 |
Что такое преобразователь частоты?
Преобразователь частоты или частотный преобразователь служит для плавного изменения скорости асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором за счёт формирования в обмотках статора напряжений и токов частотой отличной от частоты источника питания, т.е. преобразует неизменное трех- или однофазное напряжение питания с частотой 50Гц в изменяемое напряжение с изменяемой частотой (0,1 - 400Гц). Связь частоты вращения ротора двигателя с частотой напряжения питания обмотки статора  определяется по общеизвестной формуле n =  , где p – число пар полюсов статора, n - частота вращения магнитного поля статора. Изменяя с помощью преобразователя частоту на входе двигателя, мы регулируем частоту вращения ротора.
Схема любого преобразователя частоты представлена силовой частью и системой управления:
- Силовая часть. Наибольшую популярность получили преобразователи на основе мощных биполярных транзисторов IGBT.
- Система управления. Обеспечивает управление силовой частью, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).
На рисунке ниже изображена структурная схема преобразователя частоты:
где,
выпрямитель или звено постоянного тока (1 и 2) - преобразует переменное, в данном случае трехфазное напряжение (Uвх.) в постоянное (Uвыпр.),
инвертор (3) - с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) преобразует выпрямленное напряжение (Uвыпр.) в импульсное (Uи). ШИМ - это импульсный способ задания аналогового сигнала, где сигнал представляется в виде импульсов. Управляя IGBT транзисторами, их включением и выключением, получим импульсное напряжение положительной и отрицательной полярности. Если изменять их скважность (отношение длительности периода к длительности импульса), то можно изменять площадь импульсов, а значит и среднее значение напряжения на выходе. Таким образом получаем псевдосинусоидальную форму выходного напряжения Uи,
фильтр (4) – сглаживает высшие гармоники, используется редко, поскольку частота выходных импульсов ШИМ достигает нескольких кГц, и обмотки двигателя вследствие их высокой индуктивности работают как фильтр.
В результате, на выходе схемы преобразователя частоты формируется переменное напряжение, с изменяемой амплитудой и частотой (Uвых = var, fвых = var).
Как правильно выбрать преобразователь частоты.
Сегодня преобразователи частоты производят многие как российские, так и зарубежные компании. Принцип работы большинства преобразователей один и тот же. При этом потребителю, т.е. Вам, приходится разобраться во всем этом многообразии и сделать свой выбор, от которого в итоге будет зависеть эффективность работы всего привода.
В большинстве случаев частотный преобразователь выбирают по мощности подключаемого к нему двигателя. Однако по Российским и международным стандартам указываемая на двигателях мощность относится не к потребляемой от источника питания мощности, а к мощности двигателя на валу. Поэтому для более правильного подбора инвертора нужно учитывать его электротехнические характеристики (номинальный ток, диапазон скоростей, диапазон моментов, характер нагрузки и др.). Подробнее >>>>>>.
Кроме этого многие производители рекомендуют учитывать следующие факторы:
-
Соответствие. Частотный преобразователь должен соответствовать поставленной задаче, т.е. его возможности должны соответствовать потребностям. В настоящее время практически все производители поддерживают достаточно широкий спектр преобразователей от простых (например, серия FR-D700 Mitsubishi) и универсальных ( FR-E700) до специализированных ( FR-F740 применяемых в основном для регулирования скорости вентиляторов и автоматизации насосных станций) и сверх интеллектуальных ( FR-A740 со встроенным ПЛК).
-
Надёжность. Один из самых сложных критериев отбора. Поэтому, вспомним один из основных законов развития природы «Закон перехода количественных изменений в качественные» м.б, не в его традиционной формулировке, а как закон «возникновения нового качества вследствие накопления количественных изменений». Закон утверждает, что качественные изменения наступают не случайно, а закономерно, вследствие накопления незаметных и постепенных количественных изменений. Т.е. чем, больше количество, тем выше качество. Многие известные компании производят преобразователи уже на протяжении многих лет и их тиражи исчисляются миллионами. Учитывая этот факт, становится понятен секрет качества и легендарной надёжности преобразователей частоты ABB, Mitsubishi, Siemens, Omron и т.д. Ведь известный производитель – это не только красивое название, а и миллионы экземпляров выпущенных и проданных по всему миру.
-
Компактность. Радиатор является определяющим звеном габаритных размеров преобразователя. Очевидно, что компактный инвертор, рассеивающий меньшее количество тепла, предъявляет соответственно и меньшие требования к охлаждению, а значит и к размерам шкафа или щита управления. Некоторые производители добились определенных успехов в дизайне своих инверторов, что позволяет сэкономить много места и устанавливать их вплотную друг к другу, например FR-D740 Mitsubishi или недорогие частотные преобразователи серии FR-CS80.
-
Функциональное оснащение. При беглом просмотре функциональных возможностей преобразователей частоты многих производителей создается впечатление отсутствия каких-либо отличий. Однако, мы рекомендуем изучать нюансы, особенно при покупке недорогих инверторов. Вот лишь несколько примеров показывающих, насколько простота может быть обманчива.
- входы управления Пуск/Стоп предусмотрены, но они требуют контактов с фиксацией, что влечет за собой установку дополнительных реле, источника питания;
- ПИД-регулятор предусмотрен, но его отключение через цепи управления невозможно, т.е. чтобы выполнить переход из ручного режима в автоматический и обратно необходимо перепрограммирование устройства;
- интерфейс RS485 предусмотрен, но он не имеет гальванической развязки, а из двухсот параметров инверторов по интерфейсу доступы лишь 10 из них;
- необходимо сократить время торможения, а подключение резистора для сброса энергии не предусмотрено; торможение постоянным током предусмотрено, но через цепи управления не доступно, а активизируется лишь с предварительно заданной частоты и т.д.
Этот список можно перечислять до бесконечности.
Современный преобразователь частоты – достаточно функциональное устройство и при грамотном использовании позволяет избежать многих ненужных проблем, как на стадии проектирования, так и в последствии – при работе. Внимательно изучайте предлагаемые Вам устройства, обязательно пользуйтесь консультациями технических специалистов. Многочисленные встроенные функции инвертора, в том числе и защитные, как раз и позволяют обеспечить высокую отказоустойчивость привода в целом.
-
Удобство эксплуатации. Многие специалисты на этот фактор редко обращают свое внимание, считая, что и так всё будет хорошо работать. Действительно, при соединении с двигателем, практически любой преобразователь сразу готов к работе. Однако, профилактику и техобслуживание никто не отменял. Тогда возникает вопрос: что и когда нужно заменить, чтобы обеспечить бесперебойную работу преобразователей? Для этих целей большинство современных инверторов используют функцию самодиагностики, которая контролирует все компоненты подлежащие старению и износу (конденсаторы, внутренние вентиляторы и др.) и заблаговременно сообщит о необходимости замены. Тем самым привод избежит простоев, а расходы на эксплуатацию значительно сократятся.
-
Цена. Большинство преобразователей, особенно импортного производства, находятся в примерно одном ценовом диапазоне. Незначительное отличие в цене определяется количеством встроенных сервисных и других дополнительных функций, наличие которых, возможно избавит Вас от головной боли на очень долгое время. Совет один – обратите внимание на ведущих производителей в этой области, они дорожат своей репутацией и серьезно подходят к своим разработкам и производству.
Более подробную техническую информацию можно найти в каталогах:
По преобразователям частоты можно проконсультироваться по тел.:
или задать вопрос нашим специалистам по эл. почте:
|
|
