Что может частотный преобразователь

Частотный преобразователь для асинхронного двигателя

Исследовательские работы с двигателями позволили производителям создать частотный преобразователь, — устройство, которое значительно оптимизировало работу асинхронного двигателя.

Данные компоненты стали неотъемлемой частью современных промышленных систем управления. Они не только повышают эффективность работы оборудования, но и способствуют значительному сокращению потребления электроэнергии. В этой статье мы раскроем вам все тонкости и возможности, которые открывает использование частотных преобразователей, покажем реальные примеры их успешного внедрения на производстве и дадим полезные советы по выбору подходящего оборудования для оптимизации различных технологических процессов.

Основное достоинство, которое делает частотный преобразователь незаменимым прибором в процессе работы с приводами для асинхронных двигателей, — это снижение пускового тока в 5 раз максимум. В результате асинхронный двигатель запускается плавно, а управляется исходя из результатов соотношения напряжения и частоты. О результативности такой работы говорит существенная экономия энергии (может достигать 50%).

Благодаря использованию частотного преобразователя, пользователь может включать обратную связь между приводами, располагающимися смежно. Так настройки системы подстраиваются под задачу, которую необходимо решить работой асинхронного двигателя.

Принцип работы

Частотный преобразователь, или инвертор, осуществляет двойное преобразование входного сетевого напряжения. Это означает, что он сначала преобразует переменный ток в постоянный, а затем обратно в переменный, но уже с необходимой частотой. Такое двойное преобразование позволяет управлять скоростью вращения электродвигателя, что обеспечивает плавный пуск и остановку оборудования, а также экономию электроэнергии.

Механизм работы обычно следующий: входной диодный мост выпрямляет напряжение сети, сглаживает его, а после фильтрует, применяя конденсаторы. Описанные выше операции составляют первый этап работы. Второй этап представляет собой превращение постоянного напряжения в широтно-импульсное управление с определенной скважностью и частотой. Индуктивные свойства обмоток статора в асинхронном двигателе дают возможность превращать прямоугольные импульсы в синусоидное напряжение.

Склярные и векторные ЧП

По способу управления частотный преобразователь может быть скалярным или векторным. Отсюда следуют и показатели мощности, перегрузочная способность и пр.

Скалярные и векторные преобразователи — устройства, которые используются для управления скоростью вращения электродвигателей, но разница между ними кроется в методике регулирования. Если говорить о скалярном преобразователе, то его основа – это изменение напряжения и частоты питания двигателя таким образом, чтобы сохранять постоянное соотношение между этими параметрами; такой подход хорош для ряда задач, однако он не позволяет точно контролировать работу двигателя при изменении нагрузки.

В свою очередь, векторное управление более сложное: оно учитывает не только амплитуду напряжения и частоту тока, но и фазовые соотношения между током и напряжением. Это дает возможность очень точно контролировать как скорость, так и крутящий момент двигателя даже при значительных колебаниях нагрузки. Такие характеристики делают векторные преобразователи предпочтительными для применений требующих высокой точности управления, как, например, в лифтостроении или же на производственных линиях с переменной загрузкой оборудования.

Большая часть преобразователей работает по векторному принципу. Однако и стоят такие приборы существенно дороже. Основное преимущество векторной системы в повышенной точности и минимизации статистических ошибок.

Предназначение скалярного режима — в наладке работы по соотношению выходного напряжения и частоты. Такое оборудование подходит для простых систем, в частности, вентиляторов.

Выбор инвертора

Каждый покупатель стремится выбрать максимально качественный и многофункциональный частотный преобразователь. Существует несколько критериев выбора, на которые следует обращать особое внимание.

В первую очередь, значение имеет функциональность. Поскольку решающую роль при покупке частотного преобразователя играет невысокая стоимость, — любой производитель стремится снизить цену, сократив количество функций.

Остальные необходимые функции покупатель сможет добавить при желании. Поэтому перед покупкой важно представлять, какие именно функции будут первостепенны во время работы, и подобрать идеальный базовый вариант.

Показатели мощности у разных производителей и моделей также отличаются. Выбор стоит делать, основываясь на максимальной нагрузке, с которой Вы планируете работать. В этом случае оборудование можно будет легко заменить, а также упростится процедура обслуживания.

Качественные преобразователи частоты должны иметь широкий диапазон значений напряжения, так как работа только с пониженным или повышенным напряжением может привести либо к отключению системы, либо к ее поломке.

Если Вы работаете с двигателями, имеющими высокие номинальные рабочие частоты, то обязательно учитывайте максимально возможное значение частоты. В частности, речь идет о шлифовальных машинах. Стандартный диапазон варьируется от 1 до 10. При необходимости более широкого диапазона лучше отдать предпочтение векторному управлению.

Производители обычно указывают все возможные характеристики привода. Частотники также могут различаться входами управления. Команды управления осуществляются через дискретные входы. Так работают команды стоп, пуск, торможение и пр. Сигналы обратной связи вводятся через аналоговые входы. С высокочастотными сигналами работают цифровые входы. Разница в количестве входов определяет стоимость оборудования.

Логично, что привод для асинхронных двигателей с большим количеством входов дает возможность создать сложную, многофункциональную систему. Выходы, в свою очередь, могут быть дискретными и аналоговыми.

Стоит также обратить внимание на особенности шины управления. Характеристика шины и число выходов и входов системы управления преобразователем должно полностью соответствовать характеристикам самого частотного преобразователя.

Будущая модернизация оборудования возможна, если у частотного преобразователя будут дополнительные входы и выходы. У качественного преобразователя большой гарантийный срок. А некоторые продавцы и вовсе отдельно прописывают особые поломки, которые могут происходить с товаром в процессе эксплуатации.

Частотный преобразователь: примеры внедрения

На одном из передовых предприятий, занимающихся производством полимерных материалов, ЧП был успешно внедрен для управления асинхронными двигателями на линии экструзии. Применение данного технологического решения позволило точно подстраивать скорость вращения валов экструдера, что обеспечило стабильное качество продукции и снижение брака.

Кроме того, использование частотных преобразователей способствовало значительному сокращению электроэнергии за счет оптимизации рабочих режимов оборудования. В результате компания не только повысила конкурентоспособность своей продукции на рынке за счет улучшения её характеристик и уменьшения затрат на производство, но и подтвердила свой статус инновационной организации, активно использующей передовые технологии для оптимизации процессов.

Одним из ярких примеров успешного внедрения скалярного частотного преобразователя на производстве является оптимизация работы насосных станций крупного химического завода. Использование данной технологии позволило не только значительно сократить электрическую нагрузку и потребление энергии, но и продлить срок службы оборудования за счет более мягких пусков и остановов двигателей.

В результате, компания достигла заметной экономии финансовых ресурсов на содержание и ремонт оборудования, а также уменьшила свой экологический след благодаря повышенной эффективности использования электричества. Это демонстрирует потенциал технических инноваций в построении более устойчивых и экономичных производственных процессов.

Пример успешного внедрения векторного частотного преобразователя на производстве можно наблюдать на одном из крупнейших предприятий по выпуску пластиковых изделий. До модернизации основная проблема заключалась в высоком энергопотреблении оборудования и необходимости точной подстройки скоростей двигателей. После установки векторных частотных преобразователей удалось добиться значительной экономии электроэнергии, а также повысить точность контроля скорости шаговых двигателей, что существенно увеличило качество готовой продукции.

Кроме того, благодаря более мягкому старту и останову машин, сократился износ оборудования и расходы на его ремонт. Это стало ярким примером того, как правильное использование передовых технологий может оптимизировать рабочие процессы и привести к значительным финансовым выгодам для предприятия.

Частотные преобразователи производителя Wecon занимают достойное место на рынке автоматизации благодаря своей надежности, эффективности и гибкости в управлении различными видами двигателей. Эти устройства являются ключевыми компонентами в системах управления скоростью вращения электромоторов, что позволяет значительно снизить энергопотребление и продлить срок службы оборудования. Отличаясь продуманным дизайном и интуитивно понятным интерфейсом, частотные преобразователи Wecon легко интегрируются в различные производственные процессы, предоставляя возможность для оптимизации операций и повышения общей производительности предприятий.

Обзорная экскурсия на производстве частотных преобразователей Wecon