Частотные преобразователи

 Одно- и трёхфазные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором повсеместно используются в различных отраслях промышленности и коммунального хозяйства. Они надёжны и просты в ремонте. Но существует две проблемы.
 Во-первых, при пуске такого двигателя путём прямого включения напряжения питания ток превышает номинальный в 5-7 раз. При этом двигатель и приводимое им оборудование подвергается ударной нагрузке, одновременно в питающей сети снижается напряжение, что в конечном счёте приводит к ускоренному выходу из строя оборудования и уменьшению срока службы двигателя. 
 Во-вторых, часто электрические двигатели, например, насосов, вентиляторов подбираются с большим запасом мощности. Оборудование при этом работает на полную мощность в течение небольших промежутков времени, а большую часть времени развивает мощность в 2-3 раза меньшую. В этих случаях работа электрических двигателей приводит к нерациональным тратам электроэнергии, чаще возникают аварийные ситуации с перегревом проводов и т.д.
 Эти проблемы позволяет решить применение преобразователей частоты (частотные преобразователи, сокращённо, ПЧ). С помощью этих устройств можно управлять частотой и величиной питающего напряжения, и таким образом плавно управлять частотой вращения и мощностью электродвигателя. Частотный преобразователь уменьшает величину пусковых токов в 4-5 раз, осуществляет плавный запуск, управляет вращением ротора путём регулировки напряжения и частоты. В результате продлевается срок службы двигателей и связанного с ними оборудования, обеспечивается экономия электрической энергии до 50% по сравнению с работой двигателя напрямую, без регулирующих устройств. Один из примеров экономии электроэнергии при помощи ПЧ приведён на рисунке ниже. 
 
Регулирование расхода воды в магистрали водоснабжения с помощью насоса.
 
 Оранжевая линия – насос работает в режиме «ВКЛ-ВЫКЛ», зелёная – с частотным преобразователем. Как видно на рисунке, при расходе воды 10-70% от максимального потребление электроэнергии значительно ниже. Часто бывает, что система водоснабжения большую часть времени работает не на полную мощность. В суточной кривой расхода воды, как правило, имеются два явных максимума – утром и вечером, когда идёт максимальный разбор воды. Исходя из этих максимумов, выбирается мощность магистрального насоса. В остальное время суток насос работает с небольшой нагрузкой. Именно в это время ПЧ позволяет снизить потребление электроэнергии.
 Частотные преобразователи могут принимать сигнал от датчика со стандартным выходным сигналом и в зависимости от величины этого сигнала по заданному графику управлять скоростью вращения приводов, реализуя функцию обратной связи. Также ПЧ могут обеспечивать защиту электродвигателей от  перегрузок по току, выходу величины напряжения питания за допустимые пределы, импульсных перенапряжений, пропадания одной из фаз, перекоса фаз питающего напряжения. 
 
Принцип работы частотного преобразователя
 По принципу управления частотные преобразователи подразделяют на:
  • Скалярные, которые поддерживают заданный график «напряжение-частота» на выходе.
  • Векторные, они обеспечивают более точное регулирование, чем скалярные.
 Диапазон регулировки частоты у скалярных ПЧ обычно 1 к 10, например, 10-100 Гц. Векторные ПЧ могут управлять частотой в более широком диапазоне. Преобразователи частоты имеют на борту входные и выходные устройства. Эти устройства (входы и выходы) могут быть дискретные, аналоговые и цифровые.
 
Входы
Выходы
Подбор частотного преобразователя
 
 Преобразователи частоты обычно выбирают по перегрузочной способности, при этом мощность ПЧ должна быть выше мощности двигателя на 10-15%, номинальный ток ПЧ должен быть несколько выше номинального тока электродвигателя. Максимальный (пиковый) ток преобразователя должен быть выше максимального тока двигателя на 10%.
 
Особенности подключения и установки частотных преобразователей
 
 Перед ПЧ нужно устанавливать автоматический выключатель, рассчитанный на номинальный ток двигателя. Значение срабатывания должно быть подобрано в соответствии с током одной фазы двигателя. Клемма «земля» ПЧ должна быть обязательно связана с контуром заземления. 
Общая схема электромонтажа силовых цепей преобразователей частоты.
 
 ПЧ необходимо устанавливать в хорошо вентилируемом месте, защищённом от прямых солнечных лучей, попадания легко воспламеняющихся материалов, капель воды, масла, опилок, стружки, пыли и вибраций. Необходимо периодически очищать преобразователь от накопившейся пыли. При расположении ПЧ следует учитывать высоту местности над уровнем моря: на каждые 100 м подъёма температуру окружающего воздуха нужно уменьшать на 0,5°C относительно нормы ( -10…+45°C).

 

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru
Работает на ocStore
Компания «Приборы Урала» © 2018