Как работает частотный преобразователь

Преобразователи частоты

Основная информация о частотных преобразователях ALTIVAR и
устройствах плавного пуска ALTISTART Schneider Electric

ALTIVAR 12

ALTIVAR 21

ALTIVAR 212

ALTIVAR 31

ALTIVAR 312

ALTIVAR 61

Преобразователем частоты называют прибор, который, как следует из названия, преобразует входящее напряжение в импульсное. Если при входе напряжение составляет от 220 до 380 Вольт, а частота, 50 Герц, то на выходе модулятор преображает его в синусоидальный ток, где частота может быть 0-400 Гц. При помощи такого преобразования частоты и амплитуды напряжения, обеспечивается мягкое постепенное регулирование скорости вращения двигателя.

Главные возможности преобразователя

Инвертор обеспечивает плавный запуск и торможение электродвигателя, позволяя менять направление и регулировать скорость вращения вала.

Частотные преобразователи Schneider Electric

Преобразователи частоты Schneider Electric используются в комплекте с асинхронными и синхронными электродвигателями. Они обеспечивают изменение частоты переменного тока и помогают регулировать скорость двигателя.

С преобразователями частоты вы резко снижаете эксплуатационные расходы своей организации. Стоимость того количества энергии, которое один средний электродвигатель потребляет в год, в несколько раз превышает его цену.

А тарифы растут: платить по счётчикам приходится с каждым годом больше, расходы всё заметнее.

Спектр применения частотников от «Шнайдер Электрик» велик. Их используют на промышленных предприятиях и в зданиях коммерческого назначения, в сферах энергетики, коммунального хозяйства и т.д. Это оборудование стоит приобрести, если требуется создать:

● современную систему обогрева;
● установку кондиционирования воздуха;
● вентиляционную систему;
● систему насосных агрегатов;
● cистему транспортировки (с конвейерами, лифтами и т.д.).

Частотные преобразователи для электродвигателей особенно хорошо зарекомендовали себя на тех предприятиях, где важна эффективная транспортировка жидкостей. Эти устройства позволяют снизить расходы при водоподготовке, водоснабжении и водоотведении.

Преимущества преобразователей частоты от «Шнайдер» Schneider Electric обеспечивает:

● Оптимальный режим работы электрооборудования, защиту от перегрузок и других внештатных ситуаций.
● Гибкий план ТО: состояние компонентов постоянно отслеживается системой, при неисправностях оператору поступает уведомление.
● Простоту введения в эксплуатацию. Преобразователь частоты от “Шнайдер Электрик» легко встраивается в существующие системы и адаптируется с ними, его просто модифицировать.
● Удобное управление: на каждой модели стоят выносные терминалы. Разные степени защиты – классические IP21 и IP23, более специфические UP54, IP64 и т.д.
● Общую продолжительность жизненного цикла в 20 лет, на каждом этапе которого предоставляется сервисное обслуживание.
● Минимальные расходы при эксплуатации за счёт качественных систем мониторинга.

Габариты преобразователей частоты различны: есть компактные варианты 144х350х206, а напольные устройства могут занимать 400-1200 мм в ширину и 2150 в высоту. Есть возможность подобрать и комплектные «книжные» форматы корпуса. Монтировать устройства можно без оболочки, а есть модели для установки в шкаф.

Автоматизация, мониторинг и диагностика

«Шнайдер» уделяет автоматизации управления и удобству контроля не меньше внимания, чем техническим характеристикам самих частотников. Поэтому частотные преобразователи Schneider Electric снабжены системой мониторинга и диагностики. Передача данных в систему управления производится через порт Ethernet, работает интегрированный веб-сервер.

● Открыть систему мониторинга можно с компьютера, планшета или смартфона. При этом:
● для операторов все данные выводятся на монитор и постоянно обновляются без задержек;
● для гаджетов предусмотрено специальное приложение, поэтому управлять технологическим процессом можно прямо из дома или из машины;
● для сотрудников можно настроить в приложении уровни доступа к тем или иным функциям;
● ПО снабжено киберзащитой: вероятность перехвата управления или выведения из строя системы мониторинга исключена;
● документация и справочные материалы доступны по QR-коду, размещённому на терминале: не нужно тратить время на самостоятельный поиск информации;
● даже при разрыве соединения срок простоя будет минимален благодаря надёжным сетевым технологиям;
● возможен обмен данными между несколькими преобразователями с целью контроля за всем оборудованием в комплексе.
● В приложениях выводятся данные энергопотребления и другая информация на дополнительных инфопанелях. Всё это позволяет оптимизировать энергопотребление: абсолютно каждый элемент под контролем, а все значения регулируются.

В чем проявляется экономия при использовании перобразователей частоты?

Эффект экономии при введении состоит из таких пунктов:

● снижение потребления электроэнергии до 50% в приборах, работающих с насосами, вентиляторами или компрессорными устройствами;
● электродвигатель повышает срок службы, поскольку регулирование осуществляется менее затратными способами;
● повышается качество производимых товаров;
● увеличиваются объемы производства и производительности оборудования;
● значительно снижается износ механических элементов, поскольку улучшается динамика самих приборов.

Купить частотный преобразователь — инвертор в «НЭК»

Частотники «Шнайдер» делают технологические процессы проще, сокращают расходы и продлевают срок службы двигателя. Их стоимость отбивается в течение первого года, поэтому купить частотный преобразователь этой марки – рациональное решение.

Источник: https://www.nek2000.ru/preobrazovately-chastoty/

Как работает частотник? Принцип работы преобразователя

Частотник служит для изменения характеристик энергии, поступающей от электросети к производственному оборудованию. Речь идёт о требуемом выборе частоты тока, вида напряжения. Технические возможности изменения этих понятий лежат в определённом диапазоне. Их показатели могут отличаться и быть выше данных, получаемых от первичного энергоисточника, так и гораздо ниже его.

Состав, конструкция схема

Оборудование преобразования частоты (ПЧ) компонуют из двух секций. Первая — с управляющими функциями, состоит из микропроцессоров. Их задача: регулировать коммутацию ключей, контролировать работу, выполнять диагностику и защиту. Вторая — силовая секция. Её комплектуют на транзисторах (тиристорах), выполняющих функцию переключателей.

Характеристика

Большинство распространённых электрорегулируемых приводов используют преобразователей частоты ПЧ двух классов. Основными признаками их разделения являются структурное отличие и принцип работы силовой части устройства. Свои функции ПЧ выполняет с промежуточным узлом, действующим с постоянным током, или осуществляется прямая связь с источником.

Положительной особенностью является высокая эффективность. Отдача достигает 98,5% и более. Используется для управления мощными высоковольтными приводами. Частотник значится относительно дешёвым, несмотря на дополнительную комплектацию схем регулирования. Эффективный способ его применения оценивают, рассматривая класс, преимущества или недостатки. Сначала использовались преобразователи с прямым, непосредственным подсоединением к сети. (рисунок 1).

То есть, источник питания подключается к статорным обмоткам двигателя через открытые вентили. Конструкция силовой части состояла из выпрямителей, выполненных на полупроводниковых приборах — тиристорах.

Обладающих свойствами электровентиля. И системы управления (СУ). Которая, попеременно их открывая, подключала к сети обмотки электродвигателя. Напряжение поступает на тиристоры, имея трёхфазный вид синусоиды Ua, Uв, Uс. На выходе преобразователя сформировано напряжение U вых.

Это показано на одной фазе с вырезанной полосой (рисунок 1). Увеличенный, он имеет зазубренный вид, который аппроксимирует линия синего цвета. Выходная частота устройства значится в границах 0—30 Гц.
Этот короткий диапазон лимитирует возможность привода регулировать скорость асинхронного электродвигателя. Такое подключение на практике даёт результат один к десяти. Хотя технологические процессы диктуют значительного увеличения этого соотношения.

Применение неуправляемых тиристоров считается недостатком конструкции, так как их использование требует усовершенствовать систему регулирования. Она становится более сложной. Кроме того, «зазубренная» форма напряжения на выходе (рис. 2), приводит к появлению высших гармоник.

Их наличие сопровождается дополнительными потерями. Которые наблюдаются, в увеличении перегрева электродвигателя, уменьшение крутящего усилия (момент) на валу и появление помех в сети. Поэтому дополнительный монтаж деталей и узлов для устранения этих недостатков, повышает стоимость устройства.

Увеличивают его габариты, вес и уменьшают эффективность привода.

В настоящее время преобразователи с прямой (непосредственной) связью не применяют. Сейчас в системах дополнительно включён узел с функцией постоянного тока. При этом задействовано удвоенное трансформирование электроэнергии. Напряжение на входе, с неизменной амплитудой, частотой и формой синусоиды, поступает на клеммы выпрямительного блока (B).

Дальше проходит фильтр (Ф), уменьшающий пульсацию высших гармоник. Назначение (И) инвертора — преобразовать постоянное напряжение в переменное варьируемой частоты и амплитуды. При этом используются отдельные внутренние блоки.
Функции электронных ключей, в составе инверторов, выполняют запираемые GTO тиристоры.

Или заменяемые его типы: GCT, IGCT, SGCT, а также трёхэлектродным полупроводниковым элементом с изолированным затвором IGBT.

Преимуществом частотника на тиристорах обоих классов является возможность использовать их при повышенных показателях напряжения и тока. Они выдерживают длительную работу, электроимпульсные скачки. Устойчивое функционирование преобразователи частоты поддерживают в широком диапазоне мощностей. С вилкой от сотни кВт до десятка мВт. На выходе ПЧ напряжение составляет от 3 до 10 кв. Однако, сравнивая цену по отношению к мощности, она остаётся завышенной.

Устройства регулируемого привода, в состав которого входили запираемые тиристоры, занимали преобладающее место. Но, потом их сменил транзистор IGBT с изолированным затвором.
Применение тиристора усложняет средство управления.

Являясь полупроводниковым элементом, он подключается подачей импульса на регулируемый контакт, достаточно сменить полярность напряжение или понизить величину тока близкую к нулю.

Сложность процесса и дополнительные элементы делают систему регулировки более громоздкой.

Транзисторы IGBT отличаются простым способом управления с незначительной затратой расхода энергии. Большой рабочий диапазон частот расширяет границы выбора оборотов электромотора и увеличивает скоростную характеристику. Совместное действие транзистора с микропроцессорным управлением влияет на степень высших гармоник. Кроме того, отмечаются следующие особенности.

В обмотках и магнитопроводе электродвигателя уменьшаются потери.
Снижается тепло подогрев.
Минимум проявлений пульсаций момента.
Исключаются рывки ротора в зоне небольших частот.
Сокращаются потери в конденсаторах, трансформаторах, проводах тем самым увеличиваются сроки их эксплуатационной пригодности.
Приборы измерений и защиты (особенно индукционные) допускают меньшее неточностей, искажённых срабатываний.

Сравнивая ПЧ одинаковой выходной мощности с другими схемами, устройства на транзисторах IGBT отличаются надёжностью, меньшими габаритами, массой. Достигается это за счёт модульной конструкции аппаратных средств. Минимальным набора элементов, составляющих устройство. Защитой от резких колебаний тока и напряжения. Снижением количества отказов и остановок электропривода. Лучшим теплоотводом

Высокая цена низковольтных преобразователей (IGBT) на единицу выходной мощности объясняется трудностью изготовления транзисторных модулей. Рассматривая цену и качество, они предпочтительнее тиристорных. И также надо учитывать постоянную динамику сокращения стоимости производства устройств. Тенденцию к её снижению.

Затруднение в применении высоковольтного привода с прямым изменением частоты является ограничение по мощности свыше двух мВт. Так как увеличение напряжения и рабочего тока укрупняют габариты транзисторного модуля, необходим более высокоэффективный теплоотвод от полупроводника. И как выход, до появления новейших биполярных элементов, модули в преобразователях соединяют последовательно по несколько штук.

Низковольтный ПЧ на IGB транзисторах. Устройство, особенности

Рисунок 3 показывает блочную схему и функции основных узлов. После каждого из них, отображены линии выходных параметров электроэнергии. Подаваемая энергия (Uвх.), в форме синусоиды, неизменной амплитуды, частоты.

Дальше — узел постоянного тока, состоящий из неуправляемого или регулируемого выпрямителя 1. Емкостного фильтра 2, с функциями сглаживания пульсации (U выпр.).

Потом, сигнал Ud поступает на независимый, автономный инвертор 3, работающий с нагрузкой, которая потребляет ту же частоту.

Он преобразует одно или 3-фазный ток постоянной величины в переменный, имеет приемлемый уровень гармоник, добавленных к выходному напряжению. Собранный на полностью регулируемых полупроводниковых приборах IGBT.

Сигналы СУ подсоединяют обмотку электродвигателя к соответствующим полюсам, используя силовые транзисторы. Подключение происходит в период импульсов, моделируемых по синусоиде амплитудой и частотой. Управляемые выпрямители (1) регулируют величину Ud.

Функцию сглаживания выполняет электрофильтр (4).

В результате работы частотника получают переменное напряжение с варьируемыми показателями. Подавая энергию с такими параметрами на обмотки электродвигателя, выбирают требуемую скорость вращения вала. Статические ПЧ являются наиболее применяемыми в регулировке исполнительных механизмов. Установка управляемого электропривода экономически обоснована в энергосберегающих технологиях.

Источник: http://chistotnik.ru/kak-rabotaet-chastotnik.html

10 типичных проблем с частотниками

В процессе эксплуатации преобразователя частоты (ПЧ) рано или поздно возникают проблемы, связанные с его корректной работой. Ошибки и сбои могут происходить как при включении (настройке) частотника, так и при его эксплуатации.

При возникновении большинства ошибок преобразователь прекращает работу. Реакцию на некоторые ошибки можно программировать. Например, при возникновении сбоя ПЧ может останавливаться либо продолжать работать, выдав сообщение о неисправности. В некоторых частотных преобразователях существует так называемый «пожарный режим», когда ПЧ работает, несмотря на проблемы, вплоть до поломки и возгорания.

Для начала рассмотрим типичные сообщения об авариях и ошибках ПЧ, которые отображаются на экране пользователя. Отметим, что большинство этих сообщений передаются по каналу связи (если он присутствует) в контроллер и соответствующим образом обрабатываются.

1. Перегрузка по току

Код на дисплее: OC (Over Current). Это сообщение говорит о том, что выходной ток преобразователя частоты превысил допустимое значение.

Если данная ошибка появилась при первом пуске ПЧ, необходимо проверить соответствие номинального тока частотника номинальному и реальному току двигателя – возможно, произошло замыкание внутри двигателя.

В некоторых типах ПЧ перегрузка OC может разделяться на 3 разных ошибки – перегрузка по току при разгоне, при торможении, при работе на постоянной скорости.

2. Перегрузка

Код на дисплее: OL (Over Load). Данное сообщение связано с предыдущим и в некоторой степени дублирует его. Сообщение OL может высвечиваться из-за срабатывания внутренней электронной тепловой защиты двигателя, либо из-за превышения механической нагрузки на двигатель (превышения момента). Уровень перегрузки устанавливается при настройке частотного преобразователя, причем задаются как уровень тока (в амперах или процентах), так и время реакции в секундах.

3. Превышение напряжения

Код на дисплее: OV (Over Voltage). Это сообщение появляется, когда напряжение на звене постоянного тока превышает допустимый порог. В первую очередь данная ошибка возникает во время торможения, когда электродвигатель входит в режим генерации электроэнергии.

Эту проблему можно решить несколькими способами – увеличить время торможения, применить тормозной резистор, отключить торможение (остановка двигателя на свободном выбеге), поднять предельный уровень ограничения перенапряжения при наличии соответствующей возможности.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Какой нужен стабилизатор напряжения для газового котла

4. Низкое напряжение

Код на дисплее: LV (Low Voltage). Данное сообщение может появиться, когда напряжение на звене постоянного тока падает ниже установленного порога. Возможные причины: пониженное напряжение в сети, пропадание одной из фаз. К слову, частотный преобразователь может продолжать работать без одной или даже двух фаз, если подключенный двигатель допускает работу на пониженной мощности и отключено обнаружение пропадания фазы.

5. Перегрев ПЧ

Код на дисплее: OH (Over Heat). Это сообщение говорит о том, что температура ПЧ слишком высока. В первую очередь следует проверить исправность внутренних вентиляторов преобразователя и прочистить его сжатым воздухом. Также необходимо проверить отвод тепла от ПЧ, температуру и циркуляцию воздуха внутри электрошкафа. Возможно, потребуется установить дополнительное охлаждение или уменьшить нагрузку.

Мы перечислили лишь основные сообщения о неисправностях. Их число может доходить до нескольких десятков, что позволяет точнее настраивать работу преобразователя и диагностировать неисправности. В различных моделях ПЧ эти сообщения могут индицироваться по-разному, например, в частотнике ProStar PR6000 они выглядят как Er01, Er02, и т.д., но смысл имеют аналогичный.

При ряде неисправностей преобразователей частоты сообщения на экране не выводятся. В основном, это связано с проблемами питания или с фатальными сбоями в работе ПЧ. Кроме того, если существуют проблемы с первоначальным запуском, то есть вероятность ошибки в подключении цепей управления (запуска). Рассмотрим подробнее такие неисправности.

6. Двигатель не запускается

Шаг 1. Проверяем подключение питания и электродвигателя. Шаг 2. Проверяем цепи запуска. В некоторых моделях ПЧ для запуска двигателя необходимо активировать более одного входа, например, «Пуск» и «Вперед», а также вход разрешения работы. Шаг 3. Проверяем способ задания частоты. Проще всего активировать и задать скорость вращения в панели управления, а затем, после устранения проблем, переключиться на задание скорости с внешнего источника.

7. Двигатель вращается в неправильном направлении

Чаще всего в приводах используется «правое» вращение двигателя. Изменить направление вращения можно двумя способами.

Аппаратный способ. Необходимо поменять любые две фазы питания двигателя на выходе ПЧ.
Программный способ. Необходимо изменить направление вращения в соответствующем меню («Forward/Reverse»).

8. Двигатель не вращается с нужной скоростью

Причиной может быть неверное задание частоты, либо слишком большая нагрузка на двигатель (при неправильной уставке защиты). Также существует вероятность неверной установки значений верхней и нижней границ выходной частоты.

9. Проблемы с разгоном и торможением

Если двигатель слишком медленно разгоняется, и время разгона существенно превышает установленное, есть вероятность, что срабатывает функция токоограничения при разгоне. Если же двигатель слишком долго тормозит, то необходимо проверить в меню преобразователя настройки такого параметра, как ограничение перенапряжения, и убедиться в правильности подключения тормозного резистора.

10. Слишком большой ток и температура двигателя

Перегрев электродвигателя является следствием чрезмерной нагрузки на его валу. Следует принять меры по защите двигателя и частотного преобразователя путем настройки соответствующих параметров через меню.

В общем случае при возникновении неисправностей в работе преобразователя частоты следует обратить внимание на температуру двигателя и сообщения на экране, а также обратиться к руководству по эксплуатации.

Другие полезные материалы:
Выбор преобразователя частоты
Назначение сетевых и моторных дросселей
Использование тормозных резисторов с ПЧ

Источник: https://tehprivod.su/poleznaya-informatsiya/10-tipichnykh-problem-s-chastotnikami.html

Преобразователи частоты INNOVERT серии IBD, ISD mini

ПРОСТОЙ

простой в запуске — включи и работай
легко программировать и копировать настройки

УДОБНЫЙ

легко и быстро монтировать и демонтировать в шкафу
полностью русифицирован

НАДЁЖНЫЙ

более 100 000 преобразователей INNOVERT уже работает в России с 2010 года

ДОСТУПНЫЙ

25 региональных складов
93% заказов отгружается из наличия

СОФТ

Программное обеспечение для компьютера:

удалённая настройка преобразователей INNOVERT
копирование настроек

Тип	Выходная мощность [кВт]	Выходной ток [A]	Перегрузочная способность [(60 с) (A)]	Цена (рубли) с НДС *
ISD091M21B	0,09	0,7	1,05	7400
ISD121M21B	0,12	0,8	1,2	7500
ISD181M21B	0,18	1,0	1,5	7500
ISD251M21B	0,25	1,5	2,25	7600
ISD401M21B	0,4	2,5	3,75	7700
ISD551M21B	0,55	3,5	5,25	7800
ISD751M21B	0,75	5	7,5	7800
ISD112M21B	1,1	6,0	9	8700
ISD152M21B	1,5	7	10,5	8800
ISD222M21B	2,2	11	16,5	11300
ISD372U21B	3,7	16,5	24,75	18600

* Цены действительны для оборудования из наличия на складе.

Три фазы, 380 В, 50/60 Гц

Тип	Выходная мощность [кВт]	Выходной ток [A]	Перегрузочная способность [(60 с) (A)]	Цена (рубли) с НДС *
ISD251M43B	0,25	1,2	1,8	10100
ISD401M43B	0,4	1,5	2,25	10300
ISD551M43B	0,55	2,0	3	10400
ISD751M43B	0,75	2,7	4,05	10500
ISD112M43B	1,1	3,0	4,5	11700
ISD152M43B	1,5	4,0	6	11900
ISD222M43B	2,2	5,0	7,5	12600
ISD302M43B	3,0	6,8	10,2	16700
ISD402M43B	4,0	8,6	12,9	16900
ISD552M43B	5,5	12,5	18,75	20700
ISD752M43B	7,5	17,5	26,25	25600
ISD113M43B	11	24	36	31000
IBD153U43B	15	30	45	46400
IBD183U43B	18,5	40	60	61800
IBD223U43B	22	47	70,5	70200
IBD303U43B	30	65	97,5	101300
IBD373U43B	37	80	120	121400 92480
IBD453U43B	45	90	135	146500
IBD553U43B	55	110	165	173900
IBD753U43B	75	152	228	215600 164200
IBD903U43B	90	176	264	251900 191900
IBD114U43B	110	210	315	303800 231400
IBD134U43B	132	255	382,5	379900
IBD164U43B	160	305	457,5	439400
IBD184U43B	185	340	510	539500 411000
IBD224U43B	220	425	637,5	665700 507200

* Цены действительны для оборудования из наличия на складе.

Частотный преобразователь INNOVERT серии IBD и ISD представляет собой многофункциональный преобразователь частоты, удобный в управлении и настройках.

Отлично подходит для работы в промышленных установках и системах водоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха, конвейерных системах, экструдерах, металлорежущих станках и пр.

Купить частотный преобразователь INNOVERT можно обратившись по контактным телефонам компании «Промситех».

Функции:

регулирование скорости, задаваемой аналоговыми сигналами, цифровой сетью или ручкой потенциометра на лицевой панели.
15 предустановленных скоростей
4 различных варианта времён разгона и торможения
реверсирование
защита двигателя от перегрузки по току, напряжению
температурный контроль транзисторного модуля
торможение постоянным током
электронный потенциометр (MOP)
PID режим управления технологическими параметрами (давлением, температурой, расходом и т.д.)
PLC режим управления скоростью
Порт RS485, протокол Modbus

Документация:

Инструкция INNOVERT IBD (pdf)
Инструкция INNOVERT ISD (pdf)
Инструкция INNOVERT ISD mini (pdf)
Краткое описание INNOVERT ISD mini (pdf)
Пример настройки PID режима в INNOVERT ISD mini (pdf)
Отличия серии ISD mini от ISD (pdf)
Быстрый пуск INNOVERT ISD mini. Управление внешними сигналами (pdf)
Быстрый пуск INNOVERT ISD mini. Управление через Modbus RTU (pdf)
Отличия преобразователей частоты ISD, ITD, IVD, IBD, IPD, IHD, IDD, ESMD, ESV (pdf)
Тормозные резисторы для преобразователей INNOVERT ISD mini (pdf)
Inverter Tools. Инструкция пользователя (pdf)
Inverter Tools. Программное обеспечение (zip) Старое ПО. Требует инсталляции и Microsoft Office. Работает под Windows.
Innocontrol. Программное обеспечение Новое ПО. Не требует инсталляции. Работает со всеми сериями INNOVERT включая ITD. Доступно под Windows, Linux, MacOS.

Опции:

Рабочие режимы:

управление по U/f (линейное или квадратичное, компенсация скольжения)
диапазон регулирования с поддержанием номинального момента до 1:10

Применения:

транспортеры
конвейеры
насосы
вентиляторы
компрессоры
мешалки
намоточное оборудование
экструдеры

Надежность:

высокая проверенная надежность работы
перегрузочная способность: выдерживает перегрузку 150% Iн в течение 60 секунд
позволяет работать с двигателями большей номинальной мощности при легкой нагрузке

Технические характеристики:

частота коммутации до 15 kHz с дискретностью 0,1 kHz
8 цифровых входов (6 для ISD)
2 аналоговых масштабируемых входа 0-10V и 4-20mA
1 релейный выход с переключающим контактом (250V, 3A)
2 дискретных транзисторных выхода (1 для ISD)
2 аналоговых выхода 0-10V и 4-20mA
15 настраиваемых фиксированных частот
PID-регулятор
выходная частота до 400 Hz
встроенный тормозной ключ в преобразователях до 15 кВт
встроенный контроллер с циклическим управлением скоростью двигателя
развитый эргономичный дисплей с выводом информации о частоте, скорости вращения, токе двигателя и пр.

Заменим Mitsubishi, Omron, ABB, Danfoss, LG, Schneider, Vacon, Emotron, Delta, Vectron, Fuji, Toshiba, Hitachi и пр. на экономичные частотные преобразователи INNOVERT

Источник: https://www.prst.ru/preobrazovatel/innovert/

Частотный преобразователь как средство повышения эффективности насосов

Оптимизация процессов и сокращение издержек важны на любом уровне — от крупного предприятия до частного индивидуального хозяйства. Существенно повысить эффективность помогает модернизация насосного оборудования. Включение в систему частотного преобразователя для управления насосами улучшает качество работы и заметно экономит денежные средства на обслуживание и ремонт.

Что такое преобразователь частоты, зачем он нужен

Частотный преобразователь (ПЧ, преобразователь частоты, частотник, частотный регулятор) — современное высокотехнологичное устройство с микропроцессорным управлением, множеством функций и гибкими настройками.

Частотники созданы для качественного контроля скорости и/или момента электродвигателей переменного тока любого назначения, методом согласованного изменения выходной частоты и напряжения.

Современные модели способны преобразовывать 50 Гц входящей электросети в необходимые значения. Встроенный инвертор формирует электрическое напряжение заданной формы на обмотках контролируемого электродвигателя.

Благодаря этому можно плавно запускать и останавливать двигатель, поддерживать его обороты в нужном диапазоне и оперативно изменять их до нужных значений.

В насосных системах функцию привода выполняет электродвигатель. Поэтому для управления насосом частотник подходит наиболее оптимально. Практически любой электронасос можно дооснастить преобразователем.

Разновидностей ПЧ существует множество. Для управления однофазными и трехфазными электронасосами используют универсальные общепромышленные (например, «Веспер» из линейки EI-7011), которые управляют любыми электродвигателями в широком диапазоне мощностей.

Но выгоднее купить для насосов специализированный частотный преобразователь (например, «Веспер» E5-Р7500. Такие модели ПЧ настроены на выполнение конкретного круга задач, заранее оснащены всем необходимым — переплачивать за лишний функционал не нужно.

Помимо опций и функционала, преобразователь частоты для насоса должен соответствовать мощностным характеристикам управляемого привода. Производители насосов в техническом паспорте указывают, какой преобразователь подойдет к данной модели оборудования. Если таких рекомендаций нет, за помощью по подбору можно обратиться к специалистам компании «Веспер».

Принцип работы преобразователя частоты в тандеме с насосом

Классическая водопроводная насосная система, без ПЧ в контуре, работает по принципу дросселирования. Электродвигатель в этой схеме постоянно работает на максимальных оборотах, а давление в системе регулируется запорной арматурой, управление в лучшем случае осуществляется с помощью реле или же вручную.

Метод имеет ряд существенных недостатков:

быстрый износ оборудования;
высокий расход электроэнергии;
частые аварийные ситуации;
низкое качество работы.

Лишь в периоды пикового потребления воды насос работает в режиме максимальной нагрузки. Во всех остальных случаях повышенная мощность оборудования не оправдана. Это учитывается в продвинутой классической схеме, за остановку и старт электронасоса отвечает автоматика (реле). Но так как реле не способно регулировать обороты привода, по сигналу происходит резкий старт на максимальные обороты. Это приводит к гидроударам и перегрузкам в электросети, в результате система быстро изнашивается.

Частотные преобразователи «Веспер» для управления насосами оснащены микропроцессорами с обратной связью. С их помощью можно интеллектуально и бережно регулировать работу оборудования в соответствии с текущими потребностями системы.

Алгоритм работы прост. Когда датчики фиксируют, что уровень давления в трубопроводе либо уровень в резервуаре упал ниже минимума, передается сигнал на преобразователь. Тот плавно запускает электромотор насоса, ударные нагрузки на трубопровод и электросеть исключаются. Подходящее время разгона электродвигателя можно выставить самостоятельно.

Датчики в режиме реального времени передают на преобразователь информацию в процессе разгона насоса. После того, как требуемые величины достигаются, ПЧ прекращает разгон и поддерживает частоту оборотов электромотора. Если уровень снова начнет падать или расти, микропроцессор автоматически отрегулирует давление, изменив производительность насоса. Параллельно частотник выполняет функции защиты (отключает оборудование при сильных колебаниях тока в электросети).

Где используются насосные пч, плюсы и минусы применения

Частотники можно использовать с насосными установками самого различного назначения. Особенно важны частотные преобразователи для насосов систем горячего и холодного водоснабжения, отопления. Результат модернизации конечный потребитель ощутит и оценит сразу же. Водонапорная система с ПЧ в составе функционирует полностью в автономном режиме. При этом качество подачи воды остается неизменным в любое время суток.

Масштаб системы не имеет значения. ПЧ способны заметно поднять эффективность промышленных насосных станций и бытовых колодезных и артезианских миниводокачек на один дом.

Преимущества управления насосами с преобразователем частоты:

экономия электроэнергии (до 30–40%);
исключена ситуация «сухого хода» (без воды в системе);
нет температурных скачков при подаче горячей воды;
стабильная сила напора;
отсутствует избыточное давление в трубах;
продлен ресурс электронасоса и трубопровода;
снижен уровень шума;
можно упростить систему, убрать из схемы гидроаккумулятор и др. ненужные узлы и агрегаты.

Минусы схемы с ПЧ:

начальные вложения на покупку прибора;
необходим специалист для подключения и настройки оборудования.

Эти недостатки быстро компенсируются за счет удешевления обслуживания. В результате сокращаются издержки на поддержание работоспособности и ремонт, стоимость владения в целом уменьшается, а комфорт заметно повышается.

Источник: https://www.vesper.ru/presscenter/articles/chastotnyy-preobrazovatel-kak-sredstvo-povysheniya-effektivnosti-nasosov/

Частотные преобразователи — структура, принцип работы

Частотные преобразователи – это устройство, предназначенное для преобразования переменного тока (напряжения) одной частоты в переменный ток (напряжение) другой частоты.

Выходная частота в современных преобразователях может изменяться в широком диапазоне и быть как выше, так и ниже частоты питающей сети.

Схема любого преобразователя частоты состоит из силовой и управляющей частей. Силовая часть обычно выполнена на тиристорах или транзисторах, которые работают в режиме электронных ключей. Управляющая часть выполняется на цифровых микропроцессорах и обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).

Частотные преобразователи, применяемые в регулируемом электроприводе, в зависимости от структуры и принципа работы силовой части разделяются на два класса:

С явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока.
С непосредственной связью (без промежуточного звена постоянного тока).
- практически самый высокий КПД относительно других преобразователей (98,5% и выше),
- способность работать с большими напряжениями и токами, что делает возможным их использование в мощных высоковольтных приводах,
- относительная дешевизна, несмотря на увеличение абсолютной стоимости за счет схем управления и дополнительного оборудования.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Как подобрать трансформатор тока для трехфазного счетчика

Каждый из существующих классов имеет свои достоинства инедостатки, которые определяют область рационального применения каждого из них.

Исторически первыми появились преобразователи с непосредственной связью (рис. 4.), в которых силовая часть представляет собой управляемый выпрямитель и выполнена на не запираемых тиристорах. Система управления поочередно отпирает группы тиристотров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети.

Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируетсяиз «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. На рис.5. показан пример формирования выходного напряжениядля одной из фаз нагрузки. На входе выигрывают у тиристорныхдействует трехфазное синусоидальное напряжение uа, uв, uс.

Выходное напряжение uвых имеет несинусоидальную «пилообразную» форму, которую условно можно аппроксимировать синусоидой (утолщенная линия). Из рисунка видно, что частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие малый диапазон управления частоты вращения двигателя (не более 1: 10).

Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.

Использование не запираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя.

«Резаная» синусоида на выходе преобразователя является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению к.п.д. системы в целом.

Наряду с перечисленными недостатками преобразователей с непосредственной связью, они имеют определенные достоинства. К ним относятся:

Подобные схемы преобразователей используются в старых приводах и новые конструкции их практически не разрабатываются.

Наиболее широкое применение в современных частотно регулируемых приводах находят частотники с явно выраженным звеном постоянного тока (рис. 6.)

В частотных преобразователях этого класса используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе (В), фильтруется фильтром (Ф), сглаживается, а затем вновь преобразуется инвертором (И) в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды. Двойное преобразование энергии приводит к снижению к.п.д. и к некоторому ухудшению массогабаритных показателей по отношению к преобразователям с непосредственной связью.

Для формирования синусоидального переменного напряжения используются автономные инверторы напряжения и автономные инверторы тока.

В качестве электронных ключей в инверторах применяются запираемые тиристоры GTO и их усовершенствованные модификации GCT, IGCT, SGCT, и биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT.

Главным достоинством тиристорных преобразователей частоты, как и в схеме с непосредственной связью, является способность работать с большими токами и напряжениями, выдерживая при этом продолжительную нагрузку и импульсные воздействия.

Они имеют более высокий КПД (до 98%) по отношению к преобразователям на IGBT транзисторах (95 – 98%).

Преобразователи частоты на тиристорах в настоящее время занимают доминирующее положение в высоковольтном приводе в диапазоне мощностей от сотен киловатт и до десятков мегаватт с выходным напряжением 3 — 10 кВ и выше. Однако их цена на один кВт выходной мощности самая большая в классе высоковольтных преобразователей.

До недавнего прошлого преобразователи частоты на GTO составляли основную долю и в низковольтном частотно регулируемом приводе. Но с появлением IGBT транзисторов произошел «естественный отбор» и сегодня преобразователи на их базе общепризнанные лидеры в области низковольтного частотно регулируемого привода.

Тиристор является полууправляемым приборам: для его включения достаточно подать короткий импульс на управляющий вывод, но для выключения необходимо либо приложить к нему обратное напряжение, либо снизить коммутируемый ток до нуля. Для этого в тиристорном преобразователе частоты требуется сложная и громоздкая система управления.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT отличают от тиристоров полная управляемость,простая неэнергоемкая система управления, самая высокая рабочая частота.

Вследствие этого преобразователи частоты на IGBT позволяют расширить диапазон управления скорости вращения двигателя, повысить быстродействие привода в целом.

Для асинхронного электропривода с векторным управлением преобразователи на IGBT позволяют работать на низких скоростях без датчика обратной связи.

Применение IGBT с более высокой частотой переключения в совокупности с микропроцессорнойсистемой управления в частотных преобразователях снижает уровень высших гармоник, характерных для тиристорных преобразователей.

Как следствие меньшие добавочные потери в обмотках и магнитопроводе электродвигателя,уменьшение нагрева электрической машины, снижение пульсаций момента и исключение так называемого «шагания» ротора в области малых частот.

Снижаются потери в трансформаторах, конденсаторных батареях, увеличивается их срок службы и изоляции проводов, уменьшаются количество ложных срабатываний устройств защиты и погрешности индукционных измерительных приборов.

Частотные преобразователи на транзисторах IGBT по сравнению с тиристорными преобразователями при одинаковой выходной мощности отличаются меньшими габаритами, массой, повышенной надежностью в силу модульного исполнения электронных ключей, лучшего теплоотвода с поверхности модуля и меньшего количества конструктивных элементов.

Они позволяют реализовать более полную защиту от бросков тока и от перенапряжения, что существенно снижает вероятность отказов и повреждений электропривода.

На настоящий момент низковольтные преобразователи на IGBT имеют болеевысокую цену на единицу выходной мощности, вследствие относительной сложности производстватранзисторных модулей. Однако по соотношению цена/качество, исходя из перечисленных достоинств, они явно выигрывают у тиристорных, кроме того, на протяжении последних лет наблюдается неуклонное снижение цен на IGBT модули.

Главным препятствием на пути их использования в высоковольтном приводе с прямым преобразованием частоты и при мощностях выше 1 – 2 МВт на настоящий момент являются технологические ограничения. Увеличение коммутируемого напряжения и рабочего тока приводит к увеличению размеров транзисторного модуля, а такжетребует более эффективного отвода тепла от кремниевого кристалла.

Новые технологии производства биполярных транзисторов направлены на преодоление этих ограничений, и перспективность примененияIGBT очень высока также и в высоковольтном приводе. В настоящее время IGBT транзисторы применяются в высоковольтных преобразователях в виде последовательно соединенных нескольких единичных модулей.

Структура и принцип работы низковольтного преобразователя частоты на IGBT транзисторах

Типовая схема низковольтного преобразователя частоты представлена на рис. 7. В нижней части рисунка изображены графики напряжений и токов на выходе каждого элемента инвертора.

Переменное напряжение питающей сети (uвх.)с постоянной амплитудой и частотой (U вх = const, f вх = const) поступает на управляемый или неуправляемый выпрямитель (1).

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения (uвыпр.) используется фильтр (2). Выпрямитель и емкостный фильтр (2) образуют звено постоянного тока.

С выхода фильтра постоянное напряжение u d поступает на вход автономного импульсного инвертора (3).

Автономный инвертор современных низковольтных преобразователей, как было отмечено, выполняется на основе силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT. На рассматриваемом рисунке изображена схема преобразователя частоты с автономным инвертором напряжения как получившая наибольшее распространение.

В инверторе осуществляется преобразование постоянного напряжения ud в трехфазное (или однофазное) импульсное напряжение u и изменяемой амплитуды и частоты. По сигналам системы управления каждая обмотка электрического двигателя подсоединяется через соответствующие силовые транзисторы инвертора к положительному и отрицательному полюсам звена постоянного тока.

Длительность подключения каждой обмотки в пределах периода следования импульсов модулируется по синусоидальному закону. Наибольшая ширина импульсов обеспечиваетсяв середине полупериода, а к началу и концу полупериода уменьшается. Таким образом, система управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) напряжения, прикладываемого к обмоткам двигателя.

Амплитуда и частота напряженияопределяются параметрами модулирующей синусоидальной функции.

При высокой несущей частоте ШИМ (2 15 кГц) обмотки двигателя вследствие их высокой индуктивности работают как фильтр. Поэтому в них протекают практически синусоидальные токи.

В схемах преобразователей с управляемым выпрямителем (1) изменение амплитуды напряжения uи может достигаться регулированием величины постоянного напряжения ud, а изменение частоты – режимом работы инвертора.

При необходимости на выходе автономного инвертора устанавливается фильтр (4) для сглаживания пульсаций тока. (В схемах преобразователей на IGBT в силу низкого уровня высших гармоник в выходном напряжении потребность в фильтре практически отсутствует.)

Таким образом, на выходе преобразователя частоты формируется трехфазное (или однофазное) переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды (вых = var, f вых = var).

Сделать заказ на частотный преобразователь

Источник: http://www.softstarter.ru/invertors/princip-raboty/

Что такое частотный преобразователь, как он работает и для чего нужен

Вы здесь: Так как электропривод является одним из основных способов механизации производств и бытовых задач, в ряде случаев возникает необходимость регулировки оборотов электродвигателей. В зависимости от их вида и принципа работы используются различные технические решения. Одним из них является частотный преобразователь. Что это такое и где применяется частотник, мы расскажем в этой статье.

Определение

По определению частотный преобразователь – это электронный силовой преобразователь для изменения частоты переменного тока. Но в зависимости от исполнения изменяется и уровень напряжения, и число фаз. Может быть вам не совсем понятно, для чего нужен такой прибор, но мы постараемся рассказать о нём простыми словами.

Частота вращения вала синхронных и асинхронных двигателей (АД) зависит от частоты вращения магнитного потока статора и определяется по формуле:

n=(60*F/p)*(1-S),

где n – число оборотов вала АД, p – число пар полюсов, s – скольжение, f – частота переменного тока (для РФ – 50 Гц).

Простым языком, частота вращения ротора зависит от частоты и числа пар полюсов. Число пар полюсов определяется конструкцией катушек статора, а частота тока в сети постоянна. Поэтому, чтобы регулировать обороты мы можем регулировать только частоту с помощью преобразователей.

Устройство

С учетом сказанного выше сформулируем заново ответ на вопрос, что это такое:

Частотный преобразователь — это электронное устройство для изменения частоты переменного тока, следовательно, и числа оборотов ротора асинхронной (и синхронной) электрической машины.

Условное графическое обозначение согласно ГОСТ 2.737-68 вы можете видеть ниже:

Электронным он называется потому, что в основе лежит схема на полупроводниковых ключах. В зависимости от функциональных особенностей и типа управления будут видоизменяться и принципиальная электрическая схема, и алгоритм работы.

На схеме ниже вы видите как устроен частотный преобразователь:

Принцип действия преобразователя частоты лежит в следующем:

Сетевое напряжение подаётся на выпрямитель 1 и становится выпрямленным пульсирующим.
В блоке 2 сглаживаются пульсации и частично компенсируется реактивная составляющая.
Блок 3 – это группа силовых ключей, управляемых системой управления (4) методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Такая конструкция позволяет получить на выходе двухуровневое ШИМ-регулируемое напряжение, которое после сглаживания приближается к синусоидальному виду. В дорогих моделях нашла применение трёхуровневая схема, где используется больше ключей. Она позволяет добиться более близкой к синусоидальной формы сигнала. В качестве полупроводниковых ключей могут использоваться тиристоры, полевые или IGBT-транзисторы. В последнее время наиболее востребованы и популярны последние два типа из-за эффективности, малых потерь и удобства управления.
С помощью ШИМ формируется нужный уровень напряжения, простыми словами – так модулируют синусоиду, поочередно включая пары ключей, формируя линейное напряжение.

Так мы кратко рассказали, как работает и из чего состоит частотный преобразователь для электродвигателя. Он используется в качестве вторичного источника электропитания и не просто управляет формой тока питающей сети, а преобразует его величину и частоту в соответствии с заданными параметрами.

Способы управления

Регулировка оборотов может осуществляться разными способами, как по способу установки требуемой частоты, так и по способу регулирования. Частотники по способу управления делят на два типа:

Со скалярным управлением.
С векторным управлением.

Устройства первого типа регулируют частоту по заданной функции U/F, то есть вместе с частотой изменяется и напряжение. Пример такой зависимости напряжения от частоты вы можете наблюдать ниже.

Она может отличаться и программироваться под конкретную нагрузку, например, на вентиляторах она не линейная, а напоминает ветвь параболы. Такой принцип работы поддерживает магнитный поток в зазоре между ротором и статором почти постоянным.

Особенностью скалярного управления является его распространенность и относительная простота реализации. Используется чаще всего для насосов, вентиляторов и компрессоров.

Такие частотники часто используют, если нужно поддерживать стабильное давление (или другой параметр), это могут быть погружные насосы для скважин, если рассматривать бытовое применение.

На производстве же сфера применения широка, например, регулировка давления в тех же трубопроводах и производительности автоматических систем вентиляции. Диапазон регулирования обычно составляет 1:10, простым языком максимальная скорость от минимальной может отличаться в 10 раз. Из-за особенностей реализации алгоритмов и схемотехники такие устройства обычно дешевле, что и является основным преимуществом.
Недостатки:

Не слишком точная поддержка оборотов.
Медленнее реакция на изменение режима.
Чаще всего нет возможности контролировать момент на валу.
С ростом скорости сверх номинальной падает момент на валу двигателя (то есть когда поднимаем частоту выше номинальных 50 Гц).

Последнее связано с тем, что напряжение на выходе зависит от частоты, при номинальной частоте напряжение равняется сетевому, а выше частотник поднимать «не умеет», на графике вы могли видеть ровную часть эпюры после 50 Гц. Следует отметить и зависимость момента от частоты, она падает по закону 1/f, на графике ниже изображена красным, а зависимость мощности от частоты синим.

Преобразователи частоты с векторным управлением имеют другой принцип работы, здесь не просто напряжение соответствует кривой U/f. Характеристики выходного напряжения изменяются в соответствии с сигналами от датчиков, так чтобы на валу поддерживался определенный момент. Но зачем нужен такой способ управления? Более точная и быстрая регулировка – отличительные черты частотного преобразователя с векторным управлением.

Это важно в таких механизмах, где принцип действия связан с резким изменением нагрузки и момента на исполнительном органе.

Такая нагрузка характерна для токарных и других видов станков, в том числе ЧПУ. Точность регулирования до 1,5%, диапазон регулировки – 1:100, для большей точности с датчиками скорости и пр. – 0,2% и 1:10000 соответственно.

На форумах бытует мнение, что на сегодняшний день разница в цене между векторными и скалярными частотниками меньше чем была раньше (15-35% в зависимости от производителя), а главным отличием является в большей степени прошивка, чем схемотехника. Также отметим, что большинство векторных моделей поддерживают и скалярное управление.

Преимущества:

большая стабильность работы и точность;
быстрее реакция на изменения нагрузки и высокий момент на низкой скорости;
шире диапазон регулирования.

Главный недостаток – стоит дороже, чем скалярные.

В обоих случаях частота может задаваться вручную или датчиками, например, датчиком давления или расходомером (если речь вести о насосах), потенциометром или энкодером.

Во всех или почти во всех преобразователях частоты есть функция плавного пуска двигателя, что позволяет легче пускать двигатели от аварийных генераторов практически без риска его перегрузки.

Количество фаз

Кроме способов реагирования частотники отличаются и количеством фаз на входе и выходе. Так различают частотные преобразователи с однофазным и трёхфазным входом.

При этом большинство трёхфазных моделей могут питаться от одной фазы, но при таком применении их мощность уменьшается до 30-50%. Это связано с допустимой токовой нагрузкой на диоды и другие силовые элементы схемы. Однофазные же модели выпускаются в диапазоне мощностей до 3 кВт.

Важно! Учтите, что при однофазном подключении с напряжением на вход 220В, будет выход 3 фазы по 220В, а не по 380В. То есть линейное на выходе будет именно 220В, если говорить кратко. В связи с чем распространенные двигатели с обмотками, рассчитанными на напряжения 380/220В нужно соединять в треугольник, а те что на 127/220В – в звезду.

В сети вы можете найти много предложений типа «частотный преобразователь 220 на 380» — это в большинстве случаев маркетинг, продавцы любые три фазы называют «380В».

Чтобы получить настоящие 380В из одной фазы нужно либо использовать однофазный трансформатор 220/380 (если вход преобразователя частоты рассчитан на такое напряжение), либо использовать специализированный частотный преобразователь с однофазным входом и 380В трёхфазным выходом.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Как подключить циркуляционный насос к электричеству

Отдельным и более редким видом преобразователей частоты являются однофазные частотники с однофазным выходом 220. Они предназначены для регулировки однофазных двигателей с конденсаторным пуском. Примером таких устройств являются:

ERMAN ER-G-220-01
INNOVERT IDD

Схема подключения

В реальности же, чтобы получить из частотного преобразователя 380В выход 3 фазы, нужно подключить на вход 3 фазы 380В:
Подключение частотника к одной фазе аналогично, за исключением подключения питающих проводов:

Однофазный преобразователь частоты для двигателя с конденсатором (насоса или вентилятора малой мощности) подключается по такой схеме:

Как вы могли видеть на схемах, кроме питающих проводов и проводов к двигателю у частотника есть и другие клеммы, к ним подключаются датчики, кнопки выносного пульта управления, шины для подключения к компьютеру (чаще стандарта RS-485) и прочее. Это даёт возможность управления двигателем по тонким сигнальным проводам, что позволяет убрать частотный преобразователь в электрощит.

Частотники – это универсальные устройства, назначение которых не только регулировка оборотов, но и защита электродвигателя от неправильных режимов работы и электропитания, а также от перегрузки. Кроме основной функции в устройствах реализуется плавный пуск приводов, что снижает износ оборудования и нагрузки на электросеть. Принцип работы и глубина настройки параметров большинства частотных преобразователей позволяет экономить электроэнергию при управлении насосами (ранее управление осуществлялось не за счет производительности насоса, а с помощью задвижек) и другим оборудованием.

На этом мы и заканчиваем рассмотрение вопроса. Надеемся, после прочтения статья вам стало понятно, что такое частотный преобразователь и для чего он нужен. Напоследок рекомендуем просмотреть полезно видео по теме:

Наверняка вы не знаете:

Выбор частотного преобразователя по току, мощности и другим параметрам

Способы и схемы торможения электродвигателей

Что такое скольжение асинхронного двигателя

Источник: https://samelectrik.ru/chastotnyj-preobrazovatel.html

Преобразователь частоты для крана

Главные силовые механизмы крановой установки – электродвигатели, приводящие в движение подвижный мост, грузовую тележку и привод подъёма – самый мощный и ответственный привод мостового или башенного крана.

Если при старте подъёмного привода происходят рывки или даже незначительное проседание поднимаемого груза, есть повод серьезно задуматься о работе подъёмного привода, который нуждается в замене на более надёжный. Пренебрежение качеством работы привода крана рано или поздно заканчивается плачевно, и опытные строители об этом знают.

Что нужно знать о выборе преобразователя частоты для крана

В кранах зарубежного производства производители давно отказались от использования устаревших двигателей с фазным ротором и многоскоростных электродвигателей, заменив их асинхронными двигателями, управляемыми более гибким, экономичным и надёжным частотным приводом.

Несмотря на то, что первый отечественный кран с управлением приводами посредством частотных преобразователей частоты был выпущен ещё в 2007 году, их доля среди отечественных крановых установок до сих пор остаётся крайне низкой, хотя две трети производимой электроэнергии потребляют электродвигатели и её оплата сейчас пятикратно превосходит их стоимость.

Что даёт оснащение крановой установки преобразователем частоты

Надёжный и правильно подобранный ПЧ в приводе крана даёт возможность:

сэкономить от 30 до 40% потребляемой краном электроэнергии
избежать рывков, колебаний и раскачивания груза
обеспечить плавный пуск и останов подъёмного привода или тележки
производить подмагничивание двигателя при старте
добиться высокой плавности хода и точности остановки груза
обеспечить надёжную работу тормозного прерывателя и блокировок
осуществить программное управление механическим тормозом
получить возможность дистанционного управления и создания АСУ
упростить работу кранового, повысить безопасность работы и общий срок эксплуатации крана

Частотные преобразователи, устанавливаемые на новые отечественные и импортные краны, обеспечивают все указанные возможности. Но если установить преобразователи частоты на приводы устаревшей модели крана, такая глубокая модернизация способна дать не менее ощутимые результаты.

Как работает преобразователь частоты в крановой установке

ПЧ можно условно назвать оптимизатором работы электродвигателя. Различают два принципа работы ПЧ: более доступное скалярное и более дорогое в технической реализации векторное управление электродвигателем.

Скалярное управление осуществляется путём изменения частоты и амплитуды выходного сигнала ПЧ, что позволяет косвенно регулировать максимальный и пусковой крутящий момент, коэффициент мощности и КПД привода.

Такое управление обеспечивает постоянное отношение максимального крутящего момента к моменту сопротивления на валу электродвигателя во всех режимах его работы, что очень важно в работе подъёмного привода крана.

Такой тип управления хорошо работает в диапазоне сорокакратного увеличения частот, что вполне достаточно для работы кранов.

Векторное управление гораздо меньше распространено из-за дороговизны ПЧ. Оно позволяет напрямую управлять вращающим моментом на валу двигателя путём изменения фазы статорного тока. Этот вид управления устойчиво работает в тысячекратном диапазоне увеличения частот и имеет высокую точность, но в кранах практически не используется.

Производители преобразователей частоты для кранов и особенности их продукции

Частотный электропривод отлично подойдёт для модернизации более старых мостовых и башенных кранов, которые смогут достойно конкурировать с импортными грузоподъёмными механизмами (например, краны на рельсовых путях с нижним поворотом). Сегодня на рынке производства и продажи ПЧ для кранов лидируют такие известные производители, как Innovary, Delta, Instart. У каждого из них свои модели и свои особенности применения.

Модели с рекуперацией позволяют возвращать электроэнергию от двигателя обратно в питающую сеть, а не рассеивать её на балластной нагрузке.

Их обычно используют в приводах, работающих с поочерёдным ускорением и замедлением, в местах с дефицитом рабочего пространства, с целью экономии электроэнергии и там, где нежелательно выделение тепла.

Но в ряде случаев, когда рассеиваемая мощность невысока или рекуперация затруднена (запылённость, агрессивные газы, влага и вибрация), проще и выгоднее использовать тормозные резисторы.

Управление приводами крана посредством ПЧ можно реализовать с выносного поста управления либо дистанционно внешними стандартными электрическими сигналами.

Выбор оптимального преобразователя частоты для крана

Трудность практического подбора ПЧ для крана заключается в поиске таких моделей, которые по своей минимальной стоимости обеспечат полноценную работу вашего крана, поэтому одни из самых частых ошибок покупателей – переплата за неиспользуемые технические излишества либо наоборот, неоправданная экономия на собственной безопасности.

Для электродвигателей, работающих до 3 тыс. об/мин мощность ПЧ выбирается равной мощности двигателя, в других случаях подбор модели ПЧ проводится так, чтобы номинальный выходной ток ПЧ незначительно превышал номинальный ток работы электродвигателя.

Чтобы не вкладывать деньги в те функции ПЧ, которые никогда не будут использоваться и не нарушать требования безопасности, обратитесь к нашим специалистам.

В этом разделе собраны преобразователи частоты для крановых установок, способные вернуть работу вашего крана в нормальный режим. А понимая всю важность и ответственность эксплуатации кранов, наши инженеры всегда помогут найти для вас оптимальное по стоимости решение, которое будет обеспечивать максимальную надёжность эксплуатации крановых установок.

Источник: https://rusautomation.ru/privodnaya-tehnika/preobrazovatel-chastoty-dlya-krana

Частотные преобразователи

Частотный преобразователь еще называют частотно-регулируемым электроприводом, или частотником. Статическое преобразовательное устройство меняет скорость вращения асинхронных электрических двигателей переменного тока.

Принцип работы частотника

Частотный преобразователь изменяет частоту и уровень напряжения питания мотора. Это позволяет регулировать параметры вращения электрического асинхронного двигателя. Все частотники имеют значительный КПД — около 98%.

Частно-регулируемый электропривод использует для работы только активную составляющую тока нагрузки из сети. Микропроцессорная система управления позволяет с высокой точностью контролировать работу электродвигателя. Устройство помогает регулировать все основные параметры работы мотора.

Использование частотников снижает риск аварий и внештатных ситуаций.

Частотники используют на различных промышленных объектах. Особенно выгодна установка частотных преобразователей в системах транспортировки жидкостей. Раньше для контроля за производительностью работы таких объектов использовали задвижки или регулирующие клапаны. Современная альтернатива — монтаж частотно-регулируемого электропривода. Частотник будет регулировать производительность асинхронного двигателя, который обеспечивает работу колеса насосного агрегата или вентилятора.

Конструкция

Частотные преобразователи состоят из:

выпрямителя — мост постоянного тока, предназначенный для преобразования переменного тока промышленной частоты в постоянный;
инвертора — преобразователь постоянного тока в переменный с необходимой частотой и амплитудой;
входных тиристоров (GTO) или транзисторов (IGBT) — питающие устройства, обеспечивающие необходимый для работы электродвигателя ток.

Чтобы улучшить форму выходного напряжения, между инвертором и мотором иногда монтируют дроссель. Уменьшить электромагнитные помехи помогает EMC-фильтр.

Алгоритмы управления частотным преобразователем

Для контроля за работой частотников может быть выбран один из следующих алгоритмов управления.

Частотный. Этот алгоритм рекомендуют использовать, если известна зависимость момента нагрузки двигателя, и этот показатель остается практически неизменным при одинаковой частоте.

Для частотного управления нижняя граница регулирования частоты должна быть не меньше 5-10 Гц при независимом от частоты моменте. Стандартные нагрузки с моментом, зависимым от скорости вращения, — работа на центробежный насос или вентилятор.

Диапазон регулирования частоты в этом случае может составить от 5 до 50 Гц и выше.

Частотный с обратной связью по скорости. Подходит для прецизионного регулирования, если известна зависимость момента от скорости вращения. Для управления преобразователем по такому алгоритму нужно использовать инкрементальный энкодер.

Векторный. Этот алгоритм управления частотниками выбирают, если во время работы нагрузка на одинаковой частоте меняется, а прямой связи между моментом нагрузки и скоростью вращения нет.

Векторный алгоритм также используют, если нужно получить расширенный диапазон регулирования частоты при номинальных моментах. Например, 0-50 Гц для момента 100% или даже кратковременно 150–200% от номинального момента.

Для реализации векторного метода необходимо в режиме реального времени проводить сложные вычисления.

Процессор частотного преобразователя выполняет их автоматически на основании данных о выходном токе, частоте и напряжении, а также паспортных характеристик электродвигателя, которые вводит пользователь.

Частотный преобразователь реагирует на изменение выходного тока (момента нагрузки) со скоростью 50-200 мсек. Векторный алгоритм уменьшает реактивный ток двигателя при снижении нагрузки с помощью одновременного уменьшения напряжения на электродвигателе. Если нагрузка на валу возрастает, частотник увеличивает напряжение на двигателе до оптимальных показателей.

Векторный с обратной связью по скорости. Метод подходит для прецизионного регулирования скорости вращения, если при работе нагрузка меняется при неизменных показателях частоты. Этот алгоритм управления частотниками также используют, если нужен максимальный диапазон регулирования частоты. Для такого метода управления необходим инкрементальный энкодер.

ОВЕН

Векторные преобразователи частоты ОВЕН ПЧВ с функцией автоматической оптимизации энергопотребления предназначены для управления частотой вращения асинхронных двигателей в составе приводов промышленных установок, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Реальное снижение энергопотребления при использовании ОВЕН ПЧВ может достигать 35 %.

Danfoss Частотные преобразователи и устройства плавного пуска Danfoss предназначены для повышения эффективности производства, улучшений условий труда и экономии энергоресурсов.

Преобразователи частоты Danfoss позволяют экономить более 30% электроэнергии при использовании их с двигателями, работающими в переменном режиме. Оснащение приборов невысыхающими конденсаторами позволяет не менять приборы в ходе всего периода эксплуатации.

Кроме того, предусмотрена защита от пыли, влаги, в конструкцию встроены фильтр радиопомех и опция торможения.

ERMAN Частотные преобразователи ERMAN используются для управления двигателями насосов, вентиляторов, дымососов, компрессоров, формовочных машин и др.

Источник: https://insat.ru/products/?category=1224

Частотный преобразователь

Для повышения производительности оборудования и экономии энергоресурсов используется специальное устройство – частотный преобразователь («частотник», инвертор). Он регулирует напряжение, подаваемое на электродвигатель, а также помогает оптимизировать и организовать контроль технологического процесса.

Особенности работы частотного преобразователя

Используя частотный преобразователь для электродвигателя, можно изменять скорость его вращения за счет преобразования входного напряжения (220-380 Вольт) в выходное импульсное (частота 0-600 Герц). Также частотник позволяет следить за такими важными параметрами двигателя, как:

выходная мощность, частота;
крутящий момент;
ток и напряжение;
скорость;
состояние входов и др.

Все указанные сведения демонстрируются на дисплее. Сами устройства работают на новейшем программном обеспечении, гарантирующем их качественную работу.

Преимущества использования инвертора

Компания «ОКТ» рекомендует купить частотный преобразователь, чтобы обеспечить электродвигателю:

плавный разгон
абсолютную защиту
снижение пусковых токов
продление срока службы.

При пуске электродвигателя без инвертора бросок тока дает повышенную нагрузку на оборудование, а сам двигатель набирает обороты неравномерно, они варьируются между очень высокими и недопустимо низкими, что замедляет выход на рабочий режим.

Устройства, работающие с плавным пуском, менее изнашиваются, чему способствует постепенное изменение напряжения на фазах, медленный набор скорости и торможение. Кроме того, использование частотника позволяет экономить электроэнергию и оптимизировать технологический процесс.

Как работает частотный преобразователь

В принцип работы частотного преобразователя заложено правило определения скорости вращения вала, зависящей от частоты питающей сети. При изменении частоты питания обмоток прямо пропорционально будет меняться скорость вращения ротора. Но чтобы при этом не снижалась мощность устройства, вместе с частотой необходимо менять и напряжение, подаваемое на обмотки.

Одновременная регулировка частоты и напряжения, получаемых на выходе частотника, дала этому прибору второе название – инвертор. В нем осуществляется инвертирование входящего переменного в постоянное напряжение с регулируемой частотой и напряжением.

Выходной сигнал управляется посредством широтно-импульсной регулировки выходным каскадом на полупроводниках. Благодаря этому на двигатель по каждой фазе идут импульсы регулируемой частоты и напряжения.

Компания «ОКТ» предлагает к продаже частотные преобразователи в Перми, цена и качество которого еще в большей степени будут способствовать экономии средств предприятия и оптимизации всех технологических процессов, связанных с работой электродвигателей.

Источник: http://krantehpto.ru/production/kranovoe-oborudovanie/chastotnyy-preobrazovatel/