Преобразователи частоты Преобразователи частоты Частотно-регулируемый привод Преобразователь частоты: назначение, область применения, преимущества и меры предосторожности

 

 

Что такое преобразователь частоты и какие меры предосторожности важно соблюдать при их использовании


Данное устройство представляет собой электротехническое оборудование, которое способно регулировать частоту переменного напряжения. Преобразователи частоты в основном применяются при изменении показателя частоты вращения и крутящего момента электрических механизмов асинхронного назначения. В основе управления устройством заложен принцип высокой зависимости скорости вращения магнитного поля от частоты подаваемого напряжения. В дальнейшем в статье будет применено сокращенное название частотных преобразователей – ЧП.


На производственных площадках нашло широкое применение двигателей асинхронного типа. Они часто используются в качестве приводящего механизма насосов и иного промышленного оборудования. Но устройства имеют свои недочеты. У них существует постоянная скорость вращения и высокие значения пусковых токов. На помощь приходят частотные преобразователи, которые ликвидируют данные проблемы и при этом увеличивают возможность использования электрических двигателей переменного тока.


Какие бывают преобразователи частоты


Все механизмы отличаются по своему строению, по способу управляемости и функциональному действию. Согласно конструкционных различий все частотные преобразователи делятся на 2-а класса:


Первый включает в себя электромашинные частотники. Это те же электродвигатели переменного тока, только включенные в режим генератора. Используются такие механизмы не часто, в основном если отсутствует возможность применить электронный частотный преобразователь.


Вторая группа состоит из электронных преобразователей. Такие механизмы способны работать с трехфазными и однофазными приводами. В свою очередь преобразователи делятся на устройства имеющими связь с запитаной сетью и на механизмы имеющими промежуточное звено постоянного тока.


Непосредственные ЧП. Они сделаны на основе быстро работающих тиристорных преобразователей, которые включены по различным схемам. Данные частотники подключаются в запитаную сеть.


Преимущества непосредственных ЧП:


 

  • Возможность возврата части потраченной энергии в питающую сеть при осуществлении торможения электродвигателя.
  • Большой коэффициент полезного действия, который достигается благодаря однократному преобразованию частоты.
  • Перспектива увеличения показателя мощности, за счет дополнительного количества частотников.
  • Наличием большого диапазона частот низкого значения. ЧП дают стабильное функционирование двигателя на небольших скоростях.

 


Недостатки непосредственных ЧП:



 

  • При выходном напряжении может возникнуть перегрев электродвигателя, а также возможно понижение момента и возникновение помех.
  • ЧП работают только на понижение скоростных возможностей электродвигателя.
  • Узкая сфера применения, которая ограничена электрическими приводами асинхронных двигателей.

 



ЧП с промежуточным звено постоянного тока



Данный вид частотников изготовлен на основании схемы двойного преобразования. Напряжение, полученное из сети превращается в постоянное, а потом нивелируется и переходит в переменное.


Преимущества этих ЧП:



 

  • Позволяют получать напряжение с высокой и низкой частотой.
  • Используя этот частотник мы получаем переменное напряжение, которое не сильно отличается от синусоидального графика.
  • Построение различных схем для приводов с различным диапазоном скоростей.
  • ЧП способно приноровится к сети постоянного тока. Частотник можно использовать в приводах отечественных механизмов, имеющих резервное питание.
  • ЧП можно применить ко всем электрическим приводам, в которых может потребоваться точная регулировка скорости и момента.

 



Недостатки ЧП с промежуточным звеном постоянного тока



 

  • Большие габаритные размеры и вес. Причина в слишком больших, массивных блоках: выпрямительном, фильтрующем и инверторном.
  • При использовании ЧП встречаются чрезмерное падение мощностных характеристик.

 



Конструкция частотного преобразователя с промежуточным звеном постоянного тока состоит из нескольких деталей: диодные и тиристорные выпрямители, емкостные фильтра, инверторы напряжения и тока, блок управления выпрямителем или микропроцессор.



Как управляется ЧП



По способу управления выделяют два типа ЧП:



Частотник со скалярным управлением. Данные механизмы имеют маленькую цену и простое устройство. Их применяют при подключении нескольких моторов. Их практическое применение нашло отражение в насосах, вентиляторных системах и ином оборудовании, не требующем высокой скорости вращения роторного механизма.


Частотник с векторным управлением. Здесь происходит процесс автоматического вычисления взаимного действия магнитного поля статора и ротора.



В ЧП существуют различные режимы управления:



Ручное управление. Имея в наличии пуль управления запуск и остановка происходит с его помощью.


Независимое управление. Данное ноу-хау применяется если требуется подключить удаленного пользователя, к осуществлению управлением. При этом компьютерная система удалена от частотника.


Управление по дискретным входам.


Событийное управление. Это полностью автоматизированный комплекс, с помощью которого можно программировать время запуска и менять режимы работы.



Какими достоинствами обладают ЧП



Они значительно экономят электрическую энергию.


Делают больше срок эксплуатации производственного оборудования.


Отсутствие в механизме конструкции двигающихся деталей, которые нуждаются в тщательном смазывании соответствующими материалами, говорит о ненужности технического обслуживания.


ЧП можно управлять в удаленном режиме.


ЧП используют на различные моторы с разными показателями мощности.


Способность частотника защищать двигатель от поломок и не свойственных ему режимов работы.


Понижение шумности при пользовании двигателем.



Где применяют ЧП



Сферы использования обширны и нашли применение в следующих механизмах:



Крановые двигатели. Данные устройства работают в режиме повышенной нагрузки, поэтому использование частотников дает возможность работать моторам без сильных рывков и качания груза.


В приводах вентиляторов, которые применяются в котельных.


При использовании транспортерных лент, прокатного оборудования, лифтовых механизмов. Частотник контролирует скорость, поэтому не происходит рывков и иных отклонений, что положительно сказывается на дальнейшем применении эксплуатируемого оборудования.


Устанавливаются при использовании двигателей на промышленных станках. Особенно важно это для станков с числовым программным управлением, на которых изготавливаются высокоточные детали.



Применение ЧП дало значительную экономию электрической энергии, затрат на проведение ремонтных работ, на техническое обслуживание механизмов. В среднем частотники окупаются за два года, что делает их весьма желанным механизмом в любом производстве.



Меры предосторожности при использовании частотного преобразователя



Первым шагом в проверке работоспособности является замер сопротивления изоляции. Данная процедура нужна, когда двигатель применяется впервые, а также после складского хранения, когда требуется протестировать его характеристики. Отсоединяют электрические провода от преобразователя и осуществляют проверку. Сопротивление должно выдать значение не менее пяти мОм.


Затем проверяют тепловую защиту мотора.


При работе мотора могут возникнуть вибрационные воздействия, поэтому требуется установить показатели пропуска в частотнике.


Перегрев и иные дефекты ЧП. Следует учитывать этот момент, так как нагрев частотника происходит довольно часто.


Не нужно устанавливать частотник, если на нем есть следы неисправности или не достает какой-то запасной части. Оставление без внимания этого предостережения может привести к печальным последствиям.


Не следует пытаться усовершенствовать работу частотного преобразователя. Если вы вмешались, то последует прекращение возможности гарантийного обслуживания и может произойти неожиданный удар током.


Не нужно применять механизм вне диапазона установленного производителем напряжения.


Не стоит подключать частотник имеющий трехфазную конструкцию к двухфазному питанию.


ЧП имеет встроенную защиту от грозы и способен защитить пользователя. Но если стихия часто случается в местах пользования преобразователя, следует установить дополнительное устройство в качестве защиты.


Если расположение частотника находится на высоте выше одного километра над уровнем моря, то эффект от его работы понижается за счет разряженности воздуха. Поэтому следует повышать показатели мощности.


К ЧП предъявляются серьезные требования по утилизации, поэтому не следует выбрасывать прибор на мусорку, иначе последуют серьезные штрафные санкции.

 

Преобразователи

Теория

Besucherzahler
счетчик для сайта