Частотні перетворювачі

Частотні перетворювачі – сфери застосування

  Частотні перетворювачі – електронні пристрої, призначені для керування електродвигуном із метою збільшення ефективності його роботи, регулювання потужності струму, раціонального споживання електроенергії за умов оптимального використання всього спектру технічних можливостей. Перетворюючи і створюючи на виході напругу заданої частоти, прилад забезпечує плавний запуск та стабільну роботу синхронних і асинхронних електродвигунів.

  Прогрес не стоїть на місці, розширюється виробництво, стає комфортнішим побут. Потужні, високопродуктивні агрегати вимагають додаткового обладнання. Частотні перетворювачі згладжують удари пускових струмів, які часто в 5–7 разів перевищують номінальні, мінімізують ризик поломок, подовжують термін служби двигунів, значно знижують рівень шуму під час роботи моторів, повністю виключають аварійні ситуації в умовах пікових навантажень.

  Перетворювач допомагає дотримуватися правильної технології вентиляції та опалення. Частотники регулюють потік повітря, керуючи швидкістю двигуна вентилятора. Також відбувається керування подачею теплої води до систем опалення.

  Частотний перетворювач, який використовується у тандемі з насосами:

• економить електроенергію до 50% у порівнянні з класичними схемами із застосуванням регулюючих клапанів;
• істотно зменшує кількість проривів трубопроводу;
• згладжує пуск і зупинку;
• дозволяє керувати групою насосів.

  У системах вентиляції економія електрики ще більша. Перетворювач здатний окупити себе за 6 місяців використання. Плавна робота двигунів вентиляторів не потребує додаткового регулювання, що робить конструкцію простішою та надійнішою.

  Компактні пристрої мають зручний інтерфейс, оснащені кількома ступенями захисту, у спеціальних модифікаціях перешкоджають навіть потраплянню вологи та пилу.

Як працює частотний перетворювач

  Найбільшого поширення заслужено здобули два методи керування асинхронними електродвигунами:

• скалярний;
• векторний.

  Завдання скалярного керування мотором полягає у підтриманні магнітного поля в проміжку статора на заданому рівні. Досягається такий стан забезпеченням сталості співвідношення напруги та частоти.

  Застосовувана формула – U/f=const, у якій U – напруга на статорі, а f – частота. Під час підвищення напруги частота пропорційно збільшується. Швидкість змінюється в діапазоні 1:10.

  Використання скалярного частотного перетворювача ефективне за необхідності утримувати швидкість роботи двигуна на певному рівні – це підходить для керування вентиляційним обладнанням (вентиляторами для витяжки або припливу), насосами, конвеєрами. Також скалярний метод використовують, якщо кілька двигунів повинні працювати в одному ланцюзі.

  Щоб від частотників зі скалярним керуванням домогтися точного підтримування швидкості, їх можна комплектувати датчиками тиску та швидкості. Відповідно до одержуваного сигналу від датчика перетворювач буде коригувати роботу мотора. Наприклад, у системі подачі теплої води потрібно підтримувати тиск 2 бари. Але тут споживач відкриває кран, і тиск падає, наприклад, до 1,5 бари. Частотник отримує цей сигнал і збільшує швидкість двигуна насоса, вирівнюючи тиск у системі до номінальних 2 бар тиску, і підтримує його.

  Векторний метод формує гармонічну напругу і забезпечує керування магнітним полем ротора. В основу процесу покладено просторово-векторне уявлення про напругу, направлений струм, потокозчеплення. З'являється можливість утримувати потокозчеплення ротора на заданому рівні, зберігаючи темп зміни електромагнітного моменту, що відповідає струму статора.

  Алгебраїчна складова мотора визначає швидкість обертання ротора і момент на валу від частоти та величини струму в обмотках статора. Під час зменшення навантаження, внаслідок зниження напруги, векторні частотні перетворювачі дозволяють мінімізувати реактивний струм електродвигуна.

  Сучасні пристрої оснащені датчиками, які визначають положення ротора, що задає певні параметри, які дозволяють точно регулювати момент за мінімальної частоти.

  Векторний метод має ряд незаперечних переваг:

1. 1. забезпечує високу точність керування швидкістю обертання ротора (допустима розбіжність становить 0,01%);
2. 2. розширює діапазон зміни швидкостей (1:1000);
3. 3. демонструє швидку реакцію на коливання навантаження, плавність роботи валу;
4. 4. високий ККД завдяки низьким втратам напруги.

  Перш ніж придбати частотний перетворювач, слід чітко усвідомлювати сферу застосування обладнання.

4 основні характеристики, які слід врахувати, обираючи частотний перетворювач

  Необхідно віддавати перевагу обладнанню, яке повністю відповідає поставленому завданню. Від цього залежить якість роботи, тривалість експлуатації, економія електроенергії. Не завжди частотний перетворювач із вищою ціною впорається краще, ніж простіший аналог. Технічні параметри, які відіграють ключові ролі у роботі агрегату:

1. Вибір потужності залежить від номінальної потужності регульованого мотора. Його струм повинен бути аналогічним або трохи меншим за струм частотника, в іншому разі електропривід буде блокуватися. Велике значення має перевантажувальна здатність, зазвичай вона вказується виробником у процентному співвідношенні від номінального струму. За необхідності швидкого розгону або гальмування цей показник має бути вищим за стандартний.

2. Параметри електроживлення розділяють перетворювачі на побутові однофазні, що працюють при частоті 50 Гц і напрузі 220В, і трифазні – 50 Гц / 380 В, які найчастіше застосовуються у промислових цілях.

3. Наступний важливий показник – режим гальмування. Існує кілька варіантів: віддача енергії до мережі, гальмування постійним струмом або використання гальмівних резисторів, переривників. Кожен зі способів має свої особливості. Рекуперація економить електроенергію, гальмування підходить тільки приводам невеликої потужності, застосування опору найбільш доступне.

4. Діапазон регулювання частот, що підтримується частотним перетворювачем, повинен відповідати швидкісному режиму двигуна. У разі зниження швидкості більш ніж на 20% від номінальної, використовувати можна будь-який частотник. Якщо необхідно знижувати більше, знадобиться прилад, здатний працювати на показниках частоти, близьких до нуля. Не варто забувати, що зниження швидкості зменшує рівень охолодження електромотора. Краще обрати модель, що дозволяє контролювати тепловий режим за допомогою датчика температури.

  Наявність спеціальних опцій збільшує функціональність і без того універсального пристрою. Вбудований ПІД-регулятор за допомогою датчика зворотного зв'язку забезпечує утримання на заданому рівні певного параметра системи.

  Сучасні модернізовані моделі здатні обходити резонансну частоту, запобігати перекиданню ротора, у разі перевантаження – продовжувати роботу, знизивши швидкість.

  Розумний пристрій, виконуючи свою основну функцію, забезпечує надійний захист електроприводу, оберігаючи механізми від:

• можливого перепаду напруги в мережі;
• перегріву;
• пускових струмів під час коротких замикань, аварійної зупинки двигуна.

  На дисплеях ЧП вказані аварійні сигнали та основні показники – напруга, частота, оберти двигуна, навантаження. Що більше інформації передбачено виробником, то зручніше використання.

  Продукція перевірених, надійних виробників відрізняється високою якістю всіх комплектуючих, конструкцією та узгодженістю деталей, гарантованою безпекою у роботі.

7 провідних виробників привідної техніки

Що ми отримуємо у процесі використання частотного перетворювача

  Перш за все, користувач отримує впевненість у злагодженій, ефективній роботі системи, в якій встановлений ЧП, і значну економію електроенергії. Максимальний економічний ефект (до 60%) досягається під час керування такими механізмами як насоси, вентилятори та компресори, силові приводи воріт, дверей.

  Термін служби механізмів подовжується, зменшуються витрати на профілактичні та ремонтні роботи, ведення постійного контролю за функціонуванням систем. Низка незаперечних переваг частотних перетворювачів:

1. 1. невеликі габарити;
2. 2. забезпечення відведення зайвого тепла, що запобігає перегріванню;
3. 3. простота встановлення та експлуатації;
4. 4. безшумність;
5. 5. зручний, продуманий інтерфейс, що дозволяє швидко розібратися у функціонуванні.

  Ці та інші параметри перетворили високотехнологічний інженерний прилад у незамінний елемент багатьох систем. Більшість моделей забезпечують бездротову комунікацію, можливість програмувати за допомогою ноутбука або смартфона.

Де придбати частотний перетворювач

  Ухваливши рішення встановити частотний перетворювач, купити потрібно найбільш підхожу за функціоналом модель. Зробити це самостійно досить складно, довірте свій вибір фахівцям. Досвідчені інженери компанії Atmic підберуть оптимальний, економічно обґрунтований варіант, який володіє достатнім функціоналом, здатний тривалий час якісно виконувати поставлене завдання.

  Усі представлені компанією моделі виготовлені провідними європейськими та вітчизняними виробниками, сертифіковані, повністю відповідають міжнародним стандартам якості.