Что такое частотный преобразователь?

Частотный преобразователь (ЧП) или частотник — это специальная аппаратура, задача которой преобразование исходной частоты напряжения к заданным показателям и постепенное выравнивание одно или трехфазного переменного тока. Оборудование применяется в электрических машинах асинхронного типа, а также в высоковольтных промышленных сетях. Принцип работы механизма основан на зависимости частоты питающего напряжения и вращения магнитного поля.

Использование преобразователей частоты позволяет:

• снизить потребление электроэнергии;
• уменьшить затраты на ремонт и обслуживание оборудования;
• снизить риск аварий в работе электродвигателей;
• продлить срок эксплуатации оборудования;
• увеличить КПД, за счет однократного преобразования частоты.

Частотники используются для:

1. Грузоподъемной техники и кранов. Такое оборудование подвергается постоянным изменениям нагрузки, остановкам и запускам. Частотники предотвращают рывки во время старта, уменьшают нагрев электродвигателя.
2. Нагнетательных вентиляторов. Преобразователи частоты позволяют автоматизировать процесс горения при высокой эффективности для агрегатов котельной.
3. Конвейерной и транспортной техники. Увеличивается срок службы механических узлов за счет регулирования скорости и плавного передвижения оборудования.
4. Насосных установок. Преобразователь частоты обеспечивает эффективность системы подачи воды без применения вентиляций и задвижек.
5. Оборудования с электродвигателями. Частотник выполняет функции коробки передач, обеспечивая постепенную смену частоты вращения рабочего механизма. Применяются в основном для высокоточных промышленных станков.

Преобразователь частоты — принцип работы

Принцип работы ЧП в зависимости момента силы на валу двигателя и скорости вращения от частоты напряжения сети питания. Использование преобразователей частоты позволяет изменять частоту подаваемого напряжения на электродвигатель, благодаря чему регулируется момент силы и скорость вращения ротора.

В зависимости от принципа работы ЧП разделяют на два класса:

• С непосредственной связью с сетью

Силовая часть устройства — это управляемый выпрямитель на незапираемых тиристорах. Система управления подает сигналы, которые поочередно отпирают одну из групп полупроводниковых устройств, подающих напряжение с заданной частотой на обмотки электродвигателя.

Особенности: такой тип частотников имеет очень высокий КПД, обеспечивает стабильность работы двигателя при невысоких скоростях вращения ротора, при торможении электроэнергия передается в сеть.

Недостатки: отсутствие возможности преобразования частоты в большую сторону, возможен перегрев обмоток и появление электромагнитных помех из-за субгармоник.

• С промежуточным звеном

В таких типах устройств применяется двойное преобразование электрической энергии. При помощи выпрямителя входное синусоидальное напряжение с постоянной частотой и амплитудой выпрямляется, проходит через фильтр и сглаживается.

Через инвертор происходит повторное преобразование в переменное напряжение изменяемой амплитуды и частоты.

Особенности: изменение частоты и в большую, и в меньшую стороны, выходное синусоидальное напряжение, плавная регулировка частоты питающего напряжения двигателя, отсутствие высших гармоник.

Частотный преобразователь для электродвигателя

Частотники бывают разными в зависимости от конструкции, управления и принципа действия.

Можно выделить несколько типов преобразователей:

• Электромашинные или индукционные. Это двигатели переменного тока, которые включены в режим генератора. Они используются в условиях, где затруднительно применение частотных электронных преобразователей.
• Электронные полупроводниковые ЧП. Состоят из схемы управления из микроконтроллеров и силовой части на тиристорах или транзисторах. Такой тип используется для однофазных или трехфазных приводов разного типа назначения.
• Непосредственные преобразователи частоты. Такие устройства напрямую имеют подключение к электросети. Работают на тиристорных преобразователях по встречно-параллельным, нулевым, перекрестным или мостовым схемам.
• ЧП с промежуточным звеном постоянного тока. Этот тип работает на основе схемы двойного преобразования. Напряжение сети преобразуется в постоянное, а после сглаживания инвертируется в выходное переменное напряжение заданной частоты.
• Частотники со скалярным управлением. Применяются для вентиляторов, насосных агрегатов и других агрегатов, где нет необходимости поддерживать скорость вращения ротора при любой нагрузке. Такие ЧП на выходе выдают напряжение определенной амплитуды и частоты, которые позволяют поддержать магнитный поток в обмотке статора.
• ЧП с векторным управлением. Такие преобразователи автоматически определяют взаимодействие магнитных полей ротора и статора. Независимо от нагрузки обеспечивают постоянную частоту вращения ротора. Применяются для работы устройств, где нужно поддерживать момент силы на невысоких скоростях, точность регулирования и быстродействие. Частотники с векторным управлением бывают: бездатчиковыми и с обратной связью по скорости.

Подключение частотного преобразователя

Для правильного подключения частотного преобразователя необходимо выполнить такие действия:

1. Подготовка
2. Выполняется проверка основных моментов: возможности линии электропитания, уровень влажности, вибрации, диапазон рабочих температур, степень защиты (IP).
3. Установка автоматических выключателей на входной линии, где число плюсов отвечает числу фаз сети.
4. Заземление линий сети, правильный подбор проводов, где сечение будет подобрано в соответствии с нагрузкой.
5. Иногда требуется установка фильтров, устраняющих электромагнитные помехи.

2. Подключение

• Подключение выполняется согласно схеме, которая есть в инструкции. К контактам электродвигателя подключаются фазовые выходы частотника.
• В зависимости от напряжения регулятора частоты выбирается тип обмотки: звезда или треугольник.
• Силовые кабели входа и выхода должны быть проложены по отдельности.
• Для цепей управления нужно использовать экранированные кабели.
• Кабель должен быть подсоединен к контуру заземления.

3. Первичный запуск

Перед подачей напряжение следует проверить правильность подключения согласно схеме и качество контактов соединений. Запуск преобразователя должен проводится согласно инструкции.

Большой выбор частотных преобразователей для любого оборудования представлен в компании ООО “Техносфера”. Здесь вы найдете подходящую модель с гарантией и доставкой по всей России!

Источник