Преобразователь частоты — это устройство, преобразующее параметры частоты электрического тока.
Он регулирует скорость вращения асинхронного двигателя с помощью изменения частоты питающего напряжения. Так коэффициент полезного действия остается стабильным.
Зачем нужен преобразователь частоты:
- оборудование плавно запускается и останавливается;
- узлы меньше изнашиваются;
- снижается энергопотребление;
- стабильный уровень КПД;
- защита агрегатов от рывков напряжения и перегрузок.
Классификация преобразователей частоты
Устройства бывают:
- низковольтные (0,4 кВ),
- средневольтные (0,69 кВ),
- высоковольтные (6 и 10 кВ).
По типу конструкции:
- с промежуточным звеном. Это циклоконвекторы с принудительной или естественной коммутацией. В ПЧ первого типа транзисторы выполняют функцию ключей. ШИМ управляет ими. С помощью конструкции подключают любую фазу ЛЭП к любой фазе двигателя. Во втором типе применяют тиристоры высокого быстродействия. Этот тип преобразователей выдерживает длительные высокие нагрузки. Они обладают повышенным коэффициентом полезного действия. Используются на мощных приводах.
- с непосредственной связью. Это выпрямитель на тиристорах высокого быстродействия. Тиристоры отпираются друг за другом, подключается обмотка статора. Диапазон частоты — 1-30 Гц. Достоинства:высокий КПД;
большое количество режимов;
мощность системы можно наращивать без ограничений.
По режиму работы:
- амплитудно-частотное регулирование. Подходит для сфер, где обороты двигателя не нуждаются в стабилизации. Например, вентиляторы, насосное оборудование,
- векторное — для агрегатов, на которых допускается изменение в широком диапазоне крутящего момента на валу.
Принцип работы
Схема ПЧ включает силовую и управляющую часть. Первая состоит из транзисторов и тиристоров. Вторая — это схема на электропроцессорах, отвечающая за электрические составляющие входных параметров.
Как идет преобразование:
- Диодный мост выпрямляет входное напряжение. Фильтр, работающий на конденсаторах, сглаживает «вырезанные» части входящего сигнала.
- Микросхемы, управляющие входными параметрами, формируют сигнал с необходимой амплитудой и частотой. Прямоугольные импульсы поступают на двигатель. Затем они превращаются в синусоиду. За это отвечает индуктивность обмотки статора.
Подключение и настройка
На корпусе преобразователя расположены выходы для удобного подключения двигателя. Работа зависит от правильности соединения жил и проводов кабеля с выходами. Монтаж автоматического выключателя выполняют в разрыв нулевого провода. За ним в электросети устанавливают инвертор.
Способы подключения:
- для бытовых однофазных сетей — треугольник. Выводы последовательно соединяются с обмотками статора.
- для трехфазных сетей промышленных объектов — звезда. Выводы подключаются к параллельно соединенным обмоткам двигателя.
Преимущества преобразователей частоты
Асинхронные двигатели применяются практически во всех отраслях промышленности. Они мощные, высокопроизводительные, но все равно требуют особых условий эксплуатации. Оснащение агрегатов ПЧ:
- увеличивает срок службы механических и электрических узлов оборудования;
- снижает частоту проведения ТОиР;
- обеспечивает плавный пуск/остановку двигателей, снижает расход электроэнергии;
- помогает отслеживать параметры агрегатов в режиме реального времени. У частотников есть экран, на котором отображаются показатели — напряжение, мощность, ток, скорость вращения и т.д.
Структура управления оборудованием упрощается. Поскольку преобразователь частоты регулирует пуск и остановку двигателя, отпадает необходимость дросселей, вариаторов, редукторов. КПД при этом остается на высоком уровне. Узлы защищены от перегрузок, выдерживают длительную работу. А экономия электроэнергии составляет 40-50 %. Для того, чтобы модернизировать производство, не придется полностью останавливать весь процесс.
Сфера применения преобразователей частоты
ПЧ применяют там, где важен контроль за скоростью вращения двигателя.
- Насосное оборудование и система водоснабжения.
Использование преобразователей защищает электродвигатель от гидроударов. Поэтому сокращается количество аварий. Потери воды и тепла снижаются на 5-10 %. Расход электроэнергии уменьшается на 60 %. С помощью частотных преобразователей на насосных станциях можно управлять насосами без дополнительного контроллера.
- Вентиляторы.
Поскольку для запуска используются мощные двигатели, то экономия энергии будет еще более значительная. Снижаются потери холостого хода. Повышается рентабельность производства.
- Транспортеры.
За счет плавного запуска и остановки снижается отрицательное воздействие на узлы механизмов, уменьшается интенсивность ударных нагрузок.
Где еще устанавливают преобразователи:
- лифты, подъемники;
- деревообрабатывающая промышленность;
- робототехника;
- центрифуги, компрессоры, воздуходувки;
- медицинское оборудование.
Понравилась статья? Ставь «Нравится» и подписывайся на наш канал.
«Станкосервис» — комплектующие и модернизация станков с ЧПУ.
#преобразователи частоты