Самый понятный пример работы частотного преобразователя это работа лифта в жилом доме.
Представим, вы на первом этаже и нажимаете на кнопку 18 этажа, тем самым даете команду на включение двигателя. Двери закрываются и лифт начинает подъем, сначала чуть заметно, а потом все быстрее и быстрее.
На уровне 17-го этажа лифт замедляет свой ход и останавливается на вашем 18 -ом этаже.
Сразу уточним, что с позапрошлого века принято решение использовать переменный ток для электроснабжения.
Переменный ток (в России и Европе частотой 50Гц) проще передавать на большие расстояния. Но двигатель на переменном токе работает только с одной скоростью!
Иными словами, если бы между кнопкой лифта и двигателем не было бы преобразователя, то в момент пуска двигатель бы пытался выйти на максимальные обороты. И кабина лифта ощутимо бы дернулась вверх. При остановке на 18–м же этаже ситуация была бы противоположная – лифт просто бы неожиданно встал как вкопанный!
Если же рассматривать в промышленности применение преобразователя частоты, то самое простое и важное его применение, можно разобрать на примере водного насоса с крыльчаткой. В момент пуска, а мы помним что вода очень энертна, двигатель сразу будет работать на максимальных оборотах, а вода начале в состоянии покоя!
На вал насоса будут приложены очень большие силы. А количество тепла в двигателе из-за пусковых токов будет запредельное. Рано или поздно или вал или двигатель выйдет из строя.
Так вот, преобразователь или частотный преобразователь или преобразователь частоты (в английской версии инвертер) позволяет за счет изменение входной частоты тока пониженные или повышенные частоты - изменять скорость вращения двигателя.
На примере насоса: при включении, через преобразователь на двигатель будет поступать сначала частота 5 Герц, 7 , 10 , 15 , 25 и так до 50Гц.
Обратное в момент остановки насоса, если хотим защитить крыльчатку насоса от гидроудара: жидкость то еще стремится по трубам, а мотор остановился.
Как параметрировать (программировать) частотный преобразователь
В настоящий момент все частотные преобразователи программируемые (параметрируемые), или управляются с помощью внешних процессоров (Программируемых логический контроллер - PLC).
Если частотный преобразователь работает без использования ПЛК, все параметрирование (программирование) в ваших руках!
Самое простое, задать пусковой режим и режим на остановку. Однако есть еще несколько режимов, как пример режим когда вышеупомянутый лифт будет спускается вниз. В этом случае преобразователь частоты будет сдерживать обороты двигателя и принимать на себя электрическую мощность создаваемые двигателем. Именно для этого в некоторые инверторы встроены или подключаются нагрузочные сопротивления, на них то и отдаёт частотный преобразователь лишний ток.
Так как в частотном преобразователе нет механических элементов, все преобразования частоты основанно на работе IGBT-транзисторов. Именно они при работе больше всего подвержены нагрузке. Задача параметрирования или программирования удержать параметры тока проходящие через транзисторы в тех параметрах, которые заложил производитель!
По этому важно подбирать преобразователь частоты с превышением номинальной мощности двигателя. Если пуски и остановы редки, и большая часть работы проходит в номинальном режиме, то инвертор будет успевать остывать. Если же максимальные токи или пики будут следовать один за другим, транзисторы будут перегреваться.
Не стоит забывать, что в моменты разгона двигателя (частотой) выше номинала, его потребляемая мощность увеличивается не линейно.
Нужно серьезно отнестись и описать работу частотного преобразователя по внештатным ситуациям. Это необходимо для сохранения самого инвертора и процессов которые он выполняет. Это касается и временного перегруза выше номинала, перекоса фаз
Режимы работы двигателя (диаграммы нагрузок)
Иными словами, рассматривать частотный преобразователь независимо от двигателя не имеет смысла! В свою очередь двигатель выполняет свою роль в технологическом процессе и работает в неком режиме.
Есть пять основных режима работы двигателя: грузоподьемная, транспортная, сухого трения, вязкой среды и вентиляторная. Каждая из характеристик обуславливает свою специфику программирования работы. Как пример «вентиляторная» (или насосная) самая простая т.к. при программировании нужно учитывать зависимость сопротивления от оборотов. Величина предсказуемая, но не линейная. Тогда как «грузоподьемная» равномерна по скорости, но изменяется по нагрузке. Не говоря о «транспортной», хотя как правило тут чаще используются двигатели постоянного тока.
Как пример, если брать производство пива, то основные приводы (частотные преобразователи) будут в приводах лент конвейера и насосах, вентиляторах. Иными словами «грузоподьемная» и «вентиляторные» характеристики. Причем диапазон используемых мощностей от 5 до 15кВт, если конечно мы не берем солодовни и инженерные системы как то очистные сооружения. Тормозные резисторы или не требуются или используются внешние.
Принимая за основу готовность переразмеривать частотные преобразователи мы можем сократить парк запасных компонентов до трех позиций!
Конечно, мы хотим сократить количество остановок и время простоя! И тут нет другого варианта как расчет на качественное оборудование!
ТОП измерения www.tex-sys.ru