Преобразователь частоты устройство и работа

Сейчас в технике очень распространено использование асинхронных двигателей. Они получили большую популярность в силу того, что имеют небольшую стоимость и при этом вполне солидную производительность, а также высокий уровень надежности. Но, как и любое другое техническое приспособление, асинхронный двигатель не лишен своих недостатков. Здесь их два:
Особенности конструкции не дают возможности легко управлять скоростью двигателя и как следствие и его производительностью. В разных сферах применения для решения этой проблемы применяются различные способы, но в целом достаточно неэффективны и могут порождать какие-то новые сложности;
Пусковой ток асинхронного двигателя превышает номинальный в 5-7 раз. Это создает слишком большую нагрузку на механизмы, может стать причиной выхода устройства из строя.
Многолетние труды по борьбе с указанными проблемами привели инженеров к созданию универсального устройства, с помощью которого работа асинхронного двигателя значительно оптимизируется. И называется это устройство преобразователем частоты.
Работает устройство просто – с помощью конденсаторов в смехе преобразователя переменное напряжение сети выпрямляется, а далее преобразуется в сигнал с нужными параметрами.
Где чаще всего применяются преобразователи частоты
Массовое использование рассматриваемого устройства наблюдается совместно со следующими агрегатами:
Насосами разного типа. В отличии от использования заслонок для регулировки мощности насоса, частотный преобразователь дает возможность сэкономить приблизительно 30% электроэнергии, а также решить очень серьезную проблему гидравлических ударов при работе с жидкостями. Преобразователь помогает выполнять запуск и остановку насоса плавно, увеличивая его рабочий ресурс и делая использование агрегата в целом более приятным;
Вентиляторами. Здесь задействованы все те же преимущества, что и в предыдущем пункте. Так как для вентиляторов часто используются двигатели повышенного уровня мощности, то здесь экономия энергии бывает еще более ощутима;
Транспортерами. Преобразователь помогает сделать так, чтобы скорость транспортера соответствовала скорости всего происходящего технологического процесса. Благодаря использованию этого приспособления удается добиться значительного повышения ресурса оборудования, избежать ударных нагрузок и значительных люфтов.
И это только некоторые области применения преобразователей.
Как выбрать подходящее устройство
Множество производителей предлагают довольно качественные преобразователя частоты. Выбор здесь действительно большой, но чаще всего покупателю приходится сталкиваться с дилеммой – чем больше функций в аппарате, тем он дороже, но если брать устройства с разными функциями по отдельности, это будет еще более дорого.
Чтобы устройство принесло максимум пользы, нужно обратить внимание на следующие моменты:
С двигателями каких мощностей оно способно работать;
Какое управление реализовано в аппарате: векторное например Bosch VFC5610 или скалярное (для большинства применений чаще всего берут векторное);
Входное напряжение, с которым работает преобразователь. Если в сети будет напряжение больше требуемого, то устройство может просто сгореть;
Диапазон регулировки частот. Особенно стоит обратить внимание на верхний предел – он должен совпадать с рабочими частотами двигателя;
Количество входов для управления. Если Вы планируете создавать сложную систему управления с многими механизмами, то чем больше входов, тем лучше. Это же касается и количества выходных сигналов. например у частотника Bosch VFC3610 есть аналоговый выход по току 0-20 мА и по напряжению 0-10В;
Тип управления. Возможны варианты управления преобразователем с пульта или же через шину последовательной связи.
Не лишним будет взглянуть и на срок гарантии. Естественно, чем он выше, тем лучше.
Обращая внимание на эти нюансы, Вы сможете купить действительно подходящий под Ваши задачи преобразователь частоты.

Данное устройство, как частотный преобразователь является сложным, с его помощью осуществляется управление синхронным и асинхронным двигателем переменного тока. Чтобы настроить преобразователь на необходимые параметры работы, нужны начальные знания инженерно-технического дела. Стоит обратить внимание на то, купить частотный преобразовательможно в специализированных магазинах, в том числе и у нас на сайте. Специалисты компании «Русэлт» помогут подобрать модель данного устройства.

Частотный преобразователь и его устройство

Чаще устройство основано на схеме двойного преобразования. Данный прибор содержит:

• Постоянный ток и его звенья, состоящие из выпрямителя неуправляемого типа и защитных фильтров.
• Инвертор импульсный силового типа состоит из 6 ключей транзистора, подключается к соответственной обмотке агрегата.
• Налаженная систематизация преобразователя.

На первом этапе переменное напряжение электрической сети переходит в постоянное. Далее перейдя в инвертор, происходит преобразование в 3-х фазную переменную величину, необходимой амплитуды и величины.

Принцип действия устройства

Для детального описания принципа работы частотного преобразователя базировать его возможно на работе двигателя АИР, в котором частотность вращения магнитного поля прямо пропорционально зависимо от частоты напряжения источника электропитания.

В современных моделях данного устройства на выходе частотность может варьироваться в различных диапазонах. Данный показатель может быть на порядок ниже или выше частотности сети электропитания.

Выгодно купить частотный преобразователь

Если вы решили купить частотный преобразователь, то стоит быть внимательным: чем сложнее среда и условия эксплуатации, тем более требовательным нужно быть. Таким образом, ваша покупка сможет эффективно создавать алгоритмы в системе управления, а главное – продлить срок службы двигателю и рядом установленных деталей.

В случае сложности выбора подходящего устройства, необходимо воспользоваться помощью сотрудников магазина.

Преобразователи частоты – многофункциональные, интеллектуальные устройства предназначенные  для управления работой трехфазных и однофазных асинхронных и синхронных электродвигателей : частотой вращения, пуска останова двигателя, согласно заданной программе или управляющим сигналам и защиты электропривода от токов перегрузки, перекоса фаз и короткого замыкания.

Принцип работы преобразователей частоты  скорость электродвигателя высчитывается по формуле N=2*частоту в сети*60/количество полюсов.

 Изменить частоты вращения двигателей переменного тока  возможно следующими способами:

• Путем изменения количества полюсов электродвигателя.  Двигатели переменного тока имеют фиксированное число полюсов, при этом некоторые  серии имеют возможность изменять количество подключаемых полюсов, тем самым изменяя скорость вращения – (многоскоростные электродвигатели)
• Путем изменения частоты переменного током.  Данный способ  изменения частоты двигателя заложен в принципе работы частотного преобразователя.  Питающее переменное напряжение   преобразуется в постоянный ток с помощью выпрямителя, а затем согласно заданной программе с помощью инвертора преобразуется в ток необходимой частоты и амплитуды.

Преимущества использования преобразователей частоты.

• Уменьшение пиковых токов при пуске электродвигателей – при пуске двигателя прямым выключением с помощью пускателей происходит скачкообразное увеличение тока 7-15 раз в зависимости от режима работы, что негативно влияет на электрооборудование электропривода  (подгорают контакты пускателей и коммутационной аппаратуры, возможен риск пробоя изоляции кабелей). Механическая часть электропривода также в момент пуска подвергается значительным нагрузкам, что сокращает срок эксплуатации и может привести к преждевременному выходу из строя оборудования. При использовании частотных преобразователей благодаря плавному пуску пусковые токи и рывки при пуске значительно снижаются.
• Снижение энергопотребления.  Зачастую электродвигатели в вентиляционном и насосном оборудовании работающие без частотного преобразователя, работают с  единой частотой, при этом управление потоков воздуха или воды осуществляется с помощью шиберов и заслонок. Использование преобразователя позволяет изменять частоты вращения и мощность электродвигателя согласно необходимым параметрам, что иногда до 30% снижает затраты на электроэнергию.
• Построение автоматизированных систем – при программировании преобразователя задается алгоритм работы согласно управляющим сигналам, что позволяет автоматизировать процесс работы производственных линий, транспортного и упаковочного оборудования
• Защита преобразователей

Несмотря на то, что в большинстве серий частотных приводов установлена защита от токов перегруки, КЗ, обычно преобразователь защищают мотор автоматами и реле контроля фаз.

Классификация частотных преобразователей.

1. По номинальному выходному току –максимальная величина тока на выходе преобразователя. Основная характеристика для подбора  преобразователя,   
2. По количеству фаз электродвигателя 
3. По номинальному напряжению
4. По типу управления
   • Скалярный тип управления 
   • Векторый тип управления
   • Управление моментов электродвигателя

Условно преобразователи можно разделить по функциональному назначению:

• HVAC приводы – используются в системах вентиляции, кондиционирования и насосном оборудовании. К таким частотникам относятся модели ATV212, ACS310, Danfoss VLT Micro Drive. На их основе собираются шкафы управления HVAC — к примеру для управления приточно-вытяжными вентиляционными установками
• Общепромышленные приводы – предназначены для управления работой привода на производстве, конвейерных и транспортных линиях. Наиболее популярные модели — ATV312, ATV630, ATV930 (Schneider Electric); ACS580 (ABB)
• Дополнительные устройства преобразователей частоты, входящие в конструкцию преобразователя или устанавливаемые отдельно.
• Дроссели – устройства,  защищающие частотный привод от перегрузок при большой длине кабеля
• Электромагнитный фильтр ЭМС — для защиты от наводимых высокочастотных помех
• Тормозные резисторы –устройства для преобразования электрической энергии в тепловую. (Электрическая энергии образуется в момент останова и торможения, в этом случае электродвигатель работает по принципу генератора.)