Меню

Как выбрать частотный регулятор



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.

Преобразователи частоты

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.
Читайте также:  Регулятор давления воздуха 2 дюйма

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.

Блок управления скважинным насосом

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.

Ток

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.

 Danfoss VLT FC 51 11

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

Мощность

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.

CFM210

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!

Источник

Как выбрать частотный преобразователь?

Частотные преобразователи позволяют легко изменять частоту вращения двигателя, делать его работу более плавным. Это повышает КПД оборудования и продлевает срок его службы.

Что такое частотные преобразователи

Преобразователи частоты – это устройства, позволяющие изменять частоту выходного напряжения. Это необходимо для того, чтобы варьировать скорость вращения двигателя.

При прямом подключении к электросети частота колебаний остается неизменной, стандартные показатели – 50 или 60 Гц. Использование частотного преобразователя позволяет увеличивать или уменьшать вращение ротора. Диапазон возможных изменений – от 0,5-800 Гц. Однако сейчас большинство двигателей рассчитаны на частоту не более 400 Гц.

Главные особенности преобразователей

Современное электрооборудование – это высокотехнологичные устройства с программным управлением. За точность и надежность отвечает электронная система управления. Агрегаты достаточно компактны и просты в управлении.

Читайте также:  Bfn1351b регулятор температуры samsung

В зависимости от того, можно ли регулировать показатели напряжения на выходе, преобразователи делятся на управляемые и неуправляемые. В первых параметры можно изменять, во вторых показатели задаются конструкцией агрегата. Встречаются также модели, где происходит автонастройка под параметры подключенного двигателя. Для этого требуется выполнить идентификационный пуск, во время которого автоматически определяются параметры обмоток.

Кроме возможности регулировать показатели различаются типы управления устройством. Их два: скалярное и векторное. Скалярное не дает шансов задать точные настройки, оно лишь определяет соотношение частоты на входе и выходе. При изменении входных данных конечные параметры изменяются пропорционально. Векторное управление дает возможность задавать точные показатели, необходимые для конкретного двигателя в конкретной ситуации.

Чтобы сделать работу оборудования точнее, а управление проще, современная техника оснащается картами памяти и дисплеем для отображения информации.

При использовании преобразователей необходимо учитывать некоторые нюансы. Так, работа двигателя на низких оборотах приводит к повышению температуры, с которым встроенный вентилятор может не справиться. Поэтому необходимо следить за нагревом и при необходимости использовать принудительное охлаждение.

Также работающий преобразователь становится мощным источником высокочастотного тока. Собственные микросхемы оборудования защищены от помех специальными фильтрами. Но чтобы колебания не влияли на работу других приборов, нужно использовать экранирающий кабель как можно меньшей длины. Расстояние до других кабелей должно быть не менее 10 см. Если возникает необходимость пересечения, делать это нужно под углом 90°.

Применение частотных преобразователей

Частотные преобразователи подключают к оборудованию, работа которого предполагает изменение скорости двигателя.

К таким механизмам относятся:

манипуляторы и экскаваторы;

робототехника и др.

Также частотный преобразователь используют для синхронизации работы взаимосвязанных механизмов. Зависимость может быть и прямой, и обратной.

Принцип работы

Чтобы напряжение, проходя через преобразователь, изменил характеристики, используются принцип двойного изменения. На входе сетевое напряжение выпрямляется с помощью диодного моста и фильтруется конденсаторами. Здесь амплитуда колебаний сглаживается, после чего ток поступает в преобразующую часть.

Преобразование происходит благодаря объединенным определенным образом транзисторам (обычно их 6). Подключаются они по встречно-параллельной схеме. С их помощью задаются нужные показатели частоты и амплитуды колебаний тока.

Существуют два типа управляющей системы:

амплитудная, когда регулируется входные показатели напряжения;

широтно-импульсная (ШИМ), при которой на изменения показателей влияет порядок переключения транзисторов. В определенной, строго заданной очередности сигнал поступает на положительные и отрицательные выводы, в итоге получается синусоида с четко заданными параметрами.

Управляют процессом и меняют заданные характеристики с помощью микропроцессоров. Специальный микроконтроллер подает сигнал на микросхему. Происходит сравнение изменений с заданным эталоном (5 Гц). Далее программа по специальному алгоритму производит преобразование тока до нужной величины. Кроме этого, микроконтроллер отслеживает температуру полупроводников, защищает аппарат от перегрева и резких скачков напряжения.

Чтобы обезопасить настройки от внешнего воздействия, корпус надежно защищают. Предотвращать требуется не только механические повреждения (удары, пыль, влага), но и возможные взаимные помехи, которые создают другие работающие приборы. Для снижения радиопомех и невидимых электрических разрядов используют специальный фильтр.

В результате на выходе получается четкий стабильный сигнал нужной частоты, приводящий в работу электродвигатель и задающий нужное число оборотов.

Читайте также:  Lm358 регулятор оборотов кулера

Критерии выбора

Существует большое количество моделей, отличающихся по техническим характеристикам и цене.

Чтобы сделать правильный выбор, необходимо учитывать:

Мощность. Ориентироваться надо на максимальную энергию, которую потребляет двигатель. При этом показатели агрегата должны превышать эту величину приблизительно на 10%. Это снизит риск перегрузки, так как даже при работе на максимальных показателях останется резервный запас мощности. Если для подключенного оборудования характерны скачки нагрузок, ориентироваться надо также по максимальным показателям. Когда к преобразователю подключается несколько двигателей, для расчета используют их суммарную мощность;

Сетевое напряжение. Чем больше диапазон, тем лучше. При этом, если уменьшение напряжения в сети приведет к отключению прибора, то слишком высокие показатели могут стать причиной выхода преобразователя из строя;

Диапазон регулировки частоты. Верхняя граница соотносится с максимальной частотой работы подключенного оборудования. Нижний предел показывает диапазон регулирования скорости. Стандартным считается соотношения 1:10;

Количество входных фаз (одна или три). Трехфазные модели устанавливают на промышленное оборудование при входной мощности 380 вольт. Однофазные можно использовать только при питании сети в 220 вольт. От этого зависит и схема подключения к электродвигателю;

Область применения: в обычных условиях достаточно стандартной защиты корпуса. Если устройство предполагается использовать, например, в горнодобывающей промышленности, потребуется увеличенная степень защиты. Эта характеристика обозначается маркировкой IP. Чем выше показатель, тем надежнее защищена техника;

Способ управления. Агрегаты с векторным типом стоят дороже, но дают возможность более точных настроек. Скалярное управление позволяет только поддерживать соотношение между показателями на входе и выходе. Однако для некоторых видов оборудования, например, вентиляторов, этого вполне достаточно;

Количество входных и выходных сигналов. Благодаря им повышаются возможности управления и настройки преобразователя. Они бывают дискретными, аналоговыми и цифровыми. Дискретные входы позволяют отдавать управляющие команды (пуск, стоп, реверс и др.). Аналоговые входы служат для регулирования и настроек агрегата в процессе работы. Цифровые входы используют для ввода сигналов от датчиков. Дискретные выходы обеспечивают «обратную связь» от аппарата, сообщая о критических изменениях в его работе (ошибка, перегрев, слишком высокое напряжение и др.). Аналоговые выходы нужны для построения сложных систем. Чем больше входов и выходов, тем точнее задаваемые настройки и выше качество преобразования. Но усложнение аппарата неизбежно сказывается на цене;

Оборудование, для которого нужен преобразователь. Бывают фирменные модели, которые предназначены для определенной техники. Есть универсальные агрегаты для многоцелевого использования.

Гарантия и условия обслуживания. Качественный сервис позволит не переживать за работоспособность преобразователя, а также техники, к которой он подключен.

Преимущества частотных преобразователей

Применение частотного преобразователя дает множество преимуществ:

защита двигателя от проблем, связанных с изменениями показателей тока (скачков напряжения, коротких замыканий, перегрузок сети и т.п.);

повышается точность регулирования частоты вращения двигателя;

сглаживаются перепады скоростей при пуске и торможении;

можно управлять группой механизмов;

более простая система управления;

изменение настроек во время работы оборудования, без его остановки;

повышение рабочего ресурса электродвигателя.

Все это упрощает управление сложными механизмами, повышает КПД, продлевает срок эксплуатации оборудования и в конечном счете дает существенную экономию бюджета.

Источник