Асинхронные двигатели переменного тока являются незаменимыми элементами вентиляторных и насосных установок, компрессоров, механизмов перемещения и прочих механических устройств, поэтому работу любого современного производства невозможно представить без их применения. При этом, являясь довольно энергоёмкими элементами, именно устройства, работа которых напрямую связана с функционирование асинхронных двигателей, потребляют большую часть энергии, затрачиваемой предприятием. Не удивительно, что всё более актуальным становится применение специальных устройств, работа которых направлена на оптимизацию работы автоматических систем путём управления работой асинхронных двигателей – частотных преобразователей, или, как их ещё называют, инверторов. Каким образом внедрение частотных преобразователей на производстве даёт возможность сократить уровень энергопотребления, и какие дополнительные преимущества можно получить от использования таких устройств? Чтобы ответить на эти вопросы важно понимать, что же из себя представляет инвертор, и как он взаимодействует с асинхронным двигателем.
Частотный преобразователь: устройство и принцип работы
Основная функция, которую выполняет частотный преобразователь - плавное регулирование скорости вращения асинхронного двигателя. Для осуществления этой задачи на выходе инвертора создаётся трёхфазное напряжение, имеющее переменную частоту. Принцип действия частотного преобразователя основан на выпрямлении переменного напряжения, существующего в промышленной сети, с помощью специальных выпрямительных диодов, составляющих общий блок. Конденсаторы высокой ёмкости осуществляют фильтрацию тока, сводя пульсацию поступающего напряжения к минимуму. Таким образом, входящее напряжение определённой частоты на выходе преобразуется в напряжение другой частоты.
В ряде случаев в данную схему работы инвертора могут быть включены высокомощные транзистор и резистор, образующие цепь слива энергии – в режиме торможения такая цепь эффективно гасит создаваемое электродвигателем напряжение, предотвращая преждевременный выход из строя конденсаторов и их разрядку. Использование современных частотных преобразователей даёт возможность изменения выходной частоты переменного тока в широком диапазоне, причём выходная частота может быть и более высокой, и более низкой, чем входная.
Преимущества использования частотных преобразователей
Зная принцип работы частотного преобразователя, становится понятно, что снижение частоты вращения электродвигателя при сохранении существующих нагрузок действительно позволяет существенно снизить энергопотребление. Помимо этого, внедрение частотных преобразователей даёт такие преимущества, как:
- дополнительное снижение расхода электроэнергии при переменных нагрузках;
- снижение износа и увеличение срока службы электродвигателей благодаря плавному пуску;
- сокращение затрат на обслуживание асинхронных двигателей; - обеспечение высокого пускового момента;
- повышение точности регулирования;
- значительное снижение шума;
- стабилизация скорости вращения электродвигателя при смене нагрузки;
- управляемое торможение и автоматический перезапуск при перебоях электроэнергии.
Среди недостатков инверторов можно отметить один: их довольно высокую стоимость, которая, в совокупности с затратами на введение их в эксплуатацию, является причиной довольно долгого срока окупаемости. То, насколько быстро окупятся затраты на приобретение и введение в эксплуатацию преобразователей частоты, во многом зависит от мощности привода: чем мощнее электродвигатель и, соответственно, выше его энергопотребление, тем скорее сэкономленные средства окупят затраты. При этом немаловажную роль, несомненно, играет и качество преобразователя частоты, поэтому приобретать подобную продукцию следует только у надёжных поставщиков. Например, большой выбор инверторов от ведущих мировых производителей представлен в каталоге Степмотор.