Электротехнические Системы Петербург

Преобразователь частоты схема.



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:

  1. Силовая часть. Наибольшую популярность получили преобразователи на основе мощных биполярных транзисторов IGBT.
  2. Система управления. Обеспечивает управление силовой частью, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).
На  рисунке ниже изображена структурная схема преобразователя частоты:

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 частотный преобразователь FR-D740 Mitsubishi.
  • 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.
    1. входы управления Пуск/Стоп предусмотрены, но они требуют контактов с фиксацией, что влечет за собой установку дополнительных реле, источника питания;
    2. 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;
    3. интерфейс RS485 предусмотрен, но он не имеет гальванической развязки, а из двухсот параметров инверторов по интерфейсу доступы лишь 10 из них;
    4. 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.:

  • 8 (812) 938-28-81,

или задать вопрос нашим специалистам по эл. почте:


Наверх

     

 

dating sites yahoosingles
статистика посещений сайта

ООО "Лаборатория СИ" Россия, 195279, г. Санкт-Петербург, Индустриальный пр. д.44 офис 638А тел. +7 (812) 938-28-81, e-mail: spb@lab-si.ru. Все права защищены © "Лаборатория СИ" 2007 - 2015 При использовании материалов сайта ссылка на источник обязательна.