устройств

Можно подключить датчик обратной связи, резольвер и энкодер.

Наличие специальных плат

Увеличение количества цифровых, аналоговых входов и выходов.

Увеличение крутящего момента на низких частотах

За счет управления магнитным полем ротора.

Защита двигателя от перегрузки

Наличие фаз перегрузки по току и температуре.

Увеличение срока эксплуатации аппаратуры

Ограничение пусковых токов позволяет снизить нагрузку на электросеть.

Автономная работа без дополнительных контроллеров

Использование частотника в автономном режиме за счет встроенного в него логического контроллера.

Особенности выбора регулятора оборотов двигателя

Выбирать частотник следует, исходя из поставленных задач. От этого будет зависеть, какой функционал и диапазон регулирования оборудования вам может понадобиться. При подборе инвертора необходимо обращать внимание на специфику электроаппаратуры и совместимость преобразователя с электросетью. Основными показателями являются мощность частотника и электродвигателя, диапазон нагрузок на частотник, питающее напряжение, диапазон регулирования скорости двигателя. Необходимо учитывать особенности монтажа частотного преобразователя, условия его эксплуатации.

Преобразователь частоты Vemper

Каждый инвертор имеет свои технические особенности. Во избежании риска покупки устройства, не совместимого с электрооборудованием, выбор частотника лучше всего доверить профессионалам. Специалисты компании «ЭнергоИндустрия» подберут для вас нужный прибор, дадут рекомендации по его эксплуатации и ответят на все интересующие вопросы. На нашем сайте вы можете ознакомиться с моделями частотников. У нас выгодные цены и большой выбор частотных преобразователей под любые ваши потребности.

Читайте так же:
Что значит предел текучести стали

Купить регулятор оборотов двигателя, узнать подробно о стоимости и технических параметрах устройства, получить другую интересующую информацию можно через форму обратной связи на сайте или по телефонам +7 (3852) 223-001, 299 002, 8 800 302 8824 (бесплатный звонок).

12 важных вопросов о выборе преобразователя частоты

Преобразователи частоты (ПЧ) – один из основных элементов комплексных решений для энергетических и промышленных проектов. Современные частотные преобразователи – это продукт высоких технологий, они выпускаются с применением новейших разработок и способны не только управлять скоростью вращения электродвигателя, но и защищать электропривод от преждевременного выхода из строя, обеспечивать контроль множества параметров во время его работы. Грамотно выбрать преобразователь частоты, сориентировавшись в многообразии предложений – задача сложная и ответственная, ведь от принятого решения зависит стабильность производственных процессов. Разобраться со всеми тонкостями выбора поможет наша статья.

Статья состоит из трех частей. Здесь вы можете прочитать часть 2 и часть 3.

Часть 1. Зачем нужен преобразователь частоты?

Частотный преобразователь – незаменимое оборудование в любой сфере, где используются электродвигатели. Он обеспечивает плавный пуск, непрерывное автоматическое регулирование скорости и момента во время работы и множество других параметров работы электродвигателя. В ряде применений преобразователи обеспечивают снижение потребления электроэнергии до 50%. Современные ПЧ с широтно–импульсной модуляцией (ШИМ) способны снижать пусковые токи в среднем в 4-5 раз и выдерживать перегрузки до 200%.

На сегодняшний день в Интернете можно найти большое количество рекомендаций и советов по подбору ПЧ, однако в большинстве случаев они являются общими, неконкретными и никак не применимы на практике. Как же сориентироваться в огромном количестве критериев и выбрать «свое» оборудование? Рекомендации дают специалисты IEK GROUP, одного из ведущих российских производителей и поставщиков электротехнического оборудования: Артем Мошечков (ведущий инженер) и Петр Ивлев (специалист по техническому обучению Академии IEK GROUP).

Зачем устанавливать и использовать преобразователь частоты?

Артем Мошечков:

– Данное оборудование решает сразу несколько задач: управляет скоростью вращения электродвигателя, защищает его и в определенных режимах обеспечивает энергосбережение. ПЧ снижает слишком большой пусковой ток и момент, исключая удары, рывки и повышенные механические нагрузки на привод. Также преобразователь частоты позволяет защищать электродвигатель при коротком замыкании, страхует при отклонениях от номинального напряжения сети, контролирует температуру механизма, не допускает перегрева. Таким образом ПЧ обеспечивает более длительную и надежную работу привода, минимизирует затраты на обслуживание и ремонт. Кроме того, в определенных сферах применения и режимах работы преобразователь частоты снижает потребление электроэнергии на 30-50%.

Есть задача: выбрать и купить преобразователь частоты. С чего начать?

– Модельный и функциональный ряд современных преобразователей частоты предлагает множество вариантов для решения широкого спектра задач. От самых простых до обеспечивающих управление сложнейшими автоматизированными электроприводами. Существует несколько основных критериев, основываясь на которых следует принимать решение о выборе той или иной модели частотного преобразователя.

Читайте так же:
Чем разбавить космофен клей

Чтобы подобрать нужный вариант ПЧ, необходимо прежде всего определиться: для каких именно целей выбирается оборудование, какие конкретные задачи оно должно выполнять. Разумеется, необходимо знать основные характеристики электродвигателя, для управления которым необходим ПЧ, и условия эксплуатации.

Современные серии преобразователей частоты включают до нескольких десятков моделей. Например, в линейке CONTROL-L620 IEK ® , выведенной на рынок нашей компанией в 2017 году, представлено оборудование от 0,75 до 560 киловатт. В «семействе» CONTROL-А310 IEK ® диапазон мощностей — до 22 киловатт, при этом уже с 11 киловатт есть возможность изготовить преобразователь со встроенным дросселем постоянного тока, что продлевает срок службы преобразователя. Номинальные напряжения – 220 и 380 В.

ПЧ CONTROL-L620 IEK ®

ПЧ CONTROL-A310 IEK ®

Такой бренд как ONI ® предлагает сразу четыре марки частотных преобразователей: ONI-А400, ONI-М680, ONI-A650 и ONI-К800 – в диапазоне мощностей от 0,4 до 132 кВт.

A400 ONI ® «Компактный»

M680 ONI ® «Универсальный»

A650 ONI ® «Специализированный»

K800 ONI ® «Мощный»

Мощность, номинальный ток, напряжение питающей сети: как сориентироваться в этих параметрах?

– Указанные критерии очень важны для оптимальной работы оборудования.

Мощность ПЧ должна быть либо равна мощности двигателя, либо превышать ее. В случаях «тяжелого» применения, с высокими пусковыми нагрузками, допускается, чтобы мощность преобразователя была выше на одну, реже – на две ступени. Современные преобразователи частоты имеют большой диапазон мощности. Опять же обратимся к конкретным примерам оборудования: в линейке серии CONTROL-A310 представлены модели с мощностью от 0,4 до 22 кВт в режиме HD и от 0,75 до 22 кВт в режиме ND. Преобразователи частоты CONTROL-L620 поддерживают мощность в режиме HD от 0,75 до 500 кВт, в режиме ND — от 1,5 до 560 кВт. Есть более «узкий» разбег: например, ПЧ линейки ONI-А400 работают в пределах мощности от 0,2 до 3,7 кВт.

Следующий критерий – номинальный ток. Электропривод не работает в идеальном режиме, всегда есть вероятность изменений динамических нагрузок на валу или превышения значений номинального тока. Поэтому наряду с мощностью при выборе ПЧ обращают внимание на номинальный ток электродвигателя и преобразователя частоты – рабочее значение данного параметра у ПЧ берется либо с запасом относительно номинального тока двигателя, либо номинал в номинал. Это делается для того, чтобы обезопасить электропривод от возможных перегрузок.

Если говорить о напряжении питающей сети, то самыми распространенными моделями, которые используются на производстве, в ЖКХ и прочих сферах народного хозяйства, являются преобразователи напряжения 220 и 380 В. Напомню: значение данного параметра питающей сети и электродвигателя должно быть одинаковым.

Какой преобразователь частоты лучше – однофазный или трехфазный?

Артем Мошечков:

– В Интернете можно прочитать, что однофазный преобразователь частоты обладает менее широким спектром возможностей, но это не так. Он способен решать все поставленные задачи.

На вход инвертора такого ПЧ подается однофазное напряжение соответствующей сети, которое на выходе формируется в трехфазное с частотой от 0 до 400 и выше Гц. Таким образом, при помощи однофазного ПЧ можно подключить обычный асинхронный трехфазный двигатель к однофазной сети. Для этого требуется подключить двигатель к преобразователю, правильно скоммутировав обмотки двигателя (на напряжение 220 В). Такие преобразователи частоты есть в «семействе» ONI – это серия А400, которая предназначена для управления асинхронными двигателями в системах небольшой мощности, но с большими перегрузками.

Читайте так же:
Три режима работы транзистора

Трехфазные преобразователи частоты более распространены, они преобразуют напряжение трехфазной промышленной сети и регулируют большое количество параметров электродвигателя. Примеры оборудования: CONTROL-A310 IEK ® , CONTROL-L620 IEK ® , ONI-А400, ONI-М680, ONI-A650 и ONI-К800.

Частотные преобразователи для электродвигателей

В современном мире в большинстве электроприводов основным устройством является асинхронный электродвигатель. Поэтому, в основном, для управления задействуют частотный преобразователь для электродвигателя, который представляет собой инвертор с наличием ШИМ-регулирования.

Но чтобы правильно выбрать преобразователь частоты для асинхронного электродвигателя, следует учитывать определенные моменты. Так, выбирая мощность частотного преобразователя, необходимо обращать внимание не только на мощность электродвигателя, но и на номинальный ток, а также напряжение двигателя и самого преобразователя. Объясняется это тем, что преобразователь частоты для двигателя имеет указание мощности с расчетом на стандартный 4-х полюсный электродвигатель асинхронного типа в стандартном его применении.

Асинхронный преобразователь частоты: особенности выбора

Не стоит забывать о том, что частотный преобразователь электродвигателя хотя и с легкостью может обеспечить регулирование по скорости в соотношении 10:1, но в случае работы двигателя на низких оборотах, может не хватить охлаждения собственного вентилятора. По этой причине нужно отслеживать температуру двигателя и обеспечивать принудительную вентиляцию.

Мощным источником высокочастотных гармоник и является частотный преобразователь, двигатель поэтому необходимо подключать при помощи экранированного кабеля с минимальной длиной. Такой кабель прокладывают от других кабелей на расстоянии не меньше 100 мм, что способствует минимизации наводки. Так же следует устанавливать сетевые дроссели.

Преобразователь частоты для асинхронного двигателя обеспечивает плавный пуск, а это снижает необходимую мощность генератора. При наличии такого пуска отмечается снижение пускового тока плоть до номинала, значит, мощность генератора также можно снизить вплоть до номинальной потребляемой мощности. Для того чтобы обезопасить частотный преобразователь, достаточно установить контактор между генератором и инвертором. Такой контактор должен управляться от релейного выхода частотного привода.

Купить частотный преобразователь для электродвигателя стоит и по причине его экономии как электроэнергии, так и денежных средств. Дело в том, что максимум мощности этого прибора задействуется в процессе полезной работы, при минимальном количестве потерь. Также отсутствует необходимость в наличии дополнительных механических регулировок. Получается, что частотный преобразователь для электроэнергии, цена на который вас порадует, почет предоставить практически 50% экономии.

Асинхронный преобразователь частоты оснащен дополнительными входами управления двигателем, поэтому предоставляется возможность произвести синхронизирование процессов на конвейере или же установить соотношение изменения одних величин на основе других. В качестве дополнительной защиты от высших гармоник, частотный преобразователь для асинхронных двигателей имеет не только короткие экранированные кабели, но также шунтирующие конденсаторы и сетевые дроссели.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector