В данной статье мы рассмотрим частотные преобразователи: для каких целей они применяются, как правильно их выбирать и на что следует обращать внимание, а также разберемся стоит ли переплачивать за БРЕНДОВЫЕ частотные преобразователи?
Прежде всего начнём с базового, частотные преобразователи – это электронные устройства, которые обеспечивают управление скоростью вращения трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с помощью изменения выходной частоты. Современные частотные преобразователи чаще всего применяются в следующих случаях:
· поддержания и изменение скорости вращения электродвигателя
· поддержания определенного значения (параметра) с периодическим изменением скорости вращения электродвигателя; такими параметрами могут являться: давление, расход жидкости, температура и т.п.
· для плавного пуска и торможения двигателя, тем самым обеспечивая рабочие токи при старте двигателя и увеличение срока службы электродвигателя
· для экономии энергоресурсов, обеспечивая экономию до 50%
· для точной регулировки движущих машин: краны, конвейеры и т.п.
Частотные преобразователи относятся к промышленному сегменту и чаще всего встречаются на различных производствах, таких как: энергетика, нефтяная сфера, котельные, очистные сооружения, металлургия, конвейерные линии, а также часто встречаются в бытовых сферах: погружные насосы, системы отопления в коттеджах, домах и многое другое. Частотные преобразователи бывают с входным напряжением на 220В и 380В, а выходное напряжение как правило составляет на 380В (220В редко встречается).
Прежде всего частотные преобразователи устанавливают из расчёта экономии энергоресурсов или технологической необходимости. К технологической необходимости можно отнести поддержания определенного расхода на различные установки, например, очистные установки ОСМОС требуют определенного расхода воды при котором они показывают максимальную эффективность очистки жидкости. Если расход на установку будет маленький, то соответственно КПД установки будет низкое, а если расход будет высокий, то соответственно очистка жидкости будет некачественная. Для таких целей необходим частотный преобразователь, который и будет обеспечивать заданный расход жидкости. Данные примеры применения преобразователей частоты встречаются очень часто в различных отраслях.
КАК ВЫБРАТЬ ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ?
Частотные преобразователи прежде всего выбираются по мощности и току подключаемого двигателя, но мы советуем по возможности выбирать на один порядок выше, так как при этом нагрузка на частотный преобразователь будет меньше, соответственно он будет меньше греться и прослужит более длительное время. Но часто бывает, что частотный преобразователь более высокого номинала стоит на порядок дороже и это становится экономически неоправданно. Для примера рассмотрим подбор частотного преобразователя M-DRIVER M0075G3 с характеристиками: мощность 7.5кВт, ток 16А, напряжение 380В и скважинного насоса Grundfos SP 14-27 с характеристиками: мощность 7.5кВт, ток 17,8А, напряжение 380В. В данном примере мы видим, что максимальная мощность работы насоса совпадает с номинальной мощность частотного привода M-Driver M0075G3, но номинальный ток на насосе (17,8А) больше, чем на частотном преобразователе (16А), соответственно частотный преобразователь нужно брать следующий по номиналу. Им является частотный преобразователь M-Driver M0110G3 c характеристиками: мощность 11кВт, ток 25А, напряжение 380В. Мы видим, что данный частотный преобразователь M-Driver M0110G3 подходит к нашему насосу Grundfos SP 14-27 по мощности и току. Таким образом подбирать частотные преобразователи по характеристикам двигателя можно без особого труда и глубоких знаний.
Основные требования которым должны отвечать современные частотные преобразователи:
· обладать перегрузочной способностью от номинального значения – это крайне важно при больших перегрузках
· поддержания скалярного и векторного управления
· различные защиты: контроль по току, напряжению, перекос фаз, отсутствие фазы, КЗ и т.п.
· плавный разгон и плавное торможение по заданному времени
· функции управления: плавное повышение и понижение оборотов, поддержания определенных оборотов, аналоговые и дискретные входа и выхода для подключения внешних датчиков и управляющих сигналов, протокол Modbus для связи с периферийным оборудованием и передачей данных на верхний уровень АСУТП
· поддержка ПИД регулятора
· встроенные тормозной резистор; актуально для быстрого торможения двигателя, при отключении двигателя вал по инерции продолжает вращаться (если нет естественного сопротивления - воды в трубе или потока обратного воздуха) и данный резистор создает искусственное торможение двигателя
Также в некоторых случаях может потребоваться применение дополнительного оборудования для частотных преобразователей:
· Выходные (моторные) дроссели используются в цепи питания двигателя, которые снижают высшие гармоники выходного напряжения частотного преобразователя, тем самым уменьшая высокочастотные токи. Таким образом повышается коэффициент мощности двигателя. Рекомендуется устанавливать выходные дроссели, когда длина кабеля от частотного преобразователя до двигателя превышает 20 метров. Выходные дроссели часто называют выходными реакторами, моторными дросселями, выходными фильтрами, синусоидальными фильтрами. При выборе необходимо учитывать, чтобы номинальным ток выходного дросселя должен быть больше, чем максимальный ток двигателя.
· Входные (сетевые) дроссели подключаются в питающую сеть перед частотным преобразователем для дополнительного подавления высокочастотных помех. Применение входных дросселей также обусловлено снижению токов короткого замыкания при низком сопротивлении питающей линии. При выборе входного дросселя необходимо учитывать, чтобы его номинальный ток был выше, либо равен номинальному току частотного преобразователя. Входные дроссели часто называют сетевыми фильтрами или входными реакторами. Основными параметрами входного дросселя являются индуктивность и максимальный ток. При этом индуктивность подбирается таким образом, чтобы при рабочей частоте и номинальном токе падение напряжение на входном дросселе составляло не более 5%.
Формула для расчёта U=2пfLI, где L - индуктивность дросселя (Гн), I - номинальный рабочий ток (А), f - рабочая частота (Гц).
· Тормозные резисторы используются чтобы разрядить перенапряжение при торможении электродвигателя с высокоинерционной нагрузкой, требуется внешний тормозной прерыватель (в некоторых моделях чп они отсутствуют). Тормозной прерыватель совместно с тормозным резистором работают следующим образом: тормозной прерыватель при избыточном напряжении на шине постоянного тока «частотника» подключает к шине постоянного тока тормозной резистор, тем самым предотвращая аварийные ситуации (перенапряжение частотного преобразователя).
СТОИТ ЛИ ПЕРЕПЛАЧИВАТЬ ЗА БРЕНДОВЫЕ ЧАСТОТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ?
В настоящее время на рынке огромный выбор частотных преобразователей и не всегда понятно – платить за брендовый частотный преобразователь 50 000 рублей или можно использовать Китайский за 15 000 рублей с аналогичными характеристиками? Давайте разберемся с данным вопросом. Так уж сложился стереотип, что мы к китайской продукции относимся с неким скепсисом, что мол данный товар плохого качество, быстро сломается и т.п. Но это совершенно не так! Конечно, китайская продукция бывает разная, но мы прежде всего говорим только о фабричной качественной продукцией. Множество брендовых частотных преобразователей собирается в Китае, и китайские производители хорошо научились копировать Европейские бренды и порой встречаются даже похожие прошивки частотных преобразователей, только корпуса разные. Из личного опыта можем сказать, какие китайские частотные преобразователи сами устанавливали и испытывали в различных условиях и на разных объектах, а также по отзывам наших покупателей. Частотные преобразователи китайских брендов M-DRIVER, INOVANCE были смонтированы нами на насосных станциях в более чем 10 котельных 7 лет назад и до сих пор работают и нет никаких нареканий по ним. В настоящее время в своих проектах мы не используем брендовые частотные преобразовали, так как не видим смысла в больших переплатах по данной продукции (если на этом не настаивает Заказчик).
Выбор за Вами!
