info@mehprivod.ru
ООО Мехтехника
Тел.: 8 (800) 505-36-88

ЗАЧЕМ НУЖЕН ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ? ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ.

Частотный преобразователь (инвертор) представляет собой технически сложное и относительно дорогостоящее устройство, которое обеспечивает преобразование характеристик питающей силовой сети под требуемые технологические параметры для управления различными типами электроприводов.

Назначение и область применения преобразователей частоты.

По мере развития и совершенствования технологии производственных процессов стала нарастать потребность в возможности регулирования и управления работой электроприводов различных механизмов. B настоящее время наибольшее распространение в качестве приводов большинства оборудования получили трёхфазные асинхронные электродвигатели. Для оптимизации их работы в плане энергосбережения, продления срока службы и предотвращения аварийных ситуаций в паре с электродвигателем обычно используется частотный преобразователь (частотник).

Преимущества использования преобразователей частоты:

  • обеспечение экономии электроэнергии при использовании привода около 40% - 50%;
  • защита обмоток электродвигателя от повышенных пусковых токов;
  • стабильность работы оборудования при кратковременных просадках в питающей сети;
  • повышение КПД приводов;
  • управление частотой вращения вала электродвигателя в автоматическом или ручном режимах;
  • постоянное получение электротехнических характеристик в реальном времени от управляемого оборудования;
  • пуск и остановка электроприводов реализуется плавно (функция устройства плавного пуска).

Подобный широкий спектр возможностей частотных преобразователей обеспечил их популярность практически во всех отраслях промышленности, сельского хозяйства, ЖКХ и многих других сферах жизнедеятельности человека.

Сферы применения частотника:

  • тяжёлое машиностроение;
  • лёгкая промышленность;
  • строительное производство;
  • сельское хозяйство;
  • горно-добывающая промышленность;
  • пищепром;
  • обрабатывающая промышленность;
  • насосное и вентиляционное оборудование;
  • транспортёры и конвеерное оборудование различного назначения;
  • высокотехнологичные станки и оборудование с ЧПУ.

И это далеко не полный список отраслей, где успешно применяются инверторы.

Общее устройство и принцип работы.

Конструктивно преобразователь частоты состоит из двух основных блоков: силового блока и блока управления.

Силовой блок проводит преобразование питающего напряжение сети в выходное напряжение с требуемыми параметрами. Модуль управления обеспечивает контроль над всеми процессами со стороны оператора либо по заранее установленному алгоритму в автоматическом режиме.

Выделяют два этапа преобразования:

  1. «Спрямление» сетевого напряжения. Задача реализуется диодной группой, затем через конденсаторный фильтр происходит так называемое «сглаживание» сигнала.
  2. Далее транзисторная группа на базе IGBT-транзисторов придаёт сигналу требуемую частоту и фазность. B графическом представлении от частотника на электродвигатель поступает сигнал в виде прямоугольного импульса. На статоре двигателя сигнал приобретает синусоидальную форму за счёт индуктивности обмоток.

РИС. 1. Принципиальная схема инвертора.

РИС. 1. Принципиальная схема инвертора.

Работа инвертора показана очень укрупнённо и приблизительно, но наша цель не углубляться в фундаментальные основы электротехники и особенности конструкторских решений. Для понимания общего физического смысла и назначения преобразователя частоты представленного выше описания должно быть вполне достаточно.

Классификация преобразователей частоты.

По величине и типу электропитания различают инверторы следующих видов:

  • трёхфазные;
  • однофазные;
  • повышенной мощности (высоковольтные).

Все частотные преобразователи собраны на полупроводниковых элементах и обеспечивают преобразование исходных параметров силового сетевого питания в необходимые параметры для работы обслуживаемых приводов.

По принципу функционирования частотные преобразователи делятся на классы:

  1. Преобразователи частоты, которые обеспечивают постоянное взаимодействие силовой сети и управляемого электродвигателя. Является реверсивным преобразователем, обеспечивающим выполнение всех функций без применения доп. оборудования.
  2. Инверторы с промежуточным звеном постоянного тока. При эксплуатации таких приборов нужен дополнительный источник постоянного тока для обеспечения требуемого режима работы привода.

В зависимости от сферы применения различают инверторы:

  • общего назначения;
  • промышленные;
  • для насосных станций и вентустановок (там есть свои особенности);
  • для подъёмных механизмов, кранов и кран-балок;
  • скалярного либо векторного типа управления;
  • с возможностью монтажа напрямую на корпус привода;
  • специального исполнения (зависит от условий эксплуатации).

Способы подключения и настройка.

Подключение преобразователя частоты к электродвигателю осуществляется напрямую через клеммные разъёмы на корпусе, что значительно упрощает монтаж. B инструкции, прилагаемой к прибору, дано подробное описание назначения каждой клеммы и приведены варианты схем подключения.

При монтаже в однофазную сеть перед преобразователем устанавливается автомат отключения из расчёта тройного значения максимального тока и УЗО (устройство защитного отключения).

При трёхфазном питании, необходимо использовать специальный трёхфазный автоматический выключатель с общим рычагом. Ток срабатывания автомата в этом случае, должен ровняться рабочему току каждой из фаз двигателя. УЗО также рекомендуется установить.

Важно! Отключающий автомат устанавливается всегда в разрыв «нуля». B разрыв заземляющего провода установка автомата запрещена!

После проверки правильности подключения проводится настройка в соответствии с инструкцией. Для проведения монтажа, настройки и пуско-наладки оборудования необходимо привлекать только опытных специалистов с соответствующими допусками.

РИС. 2. Возможность подключения частотника.

РИС. 2. Возможность подключения частотника.

Варианты подключения преобразователей частоты к электродвигателям:

Здесь всё просто. Способов подключения всего два! «Треугольник» для классической однофазной сети и «Звезда» для трёхфазной сети промпредприятий.

Остаётся только помнить o базовых правилах ПУЭ и требованиях техники безопасности при работе с электрооборудованием.