Что такое преобразователь частоты. Как работает преобразователь частоты. Какие бывают виды преобразователей частоты. Для чего используются преобразователи частоты. Как выбрать и настроить преобразователь частоты.
Что такое преобразователь частоты и как он работает
Преобразователь частоты (ПЧ) — это электронное устройство, предназначенное для изменения частоты электрического тока. Основная задача ПЧ — управление скоростью вращения асинхронных электродвигателей.
Принцип работы преобразователя частоты основан на двойном преобразовании электроэнергии:
- На входе переменное напряжение с постоянной частотой выпрямляется в постоянное.
- Затем выпрямленное напряжение снова преобразуется в переменное, но уже с регулируемой частотой и амплитудой.
Таким образом, изменяя частоту тока на выходе, преобразователь позволяет плавно регулировать скорость вращения подключенного асинхронного двигателя.
Основные компоненты преобразователя частоты
Типовой преобразователь частоты состоит из следующих основных компонентов:
- Выпрямитель — преобразует входное переменное напряжение в постоянное
- Звено постоянного тока — сглаживает пульсации выпрямленного напряжения
- Инвертор — формирует на выходе переменное напряжение с регулируемой частотой
- Система управления — контролирует работу всех узлов
Выпрямитель обычно выполнен на диодах или тиристорах. Звено постоянного тока содержит конденсаторы большой емкости. Инвертор построен на IGBT-транзисторах, работающих в ключевом режиме.
Виды преобразователей частоты
Существует несколько основных видов преобразователей частоты:
1. По типу связи с питающей сетью:
- С непосредственной связью — напрямую преобразуют входное напряжение
- С промежуточным звеном постоянного тока — используют двойное преобразование
2. По способу управления двигателем:
- Скалярные — простые в настройке, но с ограниченными возможностями
- Векторные — обеспечивают более точное управление, но сложнее в настройке
Наиболее распространены преобразователи с промежуточным звеном постоянного тока, так как они позволяют получить широкий диапазон регулирования скорости двигателя.
Где применяются преобразователи частоты
Преобразователи частоты широко используются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Основные области применения:
- Приводы насосов и вентиляторов
- Конвейерные и транспортные системы
- Подъемно-транспортное оборудование
- Металлообрабатывающие станки
- Экструдеры и другое оборудование для переработки пластмасс
- Системы кондиционирования и вентиляции
Применение преобразователей частоты позволяет значительно снизить энергопотребление, повысить ресурс оборудования и оптимизировать технологические процессы.
Преимущества использования преобразователей частоты
Внедрение частотно-регулируемого электропривода дает ряд существенных преимуществ:
- Экономия электроэнергии до 30-60%
- Плавный пуск и останов двигателя без пусковых токов и ударных нагрузок
- Точное поддержание скорости вращения независимо от нагрузки
- Увеличение срока службы двигателей и механизмов
- Снижение шума и вибрации при работе оборудования
- Возможность удаленного управления и диагностики
Все это делает преобразователи частоты эффективным инструментом повышения энергоэффективности и надежности промышленного оборудования.
Как выбрать преобразователь частоты
При выборе преобразователя частоты необходимо учитывать следующие основные параметры:
- Мощность и напряжение питания двигателя
- Тип нагрузки (насос, вентилятор, конвейер и т.д.)
- Требуемый диапазон регулирования скорости
- Режим работы (продолжительный, повторно-кратковременный)
- Условия эксплуатации (температура, влажность, запыленность)
- Необходимые функции управления и защиты
Правильный выбор преобразователя частоты обеспечит надежную и эффективную работу электропривода в течение длительного срока.
Настройка преобразователя частоты
Для оптимальной работы электропривода важно правильно настроить параметры преобразователя частоты. Основные настройки включают:
- Номинальные данные двигателя (мощность, напряжение, ток, частота)
- Режимы разгона и торможения
- Минимальная и максимальная рабочая частота
- Характеристика U/f (зависимость напряжения от частоты)
- Настройки защит (от перегрузки, перенапряжения и т.д.)
- Параметры векторного управления (при необходимости)
Тщательная настройка параметров позволяет добиться оптимального режима работы, исключить нежелательные резонансные явления и повысить КПД системы.
Особенности эксплуатации и обслуживания преобразователей частоты
При эксплуатации преобразователей частоты следует учитывать некоторые важные моменты:
- Необходимость периодического обслуживания (очистка от пыли, проверка подключений)
- Контроль температурного режима в шкафу управления
- Возможное влияние на питающую сеть (генерация высших гармоник)
- Ограничения по длине кабеля до двигателя
- Необходимость применения дополнительных фильтров в некоторых случаях
Соблюдение правил эксплуатации и своевременное обслуживание обеспечат длительный срок службы преобразователя частоты.
Перспективы развития преобразователей частоты
Технологии в области преобразователей частоты продолжают развиваться. Основные тенденции включают:
- Повышение энергоэффективности за счет применения новых полупроводниковых приборов
- Расширение функциональных возможностей и интеллектуализация управления
- Интеграция с промышленным Интернетом вещей (IIoT)
- Развитие специализированных решений для конкретных отраслей
- Миниатюризация и снижение стоимости
Все это делает преобразователи частоты все более доступным и эффективным инструментом оптимизации электроприводов в различных отраслях.
Устройство и принцип работы преобразователя частоты
7019
Преобразователи частоты (ПЧ, частотники, частотные преобразователи), которые сейчас используются с асинхронными двигателями, как правило, строятся по схеме двойного преобразования электроэнергии. Первое преобразование осуществляется выпрямителем, второе инвертором.
Основные составные части ПЧ: выпрямитель, звено постоянного тока, инвертор
Рис. 1. Принципиальная схема ПЧ
Выпрямитель строится на выпрямительных диодах либо, что бывает реже, по диодно-тиристорной схеме. Остановимся на самом простом – диодном выпрямлении.
Трехфазное сетевое напряжение с частотой 50 Гц и напряжением 380 В поступает на вход выпрямителя. После выпрямления мы получаем пульсирующее напряжение, оно уже имеет определенного рода пульсации, но постоянным еще не является. Постоянным напряжение становится после попадания на звено постоянного тока и сглаживания пульсаций. Между выпрямителем и звеном постоянного тока расположен так называемый резистор предзаряда.
Резистор предзаряда ограничивает ток заряда конденсаторов в первый момент времени, таким образом предохраняя диоды выпрямителя и сеть от большого броска тока. По мере заряда конденсатора этот резистор отключается и в дальнейшей работе участия не принимает.
Звено постоянного тока представляет собой, как правило, набор конденсаторов довольно большой емкости. Задача этого элемента максимально сгладить пульсации напряжения, привести его к постоянному значению. В нормальной ситуации, когда сетевое переменное напряжение 380 В, значение на звене выпрямленного постоянного тока составляет 540 В. Если сетевое напряжение больше или меньше, то величина выпрямленного напряжения пропорционально увеличивается или уменьшается.
Структура и особенности работы инвентора
После выпрямителя напряжение поступает на инвертор. Инвертор является самой сложной и важной частью преобразователя частоты.
С выхода инвертора сигнал поступает уже непосредственно на электродвигатель. Форма напряжения на выходе инвертора представляет собой набор прямоугольных импульсов разной ширины и определенной длительности. Так строится силовая часть преобразователя частоты.
Схема прибора включает в себя также слаботочные цепи, которые помогают взаимодействию всех основных частей ПЧ. В частности, есть центральный процессор, который является, по сути, мозгом преобразователя, управляет как работой инвертора, так и других частей устройства. Информацию о выходном токе процессор получает от датчиков тока, расположенных на выходных цепях ПЧ. Сигнал с датчиков тока обрабатывается, и процессор далее формирует управляющий алгоритм, чтобы преобразователь мог функционировать в заданных пользователем условиях. Также еще есть источник питания собственных нужд, он питает как процессорную часть, так и часть, отвечающую за измерения выходного тока и измерение напряжения на звене постоянного тока. Помимо этого, есть блок драйверных микросхем, которые в свою очередь управляют транзисторами инверторной части, и еще ряд вспомогательных элементов.
Рис. 2. Принципиальная схема инвертора
Рассмотрим принципиальное устройство инверторной части. Основными элементами силовой части инвертора являются IGBT-транзисторы – мощные, специально спроектированные для работы в ключевом режиме. Это гибрид полевого и биполярного транзисторов. Управляющая часть представляет собой изолированный затвор (как у полевого), а силовая часть повторяет устройство биполярного, у которого имеется коллектор–эмиттер.
Силовые элементы выпускаются в виде сдвоенного модуля, состоящего из двух силовых транзисторов, включенных последовательно. Каждый из транзисторов шунтируется диодом в обратном направлении. Поскольку на выходе должно быть 3 фазы, в конструкции инвертора имеется 3 плеча (см. рис 2).
Рис. 3. Эквивалентная схема работы транзисторов
Чтобы лучше понять принцип работы, рассмотрим эквивалентную схему, где каждый транзистор заменен обычным выключателем.
Изучим, как формируются выходные токи в обмотках двигателя. За управление транзисторами (переключателями на схеме) отвечает центральный процессор. Он переключает их строго по определенной программе, которая задается изначально алгоритмом его действия.
На схеме показано срабатывание ключей № 1, № 4, № 6. Обратите внимание, категорически не допускается ситуация, когда в одном плече замкнут и верхний ключ, и нижний – это короткое замыкание и отказ изделия. В ситуации, показанной на схеме, ток протекает через открытый ключ № 1, далее заходит в обмотку А электродвигателя, выходит из обмоток B и C, и через открытые нижние ключи №4 и № 6 уходит в минусовое звено.
Для того чтобы поменять ток в обмотке C, нужно переключить ключи среднего плеча. Ток по-прежнему будет протекать через открытый ключ № 1, а уходить через обмотку B и ключ №6 в минусовое плечо.
При этом, одновременно, через замкнутый ключ № 3 и втекающий ток через обмотку C уходит в минус. Меняя положение открытых и закрытых ключей можно менять ток в обмотках двигателя. Если это делать по определенной программе, то получится изменяемый ток, как при работе двигателя от сети, то есть будет происходить плавное перетекание одной фазы в другую.
Рис. 4. Протекание тока в инверторе
Теперь вместо упрощенной схемы с выключателями рассмотрим, как протекает ток в цепи транзисторов на примере реального инвертора (рис. 4). По своей сути этот процесс ничем не отличается от рассмотренного ранее ключевого режима, за исключением того, что мы имеем дело с реальным двигателем, который, в принципе, является индуктивной нагрузкой.
В момент закрытия ключа индуктивность двигателя не позволит току мгновенно прекратиться за счет явления самоиндукции. Этот остаточный ток гасится обратными диодами, которые подключены к закрытым транзисторам (см.
рис. 4), т.е. в момент выключения (закрывания) транзисторов остаточный ток протекает через обратные диоды, таким образом предотвращаются выбросы напряжения на ключе.
Но поскольку транзистор работает как ключ, он может выдать либо полное напряжение на двигатель, либо не выдать вообще. На практике же нужно получить некое плавное напряжение синусоидальной формы, причем изменяемое как по величине, так и по частоте, для того чтобы иметь возможность управлять скоростью вращения асинхронного двигателя.
Алгоритм работы ШИМ
Далее рассмотрим, как формируется выходное напряжение методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Для примера возьмем некую гидравлическую модель, которая нам поможет понять, что происходит.
Рис. 5. Гидравлическая модель
Представим себе, что имеется ряд емкостей сосудов. В нижней части у каждого есть отверстия. С помощью некого устройства, которое выдает капельки воды определенных размеров с неизменной частотой, начинаем наполнять эти сосуды.
Понятно, что там, где размер капель небольшой, уровень жидкости установится на низком уровне, а чем больше размер капель, тем более высокий уровень будет иметь жидкость в сосуде. Подобрав определенным образом размер капель, можно получить огибающую этих уровней (см. рис. 5). Таким образом получилось изобразить статическую картину, которая дает понимание процесса, как можно из дискретных частей сделать некое подобие аналоговых.
Теперь перейдем к работе в динамике. Представим, что сосуд один, но меняем размер капель, которыми он заполняется. В нижней части рис. 5 показан процесс в этот момент времени – по оси x время (t), по оси y напряжение (U) или, по-другому – уровень воды в сосуде. По мере того, как изменяется размер капли, изменяется и средний уровень жидкости, он возрастает, а затем начинает падать. Это уже динамический процесс. Теперь проводим аналогию с электричеством.
Рис 6. Преобразование дискретного сигнала в аналоговый
На рис.
6 наглядно показано, что происходит с дискретным сигналом, если мы будем открывать ключ и закрывать с определенной частотой и на определенное время: чем шире импульс открытия транзистора, тем выше некий средний уровень напряжения (красная огибающая сигнала).
Введем несколько параметров и объясним их.
- Период сигнала ШИМ – это время между импульсами. Параметр строго задан и не меняется (из ранее описанного примера это когда капельки все капают с одинаковой частотой, только разного размера).
- Частота ШИМ-модуляции — обратно пропорциональна длительности периода, это то, что мы имеем как один из параметров при программировании преобразователя частоты. Определяет частоту следования импульсов на выходе каждого из каналов IGBT-модуля.
- Длительность импульса (t-импульса). Определяется уже самим процессором. То есть процессор в зависимости от заданного значения выходного сигнала в данный момент определяет, на какое время нужно открыть каждый ключ.
Если рассмотреть общий период изменения этих колебаний, будем иметь период выходной частоты (t-выходная). Это выходная частота, которая будет у нас на выходе преобразователя частоты. От нее прямо пропорционально зависит скорость вращения двигателя.
Если рассмотреть общий период изменения этих колебаний, будем иметь период выходной частоты (t-выходная). Это выходная частота, которая будет у нас на выходе преобразователя частоты. От нее прямо пропорционально зависит скорость вращения двигателя.За тем, чтобы двигатель не перегружался, и напряжение, которое подводится к нему на этой частоте, пропорционально уменьшалось или увеличивалось, следит преобразователь частоты. Он сам определяет необходимое время открытия каждого ключа, то есть определяя t-импульс. И такая ситуация происходит одновременно на трех каналах, ведущих на выход преобразователя на электродвигатель.
Из рисунка видно, что чем чаще будут идти импульсы, тем ближе форма напряжения будет к синусоидальной.
Критерии выбора частоты
На практике частота ШИМ может задаваться пользователем, как правило, в пределах от 1 до 15 килогерц. Для того чтобы получить напряжение по форме более-менее близкой к синусоидальной, частота ШИМ должна быть в 20-30 раз больше максимальной выходной частоты, которую вы хотите получить.
Вы можете выбрать частоту ШИМ произвольно под свою конкретную задачу. Есть несколько параметров, которые определяют выбор.
Рис.7. Параметры, влияющие на выбор частоты ШИМ
1. Длина кабеля до двигателя. Чем длиннее кабель, тем меньшую частоту ШИМ можно задать. Например если у вас длина кабеля 100 метров и больше, то частоту ШИМ больше 2,3 килогерц нет смысла ставить, иначе на этой длине будут большие потери и напрасный расход мощности.
2. Акустический шум двигателя. При питании двигателя от преобразователя частоты слышится посторонний шум. Он зависит именно от частоты ШИМ, которую вы задали. Чем она выше, тем выше тон звука. Если задана чистота более 8,10 килогерц, шума практически не слышно. На более низких частотах (1,3,5 килогерц) этот шум значителен и вызывает дискомфорт.
3. Максимальная выходная частота. Большинство двигателей используют максимальную выходную частоту инвертора 50 гц, поэтому здесь частота ШИМ должна быть не менее чем в 20 раз выше.
Здесь можно задавать частоту 1, 2, 3, 5 килогерц из всего диапазона.
Если вы используете высокоскоростной двигатель, например 400-герцевый, то здесь уже частоту ШИМ 1,3,5 килогерц ставить не стоит: на выходе будет не синусоида. Для таких скоростных двигателей частота ШИМ выбирается максимально возможной для данного инвертора, скажем, 15 килогерц.
4. Тепловыделение инверторной части преобразователя. Оно связано с тем, что IGBT-транзисторы, которые формируют выходное напряжение, не идеальны, подвержены разогреву в процессе работы. Для того чтобы эффективно отводить тепло, надо применять соответствующие радиаторы, вентиляторы охлаждения. Чем больше тепловыделение в этой инверторной части, тем более мощные приборы для охлаждения надо использовать.
Потери энергии в частотном преобразователе и способы их снижения
Рассмотрим вопрос тепловыделения в инверторной части преобразователя. Чем определяются потери транзистора?
Рис.
8. Потери энергии
Возьмем условный IGBT-транзистор, который включен в цепь с напряжением 500 вольт, ограничивающий резистор.
Закрытое состояние: на затворе напряжения нет, напряжение на коллекторе равно сетевому напряжению, ток отсутствует, утечки мизерные, тепловыделения никакого нет. Открываем транзистор с помощью напряжения 10 вольт на затворе, это стандартное напряжение практически для всех транзисторных модулей. Транзистор переключается в открытое состояние не мгновенно, у каждого транзистора есть параметр, который называется время включения или время выключения. Типичное значение для самых распространенных транзисторов — 0,2 микросекунды. Время небольшое, но за это время на кристалле транзистора присутствует как напряжение, которое быстро спадает, так и нарастающее значение тока, которое тоже нарастает не мгновенно. В этот момент происходят потери. И чем выше частота ШИМ, про которую мы раньше говорили, чем чаще включается и выключается транзистор, тем больше идет тепловыделения за счет потерь переключений.
Когда транзистор открылся, установился статический режим на какое-то небольшое время, тепловыделение продолжается: оно происходит за счет того, что в момент состояния открытия, напряжение на транзисторе тоже не равно нулю, он определяется потерями на кристалле в открытом состоянии. Типичное его значение 1,5 вольта. Оно может незначительно варьироваться в зависимости от технологии изготовления транзистора и пр.
В этот момент тепловыделение тоже существует, но с потерями в открытом состоянии мы ничего не можем сделать, максимум — применить транзисторы с меньшим напряжением в открытом состоянии. С потерями при переключении мы можем бороться путем уменьшения частоты ШИМ. Это бывает полезно, если преобразователь находится в закрытом шкафу, где он греется больше. Понизив частоту ШИМ, мы можем снизить потери на преобразователе и снизить его температуру.
Общие потери преобразователя частоты в виде тепла составляют около 3%.
Потери на выпрямителе происходят через открытые диоды.
Падение напряжения на открытом диоде, а также протекающий через него выпрямленный ток приводят к его нагреву. Звено постоянного тока, состоящее из электролитических конденсаторов большой емкости, тоже нагревается, потому что постоянно происходит процесс заряда и разряда. Также к потерям можно отнести собственные нужды преобразователя частоты: работу вентиляторов охлаждения, электронной схемы, вторичного источника питания и так далее.
Состав типового частотного преобразователя (на примере 75 кВт)
Рис.9. Состав типового преобразователя частоты
Рассмотрим некий преобразователь частоты мощностью 75 кВт с выходным током 150 ампер. В таком преобразователе используются выпрямительные диоды с номинальным током 200 ампер на рабочее напряжение 1600 вольт, их здесь 6 штук. Звено постоянного тока состоит из набора электролитических конденсаторов, они обычно включаются параллельно и последовательно для получения необходимой емкости и рабочего напряжения.
В данном случае суммарная емкость будет равна 6800 микрофарад и рабочее напряжение батареи — 800 вольт. Инверторная часть состоит из IGBT-транзисторов с током в открытом состоянии 300 ампер и рабочим напряжением 1200 вольт. Ниже фотографии некого типичного диодного модуля, он состоит из двух диодов в верхней и нижней части (верхнее и нижнее плечо). И IGBT-транзистор точно также состоит из двух транзисторов, верхнего и нижнего плеча.
В преобразователях малой мощности (до 15, 22 киловатт и меньше) в качестве силового элемента используется матрица IGBT. Выпрямительная часть собрана в виде готового модуля с тремя выводами для подключения переменного напряжения и выходом на плюс-минус звена постоянного тока. Здесь включается резистор предзаряда либо другие элементы между выпрямительной частью и инверторной. Инверторная часть собрана на 6 транзисторах, шунтированных диодами, то есть готовых выходов для подключения на двигатель.
Один из обязательных элементов матрицы IGBT — ключ для управления тормозным резистором.
Как правило, матрица IGBT снабжается встроенным терморезистором, который позволяет преобразователю частоты оценивать температуру силовых элементов и соответственно управлять вентиляторами для обдува радиатора.
что это такое, принцип работы, виды, для чего используются
Применение преобразователей частоты
Применяются они для того, чтобы управлять показателями скорости оборотов в двигателях асинхронного вида. Данный тип моторов применяют в промышленных условиях, так как они обладают рядом преимуществ по сравнению с моторами на постоянных токах.
Электродвигатели асинхронного типа просты конструктивно. Кроме применения преобразователя частот, скорость оборотов можно регулировать и через гидромуфты, однако такой способ имеет свои недостатки:
- Низкие показатели в плане экономичности. Это важно в промышленных масштабах.
- Наличие малого диапазона для проведения регулировок.
- Частый выход оборудования из строя.
Вывод, таким образом, напрашивается сам собой. Статические частотные преобразователи – универсальный вариант, лишенный всех перечисленных недостатков.
Виды преобразователей
Специалисты делят частотные преобразователи на два вида: непосредственные и двухступенчатые. Чаще всего отдают предпочтение второму виду, т.к. он позволяет производить двойное преобразование.
По способу управления мотором устройства разделяются на преобразователи векторного и скалярного управления. Первые дают возможность осуществлять управление более продуктивно. Их настройка достаточно сложна и требует от исполнителя большого опыта.
Скалярные преобразователи значительно проще в настройках, но они отличаются и меньшей функциональностью.
Преобразователи частот – полезные устройства, применение которых позволит значительно сэкономить электричество, снизить траты на ремонт дорогих электроприводов.
Кроме того, согласно статистике, они повышают уровень безопасности на предприятии.
Основные компоненты и принцип функционирования
Обычные преобразовательные устройства включают в себя тиристорные либо транзисторные варианты, функционирующие как электронные ключи. Управляет устройством специальный микропроцессор.
Обычно выделяют 2 разновидности частотных преобразователей (ЧП): с непосредственной (прямой) связью и выделенным промежуточным звеном постоянного тока.
Устройство прямой связи представлено управляемым выпрямителем, в котором управленческая система по очереди открывает тиристорные группы и производит подключение обмоток мотора к электросети. Устройства не позволяют получить широкие диапазоны для частотного управления оборотами мотора.
Применение же так называемых незапираемых тиристорных групп предполагает реализацию усложненных управленческих схем. Резаные синусоиды на выходе из ЧП с прямой связью служат причиной проявления высших гармоник.
Они вызывают всевозможные дополнительные потери в электродвигателях, перегревы понижение крутящего момента, возникновение сильных помех сети и иных неприятностей. Конечно, можно применять всевозможные компенсирующие устройства, но это неизбежно приведет к увеличению стоимости, веса, размеров, снижению коэффициента полезного действия системы в целом.
По указанным выше причинам сегодня чаще всего применяют устройства с явно выраженными промежуточными звеньями постоянного тока. В них происходит преобразование электроэнергии два раза:
- синусоидальное напряжение с постоянными амплитудами и частотами выпрямляется на входе при помощи специального выпрямительного устройства, затем в фильтрующем устройстве оно выпрямляется;
- снова проходит через инверторное приспособление, где преобразуется в переменное напряжение с изменяемыми показателями частоты и амплитуды.
Впрочем, не обошлось и без недостатков. Такое сложное преобразование также приводит к понижению коэффициента полезного действия в системе.
К тому же, приходится использовать дополнительные преобразовательные устройства.
Для образования синусоидального напряжения переменного типа используются автономные инверторные устройства, формирующие напряжение нужных форм на обмотках электромоторов. В роли электронных ключей в инверторных устройствах применяются запираемые тиристоры либо их модернизированные разновидности.
К основным плюсам тиристорных ЧП можно отнести возможность осуществлять работу с большим током в условиях длительных повышенных нагрузок и воздействий импульсного характера. То же самое можно, впрочем, сказать и относительно схем с прямой связью.
На какие параметры ЧП обратить внимание
Чтобы верно выбрать частотные преобразователи под свои нужды, потребуется обратить внимание на такие важные параметры, как:
- типы нагрузок;
- характеристики моментов и скоростей вращения ротора;
- продолжительность работы на номинальных показателях скорости;
- срок работы на пониженных и средних скоростных показателях;
- наличие повторно-кратковременного режима;
- показатели максимального выходного тока;
- показатели постоянного продолжительного выходного тока;
- обеспечиваемые ЧП минимальные, номинальные и максимальные показатели частотности;
- показатели мощности или импеданса на источнике питания;
- скачки в напряжении или наличие дисбаланса на фазах;
- возможные потери на проводниках;
- возможность менять рабочие циклы.
Если правильно подобрать устройство по данным показателям, то можно рассчитывать на долгую и надежную работу как самого частотного преобразователя, так и оборудования, к нему подключенного.
Рекомендуется выбирать ЧП также относительно его мощности и рабочего напряжения в сети. Если показатели мощности в используемом оборудовании находятся на одинаковом уровне, то выбор ЧП стоит остановить на той же самой фирме, ориентируясь на максимальную нагрузку. Так, можно будет не беспокоиться о взаимной заменяемости оборудования, его совместимости и т.д.
Что касается сетевого напряжения, то рекомендуется делать выбор в пользу модели, которая может обеспечить широкий диапазон в сторону увеличения и уменьшения. Дело в том, что в условиях отечественных электросетей перепады напряжения – до сих пор часто встречающаяся вещь. Необходимо обезопасить дорогое оборудование от возможных скачков напряжения в сети.
Если говорить о выборе по диапазонам осуществления частотной регулировки, то максимальные показатели будут важны в случае, если в работе планируется применять моторы с действительно повышенной номинальной рабочей частотой.
В качестве примера можно привести промышленные шлифовальные машины с частотой более 1 ГГц. При этом нужно убедиться в том, что данный частотный диапазон действительно нужен.
Минимальные значения обычно определяются скоростью привода. Стандартным соотношением считается 1 к 10. Если требуется обширный диапазон, то лучше выбирать устройства с векторным управлением. При необходимости нужные параметры можно запросить у изготовителя привода.
Тонкости настройки преобразователя частоты | Техпривод
Любой частотный преобразователь имеет ряд настроек, позволяющих задать необходимый режим разгона и торможения электродвигателя. В статье мы расскажем, какими параметрами можно управлять и как их оптимизировать, чтобы избежать поломки оборудования.
Основные параметры разгона/торможения двигателя
Минимальная выходная частота. Параметр, определяющий значение частоты, при котором начинается вращение двигателя.
Повышенная минимальная частота во многих случаях позволяет уменьшить нагрев двигателя при разгоне.
Нижний предел выходной частоты. Этот параметр ограничивает частоту на выходе преобразователя. Нижний предел не может быть меньше минимальной выходной частоты. Данная настройка необходима для обеспечения защиты двигателя и механизмов в случае ошибочной установки минимальной рабочей частоты.
Максимальная выходная частота. Параметр ограничивает выходную частоту сверху. Причем заданное (номинальное) значение частоты может быть меньше, либо равным максимальной выходной частоте. Данное значение используется для расчета теоретического времени разгона, а также привязывается к максимальному значению управляющих сигналов на аналоговых входах.
Частота максимального напряжения (номинальная частота двигателя). Этот параметр задается в соответствии со значением, указанным на шильдике электродвигателя. Как правило, оно равно 50 Гц.
При такой частоте на двигателе действует максимально возможное для данного преобразователя напряжение. Если данный параметр выставить меньше необходимого, то двигатель будет работать с перегрузкой и никогда не разгонится до номинальной частоты.
Время разгона. Основной параметр, определяющий расчетное время, за которое электродвигатель разгонится от нулевой до максимальной выходной частоты. Темп нарастания, как правило, линейный, если не задано квадратичное изменение частоты. В случае, если нарастание задается в промежуточном диапазоне (не от нулевой и не до максимальной частоты), реальное время будет меньше заданного. Это обстоятельство нужно учитывать при проектировании оборудования.
Например, если минимальная выходная частота равна нулю, а максимальная – 50 Гц, то при установке времени разгона 10 сек и максимальной выходной частоте 25 Гц фактическое время разгона будет в 2 раза меньше, т.е. 5 сек. То же относится и к торможению.
Инерция нагрузки
На реальное время разгона и замедления также влияют различные механические и электрические параметры системы электропривода.
Например, при установке очень малого времени разгона или торможения фактическое время может быть больше из-за инерции нагрузки на валу двигателя.
Инерция нагрузки при разгоне может привести к перегрузке по току, при этом преобразователь частоты выходит в ошибку. Чтобы такого не произошло, время разгона нужно выбирать по нескольким критериям. Если данный параметр не принципиален, можно выставить автоматический разгон. В этом случае преобразователь будет выбирать максимальный скоростной режим разгона или замедления, чтобы избежать ошибки перегрузки по току (разгон) или перенапряжению на звене постоянного тока (замедление).
Когда время торможения должно быть минимальным, применяют тормозные резисторы для выделения «лишней» энергии, полученной в результате торможения.
Дополнительная инерция при разгоне и торможении может проявляться также при аналоговом способе задания выходной частоты. Это происходит, когда на аналоговом входе устанавливается низкочастотный фильтр для уменьшения помех, либо в настройках выставлена большая инерционность задающего аналогового сигнала.
Производители рекомендуют ограничить число пусков/остановов двигателя в единицу времени, поскольку при разгоне и торможении происходит наибольшая тепловая нагрузка на частотный преобразователь.
Во многих ПЧ имеется несколько вариантов времени разгона и торможения, которые можно применить для различных этапов технологического процесса. Переключение производится посредством подачи сигнала на соответственно запрограммированный дискретный вход.
Параметры на примере преобразователя Prostar PR6100
В частотном преобразователе Prostar PR6100 параметры настройки разгона/торможения находятся в меню и имеют следующие обозначения:
- Р0.06 – верхний предел частоты
- Р0.07 – нижний предел частоты
- Р0.14 – время разгона
- Р0.15 – время торможения
- Р1.03 – номинальная частота двигателя
Другие полезные материалы:
Использование тормозных резисторов с ПЧ
Назначение сетевых и моторных дросселей
Настройка преобразователя частоты для работы на несколько двигателей
Назначение и виды энкодеров
Преобразователи частоты | INSTART
Данная политика конфиденциальности относится к сайту под доменным именем instart-info.
ru. Эта страница содержит сведения о том, какую информацию мы (администрация сайта) или третьи лица могут получать, когда вы пользуетесь нашим сайтом.
Данные, собираемые при посещении сайта
Персональные данные
Персональные данные при посещении сайта передаются пользователем добровольно, к ним могут относиться: имя, фамилия, отчество, номера телефонов, адреса электронной почты, адреса для доставки товаров или оказания услуг, реквизиты компании, которую представляет пользователь, должность в компании, которую представляет пользователь, аккаунты в социальных сетях; поля форм могут запрашивать и иные данные.
Эти данные собираются в целях оказания услуг или продажи товаров, связи с пользователем или иной активности пользователя на сайте, а также, чтобы отправлять пользователям информацию, которую они согласились получать.
Мы не проверяем достоверность оставляемых данных, однако не гарантируем качественного исполнения заказов или обратной связи с нами при некорректных данных.
Данные собираются имеющимися на сайте формами для заполнения (например, регистрации, оформления заказа, подписки, оставления отзыва, обратной связи и иными).
Формы, установленные на сайте, могут передавать данные как напрямую на сайт, так и на сайты сторонних организаций (скрипты сервисов сторонних организаций).
Также данные могут собираться через технологию cookies (куки) как непосредственно сайтом, так и скриптами сервисов сторонних организаций. Эти данные собираются автоматически, отправку этих данных можно запретить, отключив cookies (куки) в браузере, в котором открывается сайт.
Не персональные данные
Кроме персональных данных при посещении сайта собираются не персональные данные, их сбор происходит автоматически веб-сервером, на котором расположен сайт, средствами CMS (системы управления сайтом), скриптами сторонних организаций, установленными на сайте. К данным, собираемым автоматически, относятся: IP адрес и страна его регистрации, имя домена, с которого вы к нам пришли, переходы посетителей с одной страницы сайта на другую, информация, которую ваш браузер предоставляет добровольно при посещении сайта, cookies (куки), фиксируются посещения, иные данные, собираемые счетчиками аналитики сторонних организаций, установленными на сайте.
Эти данные носят неперсонифицированный характер и направлены на улучшение обслуживания клиентов, улучшения удобства использования сайта, анализа посещаемости.
Предоставление данных третьим лицам
Мы не раскрываем личную информацию пользователей компаниям, организациям и частным лицам, не связанным с нами. Исключение составляют случаи, перечисленные ниже.
Данные пользователей в общем доступе
Персональные данные пользователя могут публиковаться в общем доступе в соответствии с функционалом сайта, например, при оставлении отзывов, может публиковаться указанное пользователем имя, такая активность на сайте является добровольной, и пользователь своими действиями дает согласие на такую публикацию.
По требованию закона
Информация может быть раскрыта в целях воспрепятствования мошенничеству или иным противоправным действиям; по требованию законодательства и в иных случаях, предусмотренных законом.
Для оказания услуг, выполнения обязательств
Пользователь соглашается с тем, что персональная информация может быть передана третьим лицам в целях оказания заказанных на сайте услуг, выполнении иных обязательств перед пользователем.
К таким лицам, например, относятся курьерская служба, почтовые службы, службы грузоперевозок и иные.
Сервисам сторонних организаций, установленным на сайте
На сайте могут быть установлены формы, собирающие персональную информацию других организаций, в этом случае сбор, хранение и защита персональной информации пользователя осуществляется сторонними организациями в соответствии с их политикой конфиденциальности.
Сбор, хранение и защита полученной от сторонней организации информации осуществляется в соответствии с настоящей политикой конфиденциальности.
Как мы защищаем вашу информацию
Мы принимаем соответствующие меры безопасности по сбору, хранению и обработке собранных данных для защиты их от несанкционированного доступа, изменения, раскрытия или уничтожения, ограничиваем нашим сотрудникам, подрядчикам и агентам доступ к персональным данным, постоянно совершенствуем способы сбора, хранения и обработки данных, включая физические меры безопасности, для противодействия несанкционированному доступу к нашим системам.
Ваше согласие с этими условиями
Используя этот сайт, вы выражаете свое согласие с этой политикой конфиденциальности. Если вы не согласны с этой политикой, пожалуйста, не используйте наш сайт. Ваше дальнейшее использование сайта после внесения изменений в настоящую политику будет рассматриваться как ваше согласие с этими изменениями.
Отказ от ответственности
Политика конфиденциальности не распространяется ни на какие другие сайты и не применима к веб-сайтам третьих лиц, которые могут содержать упоминание о нашем сайте и с которых могут делаться ссылки на сайт, а также ссылки с этого сайта на другие сайты сети Интернет. Мы не несем ответственности за действия других веб-сайтов.
Изменения в политике конфиденциальности
Мы имеем право по своему усмотрению обновлять данную политику конфиденциальности в любое время. В этом случае мы опубликуем уведомление на главной странице нашего сайта. Мы рекомендуем пользователям регулярно проверять эту страницу для того, чтобы быть в курсе любых изменений о том, как мы защищаем информацию пользователях, которую мы собираем.
Используя сайт, вы соглашаетесь с принятием на себя ответственности за периодическое ознакомление с политикой конфиденциальности и изменениями в ней.
Как с нами связаться
Если у вас есть какие-либо вопросы о политике конфиденциальности, использованию сайта или иным вопросам, связанным с сайтом, свяжитесь с нами:
8 800 222 00 21
Преобразователи частоты
Преобразователи частоты
Преобразователи частоты — это электронные приборы, которые служат для преобразования сетевого трёхфазного или однофазного переменного напряжения c частотой 50 (60) Гц в трёхфазное или однофазное напряжение c частотой от долей Гц до сотен Гц, а в некоторых случаях до тысяч Гц.
Частотные преобразователи применяются для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя или синхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты. В простейших случаях регулирование частоты и напряжения происходит в соответствии с заданной характеристикой V/f, в более совершенных преобразователях реализовано, так называемое, векторное управление.
В нашей номенклатуре имеются частотники (Intek SPK и SPE), в которых, кроме обычных режимов (V/f и векторный), имеется режим, при котором напряжение и частота на выходе преобразователя могут регулироваться независимо друг от друга. В преобразователях серии SPK возможно подключение энкодера, как датчика обратной связи.
Преобразователи частоты состоят из выпрямителя (выпрямительного моста), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный требуемой частоты и амплитуды. Выходные транзисторы (IGBT) переключаются по сложному алгоритму (используется режим, так называемой, широтно-импульсной модуляции – ШИМ). Выходное напряжение формируется из «вырезанных» участков напряжения звена постоянного тока. Как правило, преобразователь этим импульсным напряжением обеспечивает питание электродвигателя.
За счет использования частотного регулирования появляется возможность управлять производительностью технологического оборудования, что положительно сказывается на его функциональности и показателях энергоэффективности, а также надежности работы.
В случае, если кабель соединяющий преобразователь и двигатель имеет значительную длину, то из-за электрической емкости этого кабеля возникают импульсы выходного тока. Для защиты преобразователя от этих импульсов между ним и двигателем иногда ставят дроссель. Преобразователи частоты при своей работе создают токи высших гармоник в питающей сети, что приводит к ухудшению качества электроэнергии. Для защиты сети от электромагнитных помех, возникающих из-за работы силовых транзисторов, на входе преобразователя устанавливают фильтр электромагнитной совместимости (EMC). Если сеть питания «засорена» коммутационными выплесками напряжения, а также для снижения эффективного значения питающего тока во входной силовой цепи преобразователя устанавливается сетевой дроссель переменного тока.
Приобрести преобразователи частотыПреобразователи частоты Intek можно в нашей компании. Если у Вас имеются вопросы по выбору модели, свяжитесь с нашей технической службой и получите консультацию.
Если у Вас имеются специальные требования, наша компания готова проанализировать их и порекомендовать необходимое оборудование.
При эксплуатации, либо обслуживании частотного преобразователя необходимо соблюдать все меры предосторожности. Помните, что в конструкции устройства имеются электролитические конденсаторы, которые длительно сохраняют заряд даже после отключения от сети. Поэтому, перед тем, как производить обслуживание преобразователя частоты, необходимо дождаться их разряда. В конструкции частотных преобразователей присутствуют элементы, которые боятся статического электричества. В частности, это относится к микропроцессорной системе управления. Поэтому преобразователь должен быть надежно заземлен не только для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током, но и для защиты внутренних элементов от статического электричества.
Принцип работы преобразователя частоты на IGBT транзисторах
В преобразователях используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе, сглаживается электролитическими конденсаторами, а затем вновь преобразуется инвертором в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды.
Типовая схема преобразователя частоты представлена на рисунке ниже. В нижней части рисунка изображены графики напряжений на основных элементах преобразователя.
После выпрямителя устанавливается резистор, который выполняет функцию ограничения тока заряда конденсаторов в момент включения преобразователя в сеть. Через несколько секунд после включения это сопротивление шунтируется контактами реле (иногда для целей шунтирования используется тиристор).
С выхода емкостного фильтра постоянное напряжение поступает на вход инвертора. Инвертор современных преобразователей выполняется на основе силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT.
В инверторе осуществляется преобразование постоянного напряжения в трехфазное (или однофазное, если преобразователь предназначен для питания однофазных электродвигателей) импульсное напряжение изменяемой амплитуды и частоты. По сигналам системы управления соответствующие силовые транзисторы инвертора подсоединяют обмотки электрического двигателя к положительному и отрицательному полюсам звена постоянного тока.
Длительность подключения каждой обмотки в течение времени различная. Наибольшая ширина импульса должна быть в середине полупериода, а к началу и концу полупериода она уменьшается. Таким образом, система управления обеспечивает широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) напряжения, прикладываемого к обмоткам двигателя. Амплитуда и частота напряжения определяются системой управления транзисторами.
При высокой несущей частоте ШИМ (1…15 кГц) обмотки двигателя вследствие их индуктивности работают как фильтр. Поэтому токи, протекающие через них, сглаживаются и имеют практически синусоидальную форму.
Таким образом, на выходе преобразователя частоты формируется трехфазное (или однофазное) переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды.
Экономическая эффективность применения преобразователя частоты
Преобразователи частоты, предлагаемые нашей компанией, возможно использовать в промышленных системах, где требуется поддержание на заданном уровне некоторого технологического параметра.
Этот параметр измеряется соответствующим датчиком, сигнал которого подается на специальный вход преобразователя.
Часто решение этой задачи используется в системах, где требуется поддержать давление в магистральном трубопроводе. Электродвигатель насоса в этом случае питают от частотного преобразователя, задающего такую скорость вращения насоса, при которой давление в магистрали стабилизируется.
Срок окупаемости затрат после установки преобразователя в систему, как правило, меньше полугода.
Экономическая выгода достигается за счет существенного снижения потребления электроэнергии по сравнению с системой, где давление регулируется, например, задвижкой или перепускным вентилем.
Наибольшая экономическая эффективность использования ПЧ достигается, если система вентиляции или водоснабжения большую часть времени недогружена. Такая периодическая недогрузка свойственна этим системам. Например, в суточной кривой расхода воды, как правило, имеются два явных максимума – утром и вечером.
Исходя из этих максимумов, выбирается мощность магистрального насоса. В остальное время суток насос работает с небольшой нагрузкой. Именно в это время ПЧ позволяет снизить потребление электроэнергии.
В номенклатуре изделий, предлагаемых нашим покупателям, все ПЧ имеют встроенный регулятор, позволяющий использовать этот преобразователь для автоматического поддержания давления воды или расхода воздуха на требуемом уровне. Встроенный источник напряжения (24 В постоянного тока) позволяет обеспечить питание технологического датчика без использования дополнительных блоков.
Для чего нужны дроссели при работе с преобразователями частоты?
Входные дроссели снижают вероятность повреждения преобразователя из-за коммутационных импульсных перенапряжений или большого дисбаланса фазного напряжения (>2%) в линии питания. Также входные дроссели служат для приближения к синусоиде формы входного тока преобразователя, что, в свою очередь, уменьшает действующее значение этого тока и нагрев проводов.
Импульсные перенапряжения могут быть вызваны следующими факторами:
-
Установкой рядом с приводом мощного силового электронного оборудования (например: приводы постоянного и переменного тока, промышленные выпрямители, установки улучшения коэффициента мощности и т.п.).
-
Электродвигателями с запуском непосредственно от сети с помощью магнитных пускателей или софт-стартеров.
-
Авариями в системе электроснабжения.
-
Использованием сварочного оборудования рядом с преобразователями.
Выход из строя преобразователей из-за импульсных перенапряжений или некачественного напряжения питания не являются гарантийными случаями.
Выходные дроссели должны обязательно использоваться в случаях, если длина силового кабеля, соединяющего преобразователь и двигатель, превышает величину, оговоренную в инструкции по эксплуатации этого прибора.
Также выходные дроссели устанавливают, если преобразователь питает несколько двигателей. Различают подсоединение нагрузок «веером» или «шлейфом». При «веере» все моторные кабели соединяются на выходе преобразователя. В этом случае установка выходных дросселей обязательна.
Следует заметить, что выходные дроссели значительно уменьшают вероятность отказа преобразователя при коротких замыканиях в цепи двигателя, и особенно при коротких замыканиях «на землю».
Что такое скалярное и векторное управление в преобразователе частоты?
Скалярное управление (или частотное управление V/f) предполагает следующий алгоритм работы преобразователя. В зависимости от задания, на выходе преобразователя формируется напряжение определенной частоты и величины. Это напряжение предназначено для питания обмоток электродвигателя. Однако, нет контроля над тем, как на самом деле вращается двигатель. Предполагается, что двигатель должен вращаться «правильно». Контролируется лишь уровень тока, чтобы он не превышал определенные значения, опасные для двигателя и преобразователя.
Нижний предел регулирования частоты вращения двигателя при таком алгоритме, как правило, составляет около 10% от номинальной скорости. Название «скалярное управление» вошло в технический обиход для противопоставления его векторному режиму работы преобразователя.
Векторное управление без датчика скорости (так называемое управление SVC — Sensorless vector control) является усовершенствованным методом управления асинхронными двигателями. При таком управлении микропроцессор преобразователя производит вычисление вектора магнитного потока, значений скорости и вращающего момента подключенного электродвигателя. Вычисления выполняются с использованием данных измерения напряжения и тока двигателя. Для того, чтобы вычисления были корректными необходимо использовать также данные о параметрах подключенного электродвигателя (его сопротивления, индуктивности и пр.). Часть данных вводится в память преобразователя из паспортной таблички («шильдика») двигателя, значения других параметров определяет сам преобразователь, используя специальную предварительную процедуру настройки на конкретный двигатель. В процессе работы, после того, как микропроцессор произведет расчеты, вычисленные значения скорости или момента сравниваются с заданными значениями и по их рассогласованию формируется напряжение, подаваемое на двигатель с помощью инвертора преобразователя. Все векторные преобразователи могут работать, как в векторном, так и в скалярном режимах.
Преимущества, которые обеспечивает векторное управление SVC, следующие:
-
Значительно более широкий диапазон регулирования скорости вращения по сравнению со скалярным управлением. Диапазон может достигать значение 1:100. То есть при задании скорости 1% от номинального значения, вращение двигателя будет сохраняться независимо от того, какую нагрузку он испытывает. У двигателей малой мощности (до 0,55 кВт) этот диапазон, как правило, несколько ниже — 1:50.
-
Ток двигателя, а, следовательно, и потери мощности в нем, на малых скоростях вращения меньше, чем при скалярном управлении.
-
Возможность работы в режиме регулирования вращающего момента на валу асинхронного электродвигателя (при скоростях, отличающихся от нулевой).
Независимо от того, какой режим — векторный или скалярный используется преобразователем для управления асинхронным двигателем, всегда необходимо обеспечить условия охлаждения этого электродвигателя. Ситуация с перегревом двигателя может возникнуть в длительном режиме работы на малых скоростях (до 50% от номинальной скорости). В этом случае необходимо устанавливать принудительное охлаждение двигателя с помощью дополнительного вентилятора.
Следует помнить, что при векторном режиме к преобразователю нельзя подключать группу двигателей, а при замене двигателя следует проводить настройку преобразователя под этот конкретный двигатель.
Некоторые наши преобразователи частоты Преобразователи частоты Intekс мощностью более 5,5 кВт позволяют работать в режиме с датчиком обратной связи (энкодер, резольвер) на валу двигателя. Это позволяет обеспечить работоспособность привода с диапазоном регулирования скорости 1:1000.
Тормозной резистор
Тормозной резистор необходим для рассеивания энергии, которая поступает от двигателя к преобразователю.
Двигатель, в этом случае, работает в генераторном режиме работы. Такой режим может возникать при торможении инерционных масс нагрузки или при опускании груза в подъёмно-транспортном механизме. В этих случаях двигатель, как бы, опережает ту скорость, с которой он должен вращаться. Нагрузка «подталкивает» ротор двигателя, помогает ему вращаться. Энергия, идущая от двигателя к преобразователю, накапливается в звене постоянного тока этого преобразователя и может привести к недопустимому перенапряжению на конденсаторах. Для того, что бы этого не происходило в преобразователях, как правило, имеется дополнительный, тормозной транзистор (тормозной прерыватель, 7-ой транзистор), который в нужный момент подключает тормозной резистор к звену постоянного тока. И «лишняя» энергия, нагревая резистор, превращается в тепло.
Выбор преобразователя частоты для конкретного применения
При выборе преобразователя частоты для определенного двигателя необходимо чтобы номинальный ток преобразователя частоты был не меньше, чем номинальный ток двигателя.
Напряжение на выходе преобразователя частоты должно соответствовать напряжению двигателя. Также необходимо проверить максимально допустимый кратковременный ток выдаваемый преобразователем частоты, чтобы обеспечить требуемую перегрузочную способность двигателя. Приведем ниже примеры выбора преобразователя по перегрузочной способности. (В каждом отдельном случае вопрос должен решаться индивидуально).
| Наименование области применения регулируемого привода | Перегрузочная способность преобразователя | Примечания, рекомендации |
| Центробежные насосы, вентиляторы | 120% в течении 1 минуты | Преобразователь частоты можно брать с номинальной мощностью на шаг ниже мощности двигателя и переводить его в режим работы с облегченной нагрузкой |
| Транспортные механизмы, конвейеры, подавляющее число других применений | 150% в течении 1 минуты | — |
Экструдеры, главный привод металлорежущего станка и т. п. |
200% в течении 1 минуты | Преобразователь частоты следует брать с номинальной мощностью на шаг выше мощности двигателя и проводить настройку токовых защит и токоограничений в преобразователе, согласно данным паспортной таблички двигателя и требуемым перегрузкам |
Особенности преобразователя частоты для высокоскоростного электрошпинделя
Поскольку высокоскоростные электрошпиндели работают при высоких частотах 200-2000 Гц, то для обеспечения работы двигателя необходимо, чтобы несущая частота (ШИМ) преобразователя частоты была, на порядок (в 10 раз) выше номинальной частоты двигателя. Например, если шпиндель имеет номинальную частоту 400 Гц, то преобразователь частоты должен иметь настройку несущей частоты ШИМ 4 кГц и более. Следует помнить, что при большой частоте ШИМ потери энергии в силовых транзисторах увеличиваются и в отдельных случаях, требуется увеличение установочной мощности преобразователя.
Предельные частоты работы асинхронного привода
Ниже речь пойдет о приводе, состоящем из асинхронного двигателя с номинальной частотой 50 Гц и преобразователя частоты.
В практических применениях выходную частоту преобразователя редко поднимают выше 70 Гц. Это связано в первую очередь с тем, что роторы двигателей на заводе-изготовителе проходят балансировку (если проходят) на частоте 50 Гц и большой подъём частоты может привести к недопустимым вибрациям и даже к механическим повреждениям двигателя и его обмоток. Также на повышенной частоте вращения увеличиваются тепловые потери в стали. Однако, из-за увеличения интенсивности обдува вентилятором, данные потери, как правило, не приводят к перегреву двигателя.
Следует помнить, что развиваемый двигателем момент падает при частотах вращения выше, чем номинальная частота. Это связано с «нехваткой» напряжения на выходе преобразователя и, как следствие, с так называемым, размагничиванием асинхронного двигателя. Приблизительно можно считать, что уменьшение вращающего момента происходит обратно-пропорционально увеличению частоты над номинальным значением. (То есть при 70 Гц вращающий момент двигателя составляет примерно 72% от своего номинального значения).
Функции преобразователей частоты: За что платим?
Вопрос о необходимости тех или иных функций никуда не уходит с рынка частотных преобразователей для асинхронного двигателя, тем более что каждый год появляются новые и новые изделия с дополнительными возможностями… Разобраться всегда не просто, тем более – понять, каким образом набор этих функций сможет удовлетворить потребности того или иного процесса.
Сегодня же в условиях финансовой нестабильности, когда любые вложения должны окупаться как можно быстрее, важно знать рынок и дополнительные возможности оборудования, а также понимать перспективы развития собственного предприятия, для реализации которых это может пригодиться. Рассмотрим основные функции преобразователей частоты, предлагаемые производителями данной техники, относительно различий в применениях (насосов, вентиляторов, дымососов, конвейеров и т.п.). Ведь именно применением в большинстве случаев определяют необходимость добавления различных функций грамотные производители, и этим же в дальнейшем руководствуются поставщики при подборе оборудования клиенту.
Вначале обозначим различия между встроенными и дополнительными функциями.
- известно, что с частью функций оборудование поставляется в стандартном исполнении. И их стоимость уже заложена в цену изделия. С ними нам предстоит разобраться наиболее детально в данной статье: ведь, в конце концов, именно их набор зачастую и определяет выбор производителя.
- далее, когда Вы уже в той или иной мере определились с производителем, Вам обязательно предложат дополнительные опции и устройства. И здесь все будет максимально зависеть от требований Вашего процесса. Их рассмотрение выходит за рамки данной статьи и всегда подлежит индивидуальному обсуждению.
Итак, рассмотрим функции преобразователей частоты в стандартном исполнении, ведь несмотря на многообразие предлагаемых сегодня решений, можно выделить несколько более или менее типовых вариантов реализации функциональной части.
1. Метод управления: существуют преобразователи со скалярным и векторным управлением, которые, в сущности, воплощают в себе две основные задачи, решаемые преобразователями частоты – управление моментом и скоростью вращения двигателя.
Скалярное управление наиболее распространено и максимально удовлетворяет требованиям таких механизмов, как насосы, вентиляторы, компрессоры, а также таких, для которых важно поддерживать скорость вращения или какой-либо технологический параметр. Метод довольно прост, но имеет небольшой диапазон регулирования скорости и требует установки дополнительных датчиков для реализации управления по скорости и моменту.
Разнообразие векторных вариантов управления впечатляет, но может быть условно разделено на две большие подгруппы: управление по вектору тока (довольно простой метод, присущий абсолютному большинству преобразователей) и управление по вектору напряжения. Касательно второго метода: как известно, напряжение пропорционально моменту, что позволяет без дополнительных пересчетов получить управление последней характеристикой. Все остальные методы, по большому счету, являются их дополнением, каждый производитель совершенствует по своему усмотрению расчеты и измерения таких показателей, как индуктивность, намагниченность, вектор электромагнитного поля и т.
д.
К примеру, метод DTC (с прямым управлением моментом, без установки дополнительных датчиков) эффективно используется при относительно невысоких требованиях к точности поддержания скорости (1:700), т.е. для таких механизмов, как поршневые компрессоры, насосы, подъемные механизмы, конвейеры, дробилки, пилы, миксеры и т.д.
Отметим, что обычный векторный тип управления в состоянии работать в диапазоне не выше 1:100. При высоких требованиях к регулированию скорости (более 1:1000) используются специальные приводы.
2. ПИД-регулятор: используется для управления внешним процессом при помощи сигнала обратной связи. Сигнал задания может поступать через аналоговый вход, с панели управления посредством предустановленного задания или через последовательный интерфейс.
Измеряет отклонение стабилизируемой величины (например, давление, скорость, температура и т.д.) от заданного значения (так называемой уставки) и генерирует управляющий сигнал.
Наличие данного регулятора внутри преобразователя позволяет упростить систему управления и отказаться от использования внешних регуляторов (контроллеров). Наличие дифференциального аналогового входа позволяет работать преобразователю с двумя одинаковыми датчиками процесса (например, для оценки перепада).
Особенно необходим для таких механизмов, как: насосы, станки, транспортеры и другие. Т.е. везде, где требуется точное поддержание контролируемой величины (скорости, потока и пр.).
3. Мониторинг нагрузки (защита двигателя от механической перегрузки/недогрузки): позволяет использовать преобразователь частоты в качестве монитора нагрузки для защиты двигателя от механических перегрузок и недогрузок, например, от заклинивания полотна конвейера, шнекового транспортера, обрыва ремня вентилятора, «сухой» работы насоса и т.д.
Основан на простой и изящной идее использования двигателя в качестве датчика, а точнее использования цифровой системы слежения за перегрузкой и недогрузкой механизма.
При появлении неноминальной нагрузки двигателя может остановить двигатель / организовать задержку перед повторным включением или подать аварийный сигнал. Позволяет избежать дорогостоящей установки дополнительных датчиков (поскольку для последних требуется установка непосредственно в технологический процесс). Например, может контролировать вязкость среды (для таких механизмов, как миксеры, отпадает необходимость в установке датчика вязкости) или получать информацию о необходимости проведения профилактических работ (по степени износа оборудования).
Особенно необходим для насосов, кранов, подъемников, мешалок, винтовых конвейеров, ленточных транспортеров, миксеров, дробилок и т.п.
4.Летящий пуск (или подхват вращающегося двигателя при пуске): происходит задержка пуска двигателя в зависимости от его типоразмера, условий вращения, инерции механизма и т.д.
Перезапуск осуществляется при вращающемся двигателе, независимо от направления.
При этом не происходит скачков напряжения и токов, исключается износ механической и электрической частей. Особенно необходим для вытяжных вентиляторов (которые могут иметь прямое или обратное вращение при пуске), в частности, когда важно обеспечить вращение всех вентиляционных механизмов в одну сторону (туннели, подземные парковки и т.п.)
5. EMC-фильтр (сокр. от «электромагнитная совместимость»): используется для уменьшения электромагнитных помех, т.е. придает способность ПЧ эффективно функционировать с заданным качеством в определенной электромагнитной обстановке, не создавая при этом недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам, чувствительному к электромагнитным помехам оборудованию и питающей электросети. А также обеспечивает защиту самого преобразователя частоты. Необходим для работы со всеми типами электродвигателей.
6. Исполнение IP: степень защищенности от пыли, влаги и прочих неблагоприятных условий эксплуатации.
Оптимальный вариант для большинства типов применения: IP54 – защита от пыли и влаги. Позволяет отказаться от установки оборудования в шкаф и устанавливать преобразователь в непосредственной близости от исполнительного механизма.
В зависимости от стандартного типа исполнения, по большому счету, определяется сфера применения устройства и решается вопрос с установкой. Актуально для насосов, кранов, конвейеров, компрессоров, вентиляционных установок и другого оборудования, функционирующего в неблагоприятных условиях.
7. Функции автонастройки: минимизируют время запуска преобразователя частоты в эксплуатацию. Усовершенствованная функция ПИД с автонастройкой сокращает время настройки и гарантирует максимальную эффективность работы. Преобразователи частоты оперативно определяют особенности процесса и затем подстраивают параметры к нужному уровню. Результат – экономия энергии и повышение производительности.
8. Векторное торможение: функция векторного торможения делает возможным рассеяние тормозной мощности через двигатель.
Таким образом, снижается потребность в тормозной электронике. Очень быстрая реакция внутренней модели двигателя эффективно снижает количество ненужных отключений при ударных нагрузках или неправильной установке времени разгона.
9. Количество аналоговых/дискретных входов/выходов: для сопряжения преобразователя частоты с системой управления требуются сигнальные входы/выходы. Чем больше сигнальных входов/выходов, тем больше возможностей в области программирования различных функций и подключения внешних управляющих сигналов. Всегда полезно иметь запасные входы/выходы, в том числе и на перспективу.
10. Виртуальное подключение логических функций: поддержка виртуальных соединений логических функций, компараторов и таймеров. Открывает путь к применению большего количества опций за счет дополнительных плат входов/выходов. Различные логические функции можно объединить без использования кабелей или внешних входов/выходов. Так, используя таймер, можно очистить насос от грязи, запустив его на полную мощность, а затем вернув в обычный режим.
Адресат и источник виртуального подключения несложно настроить с панели управления.
11. Наборы параметров: большее количество параметров дает пользователю возможность более гибко настроить преобразователь под требуемые задачи. Удобно, когда нужно поменять режим работы двигателя. Осуществляется путем выбора в меню набора параметров, соответствующего нужному режиму работы. Т.е. один преобразователь в состоянии поддерживать нормальную работу с группой электродвигателей разной мощности, функционирующих на разных типах применений.
12. Увеличение пикового момента двигателя: линейное нарастание тока относительно момента дает оптимальный результат при работе (если используется тип управления DTC). Прямое управление моментом делает возможным увеличение момента двигателя до 400 % от номинального. Соотношение момент / ток остается линейным выше номинального момента, т. е. 200 % тока даст 200 % момента.
13. Полууправляемый выпрямитель позволяет плавно подавать напряжение в звено постоянного тока, не чувствителен к количеству отключений силового питания.
Преобразователь сам может выключать контактор, снимая напряжение и обеспечивая дополнительную экономию электроэнергии.
14. Регулятор скорости вращения внутреннего вентилятора: регулировка скорости вращения внутреннего охлаждающего вентилятора позволяет уменьшить общее энергопотребление преобразователя частоты.
15. Интерфейсы обратной связи: с их помощью преобразователи частоты легко встраиваются в современные системы автоматизации. Чем более разнообразный набор стандартных интерфейсов и протоколов, с помощью которых осуществляется непосредственное взаимодействие, тем шире возможности встройки в любую промышленную систему.
16. Русифицированное меню: не секрет, что многие европейские производители предлагают в лучшем случае унифицированное англоязычное меню. Но такая дополнительная доработка, как русификация, дает пользователям возможность быстрее разобраться со всеми настройками и параметрами, а также лучше воспринимать показания текущих параметров на дисплее.
Таким образом, в заключение хотелось бы отметить, что широкая базовая комплектация позволяет в дальнейшем экономить на покупке дополнительного оборудования как в момент установки и пуска оборудования, так и при эксплуатации. А понимание требований процесса позволяет правильно настраивать и применять функции, заложенные в устройство производителем.
Преимущества покупки преобразователей частоты производства США
Когда дело доходит до преобразования энергии для электронных устройств по всему миру, есть несколько вариантов. Выбор правильного преобразователя зависит от того, какое электронное устройство вы питаете и почему.
Фото Джейкоба Оуэнса, Unsplash
Какой преобразователь мощности мне нужен?
Мне нужен только переходник, трансформатор или преобразователь напряжения и частоты? Давайте взглянем.
Адаптерные вилки — это то, что подключается к стене или линии электропитания от вашего электронного устройства.
При подключении к концу шнура питания он изменяет форму и штыри вилки в соответствии с розеткой в стране, в которой вы проживаете. Если у вас универсальное электронное устройство, вам может понадобиться только штекер адаптера. Универсальное устройство – это устройство, способное включаться и правильно работать при напряжении 90-250 В переменного тока, а также при частотах 50 и 60 Гц. Чтобы узнать, какой штекер адаптера вам может понадобиться для вашей электроники, нажмите здесь: https://www.worldstandards.eu/electricity/plug-voltage-by-country/
Трансформаторы меняют напряжение, и только напряжение. Если вашему устройству требуется 115 вольт переменного тока, а вы проживаете в стране, где напряжение сети составляет 230 вольт переменного тока, вам понадобится трансформатор , понижающий 230 вольт до 115 вольт переменного тока. Верно и обратное. Если вы находитесь в стране с сетью переменного тока 115 вольт и у вас есть устройство, рассчитанное на 230 вольт переменного тока, вам понадобится повышающий трансформатор .
Опять же, посетите веб-сайт мировых стандартов, чтобы увидеть напряжение по странам. Вам также необходимо проверить, какой уровень мощности требуется вашему электронному устройству. Это очень важно для выбора правильного трансформатора. Мощность, требуемая устройством, которое вы пытаетесь включить, будет указана в ваттах, которые часто можно найти на бирке или на задней панели устройства.
Если вы решите, что вам нужен только трансформер, имейте в виду, что не все трансформеры одинаковы. Мы настоятельно рекомендуем вам избегать дешевых устройств импортного качества, которые часто имеют недостаточную конструкцию, что приводит к перегреву. Некоторые из них изготовлены из низкокачественных трансформаторов с многослойным сердечником и могут издавать очень раздражающий гул. Пожалуйста, обратитесь к нашему блогу, в котором рассказывается об опыте Мэри с одним из этих опасных устройств.
Преобразователи частоты чаще всего нужны, когда электронное устройство имеет синхронный двигатель, который вращается или вибрирует.
Затем устройство зависит от частоты сети, чтобы гарантировать, что двигатель работает с правильным вращением или скоростью. Эта скорость будет напрямую зависеть от частоты сети, к которой он подключен. Скорее всего, если вам нужно изменить частоту, вам также нужно изменить напряжение. Таким образом, вашему устройству обычно требуется преобразователь напряжения и частоты.
Для получения более подробной информации о мировом электроснабжении и преобразовании напряжения и частоты нажмите здесь:
https://www.kccscientific.com/50hz-60hz-guide/
На что обратить внимание при покупке преобразователя мощности
Примите во внимание эти советы при покупке преобразователя напряжения и частоты.
- Сколько энергии требуется электронному устройству? Мощность будет указана в ваттах, которые часто можно найти на бирке или на задней панели устройства. Если у него более низкое энергопотребление, возможно, вы не захотите платить за преобразователь увеличенного размера. Платите только за то, что вам нужно. Преобразователь большей мощности можно использовать с устройством меньшей мощности, но не наоборот. Знайте, какая мощность требуется вашему устройству.
Платите только за то, что вам нужно. Преобразователь большей мощности можно использовать с устройством меньшей мощности, но не наоборот. Знайте, какая мощность требуется вашему устройству.- Какая точность требуется моему электронному устройству для правильной работы? Преобразователи импортного качества изготавливаются как устройства для массового рынка и, как правило, не рассчитаны на качество. Для деликатных устройств преобразователи импортного качества просто недостаточно точны.
- Насколько большой преобразователь? Поместится ли преобразователь там, где он физически должен быть, чтобы питать ваше электронное устройство, не будучи навязчивым? Размер имеет значение.
- Сколько весит преобразователь? Если вы путешествуете с электронными устройствами для глобальной работы, вам может понадобиться что-то компактное и легкое. Чтобы сравнить преобразователи частоты и функции, нажмите здесь:
https://www.kccscientific.
com/compare-frequency-converters/
Преимущества покупки Сделано в США Преобразователь напряжения и частоты
При выборе между преобразователь напряжения и частоты импортного качества и преобразователь производства США. Давайте рассмотрим некоторые из них.
Совет эксперта : Вам нужна помощь в решении проблемы с электропитанием вашего электронного устройства? Если да, то кому вы собираетесь звонить? Если вы позвоните нам в KCC Scientific LLC, вы получите квалифицированную консультацию от одного из наших инженеров. И мы понимаем подавляющее большинство устройств, которым требуются преобразователи напряжения и частоты, и обычно можем решить вашу проблему за вас. Если у нас нет того, что требуется вашему устройству, мы порекомендуем того, у кого есть.
Точность : Какая точность требуется вашему устройству? Преобразователи частоты импортного качества с точностью частоты 0,0002% отсутствуют.
Тем не менее, есть вероятность, что электронное устройство, которое вы пытаетесь запитать, требует именно такого уровня точности (это часто упускается из виду — не удивляйтесь!). Кроме того, преобразователи KCC Scientific LLC полностью реконструируют сетевую линию питания, поэтому ваше устройство гарантированно будет иметь чистое питание. Это редко — если вообще — случается с устройствами импортного качества.
Безопасность : Каково качество приобретаемого вами устройства? Вы уверены, что ваше устройство не перегреется, не сгорит, не перегорит и не выключится? Сделанные в США преобразователи частоты и напряжения от KCC Scientific LLC прочны, надежны и созданы с учетом требований безопасности. Вы будете удивлены, как много звонков мы получаем от людей, которые попробовали преобразователь импортного качества, но он перегрелся, дымит или сгорает!
Возвращает : Иногда на устройстве, которое вы пытаетесь включить, отсутствует паспортная бирка или характеристики мощности недоступны.
Если вы купили не тот преобразователь, можете ли вы вернуть его на правильный? KCC Scientific LLC предлагает помощь в выборе правильного преобразователя, а также предлагает двухлетнюю гарантию и помощь, если вам необходимо обновить преобразователь до более мощного блока.
Тарифы : Какие тарифы на закупку импорта? В эти дни тарифы привязаны к вашей покупке, часто постфактум. Имейте в виду, что вы можете даже не знать, сколько стоит тариф, пока он не попадет на вашу кредитную карту. Предостережение для покупателя!
Компания KCC Scientific LLC занимается проектированием и производством компактных, недорогих, прецизионных преобразователей напряжения и частоты в США еще до 2011 года. Если вам нужна помощь в решении вашей проблемы с питанием, свяжитесь с нами здесь: https://www.kccscientific. com/about-us/ или позвоните нам. Да, мы ответим на звонок и готовы Вам помочь! Звоните по бесплатному номеру 1-833-502-6049.
без названия
%PDF-1.
5
%
1 0 объект
>
эндообъект
5 0 объект
>
эндообъект
2 0 объект
>
ручей
2014-12-07T20:48:31+01:002014-12-07T20:47:30+01:002014-12-07T20:48:31+01:00application/pdf
Преобразователи частоты | ZIEHL-ABEGG Вентиляторы
Концепции вентиляторов и вентиляции для охлаждения преобразователя частоты
Преобразователи частоты используются для регулирования скорости электродвигателей.
Они преобразуют определенную частоту и напряжение электрической энергии в переменную частоту и напряжение. Таким образом, скорость и крутящий момент двигателей, машин и систем могут быть точно адаптированы к требованиям соответствующего применения, а также может быть улучшена энергоэффективность двигателей или систем.
В связи с общей тенденцией к все большей автоматизации заводов и процессов спрос на преобразователи частоты растет. Устройства используются во все большем количестве областей для оптимизации работы двигателя и системы, подключенной к соответствующему электродвигателю.
Повышение уровня автоматизации и цифровизации в промышленности, например, на малых и крупных технологических предприятиях, привело к постоянному поиску более совершенных технологий и методов повышения (энергоэффективности) производственных объектов. Не только в крупных компаниях, но и в коммерческих зданиях, общественных зданиях и небольших ремесленных предприятиях электродвигатель с регулируемой скоростью теперь является стандартным элементом.
Мощные трехфазные асинхронные двигатели и другие технологии двигателей, такие как двигатели с постоянными магнитами или синхронные реактивные двигатели, часто должны управляться преобразователями частоты, поскольку во многих случаях прямой пуск от сети больше невозможен из-за высокого Пусковой ток.
Спектр мощности преобразователей частоты колеблется от нескольких ватт до более чем 100 МВт. Хотя КПД преобразователей частоты в настоящее время обычно превышает 95 %, всегда существует определенный процент потерь мощности, обычно в виде тепла. Это тепло должно отводиться естественной конвекцией, водяным охлаждением или воздушным охлаждением с помощью вентиляторов.
Для охлаждения преобразователей частоты ZIEHL-ABEGG предлагает вентиляторы высокой надежности, длительного срока службы и оптимальной энергоэффективности. Мы строим и поставляем системы охлаждения и вентиляции с признанными во всем мире сертификатами для многочисленных применений в коммерческом и промышленном секторах.
Системы управления или изменения скорости электродвигателя известны под разными названиями. Термины «преобразователь частоты» (ПЧ), «преобразователь частоты» (ASD), «преобразователь частоты» (VSD) и «преобразователь частоты» (AFD) используются особенно часто. В этой области часто используется термин «инвертор». Различают также привод НН (привод низкого напряжения) и привод СН (привод среднего напряжения).
Помимо оптимизации энергоэффективности, контроля и улучшения процессов, цели использования преобразователей частоты включают постоянное улучшение автоматизации производства. Кроме того, система управления с регулированием скорости обеспечивает большую точность, больший комфорт и, как правило, более высокое качество продукции.
Сегодня современные системы двигателей все чаще включают в себя специальное программное обеспечение, обеспечивающее доступ к новым, дополнительным функциям, что обеспечивает постоянный рост значения преобразователей частоты в системе двигателей.
Энергоэффективность системы не только приобретает все большее значение из-за все более строгих стандартов, но современные моторные технологии в настоящее время принципиально требуют сложного управления. Только так можно обеспечить оптимальную работу в любом диапазоне скоростей. Кроме того, постоянное повышение энергоэффективности является важным шагом на пути к экологически безопасным технологиям, которые характеризуются прежде всего энергосбережением и оптимальным использованием энергии.
Во всем мире преобразователи частоты эксплуатируются в различных сетях питания. Следовательно, вентиляторы, используемые для охлаждения, также должны работать на разных частотах и напряжениях. Широкий диапазон напряжения вентиляторов ZIEHL-ABEGG, а также признанные во всем мире сертификаты нашей продукции гарантируют, что вы всегда будете уверены в наших концепциях вентиляторов и останетесь на переднем крае технологий.
Благодаря нашей энергоэффективной, тихой и надежной технологии вентиляторов мы будем рады помочь вам в создании и эксплуатации высокоавтоматизированных систем.
Мы поставляем отдельные вентиляторы или комплексные комплексные системы, которые точно подходят для области применения и соответствующей среды установки.
Абсолютная надежность и эксплуатационная безопасность вентилятора особенно важны при охлаждении преобразователей частоты. В частности, в случае более крупных приводов с более высокой мощностью отказ вентилятора может привести к повреждению имущества и производственным потерям.
Поскольку на чувствительных компонентах инвертора может быстро развиться высокая температура, особенно во время запуска, очень важно время разгона системы вентиляции и охлаждения. Точно так же перерыв в охлаждении может привести к повреждению инвертора или снижению мощности привода и, следовательно, к производственным потерям. Поэтому важно обнаруживать критические ситуации в системе охлаждения до того, как произойдет отказ – для этого ZIEHL-ABEGG предлагает решения, которые может реализовать заказчик. Для снижения риска отказа часто используются резервные системы охлаждения — для этой цели компания ZIEHL-ABEGG предлагает подходящие коммуникационные модули для точного управления резервными системами.
Вентиляторы и системы кондиционирования ZIEHL-ABEGG для охлаждения преобразователя частоты
Распространенным методом охлаждения преобразователей частоты является принудительная вентиляция. Здесь вентиляторы направляют холодный воздух на горячие компоненты и, таким образом, рассеивают избыточное тепло.
Преобразователи частоты меньшего размера с меньшей мощностью передачи, низковольтные или низковольтные приводы часто используют для этой цели небольшие осевые вентиляторы. Напротив, преобразователи частоты более крупной конструкции и с более высокой мощностью передачи, так называемые приводы среднего или среднего напряжения, часто охлаждаются центробежными вентиляторами. Они подают воздух снизу вверх через весь инвертор и поэтому должны преодолевать высокие перепады давления. Для этого вентиляторы либо монтируются на шкафах или корпусах преобразователей частоты, либо устанавливаются в преобразователях частоты.
Концепция универсального биомиметического вентилятора от ZIEHL-ABEGG гарантирует максимальную надежность в любом диапазоне напряжений при компактной конструкции, низком уровне шума и максимальной энергоэффективности.
Мы будем рады порекомендовать вам вентиляторы, наиболее подходящие для вашего применения, и предоставить вам надежную и компетентную поддержку от первоначального планирования до технического обслуживания.
ZIEHL-ABEGG также является сильным и надежным партнером, когда речь идет о модернизации существующих систем, а также о запланированных расширениях или улучшениях систем. Мы поставляем технически зрелые продукты, которые точно адаптированы к вашим требованиям. Кроме того, мы убеждаем наших клиентов по всему миру в нашем широком ассортименте продукции, обслуживании на месте и наилучшем проектировании для всех необходимых приспособлений.
Преобразователи частоты
Модельный ряд M
ZApilot
ZAvblue
ZAvblue2
Преобразователь частоты Siemens SINAMICS | Технология привода
Преобразователь частоты SINAMICS
Siemens является ведущим производителем электроприводной техники.
С технологией преобразователя частоты SINAMICS вы можете решить любую задачу привода — будь то низкое, среднее или постоянное напряжение. Вы можете управлять как синхронными, так и асинхронными двигателями в зависимости от характеристик машины, которой вы управляете. Наши частотно-регулируемые приводы, электродвигатели и системы управления для регулирования скорости машин идеально согласованы друг с другом и могут быть очень просто интегрированы в существующую систему и систему автоматизации. Наши преобразователи частоты со встроенной технологией безопасности можно устанавливать и вводить в эксплуатацию централизованно в шкафах управления, монтировать на стене или децентрализованно в распределенных топологиях. У нас есть оптимальные энергосберегающие частотно-регулируемые приводы для любого применения. Будь то перекачка, вентиляция, перемещение, позиционирование, обработка или механическая обработка. SINAMICS – просто мой драйв!
Выбор, покупка и настройка преобразователей частоты и частотно-регулируемых приводов
Настроить сейчас
Преобразователи низкого напряжения
Универсальное решение для соответствия стандартным требованиям для всех приводов с низковольтными двигателями.
Преобразователи частоты с рекуперацией энергии и без нее подходят для самых разных областей применения. Например, если материалы необходимо перемещать, обрабатывать, позиционировать, перекачивать или сжимать. Работа с переменной скоростью экономит энергию, а также повышает качество процесса и доступность процесса.
- SINAMICS Низковольтные преобразователи
Преобразователи среднего напряжения
Преобразователи приводов среднего напряжения для двигателей с напряжением от 1,4 кВ до 13,8 кВ. Преобразователи привода среднего напряжения для высоковольтных двигателей используются, если требуемая мощность и/или напряжение привода слишком высоки для низковольтных приводных решений. Однако они также используются для решения специальных задач.
- SINAMICS Преобразователи среднего напряжения
Сервопреобразователи
Эти сервоприводы отвечают самым высоким динамическим требованиям, когда речь идет об одно- и многоосевых приложениях.
Специалисты по станкам, упаковочным машинам, непрерывным лентам материалов, кранам, прокатным станам, испытательным стендам, погрузочно-разгрузочным работам, роботам и многим другим приложениям, где требуется высокая точность и динамическое управление движением.
- Сервопреобразователи SINAMICS
преобразователи постоянного тока
Приводы постоянного тока на базе SINAMICS DC – включая двигатели с наивысшими динамическими характеристиками и удельной мощностью, источники постоянного тока для оборудования возбуждения синхронных двигателей с регулируемой скоростью.
- Преобразователи постоянного тока SINAMICS
Эффективный. Универсальный. Подходит для будущего.
Целый ряд решающих преимуществ достигается при работе любого двигателя с преобразователем частоты SINAMICS:
- Энергосбережение — двигатель подает только ту мощность, которая требуется процессу в любой момент времени.
- Реагировать на изменения параметров процесса можно значительно быстрее, чем при использовании механических приводов.
- После кратковременного сбоя питания двигатель, управляемый преобразователем частоты, может продолжать работать — даже без скачка крутящего момента.
Результат: значительно повышается доступность процесса и качество продукции. Кроме того, вся механическая система защищена от перегрузок.
Инженерные преобразователи
Эффективное и удобное для пользователя конфигурирование, ввод в эксплуатацию, инжиниринг и параметрирование. Благодаря интеллектуальным инженерным инструментам вы можете использовать всю мощность и потенциал производительности вашей системы преобразователя частоты и, следовательно, вашего привода в целом.
- Инструменты выбора и проектирования
Данные CAE/CAD для установки преобразователей частоты
Наши частотно-регулируемые приводы могут быть установлены централизованно в шкафах управления, на стенах/панелях или децентрализованно (на двигателях).
Просто введя артикул преобразователя в DT Configurator, , вы можете получить данные САПР , такие как 3D-модели и 2D-чертежи с размерами.
- ДТ-Конфигуратор
- Менеджер загрузки CAx
- ЭПЛАН
- ВСКАД
Программное обеспечение/прошивка частотно-регулируемых приводов
Программное обеспечение SINAMICS Drive обеспечивает бесперебойную и надежную работу наших преобразователей частоты SINAMICS. Он предлагает обширную функциональность, легко расширяется и обеспечивает максимально возможную гибкость для широкого спектра приложений.
- Программное обеспечение привода SINAMICS
Начните создавать свою цифровую фабрику сегодня — для большей прозрачности, эффективности и надежности.
Используйте решения из портфеля цифровых технологий для визуализации и анализа данных вашего привода и повышения производительности и конкурентоспособности.
Будь то виртуализация и моделирование, определение размеров и конфигурация, подключение, анализ данных или услуги: решения из портфеля цифровых технологий для приводных технологий превращают данные ваших приводов в ценную информацию и повышают доступность и производительность ваших машин и установок. Откройте для себя, например, инновационные решения для виртуализации, практические инструменты выбора и разработки, а также различные решения для подключения и приложения для анализа. Начните использовать цифровизацию уже сегодня для оптимизации процессов и производства на основе данных.
Подробнее:
Цифровизация в приводной технике
Интегрированная безопасность
Максимальная безопасность для обслуживающего и обслуживающего персонала: функции безопасности уже встроены в наши преобразователи SINAMICS.
Ваша выгода: более короткое время отклика и более высокая степень экономической эффективности при меньших затратах на проводку
- Безопасность машины благодаря Safety Integrated
Системные решения
Все приводные элементы идеально согласованы и согласованы друг с другом – от частотно-регулируемых приводов SINAMICS и двигателей SIMOTICS до редукторов и муфт SIMOGEAR. Наши преобразователи частоты можно оптимально интегрировать с такими системами управления, как SIMATIC, SINUMERIK и SIMOTION. Связь устанавливается быстро и безопасно через PROFINET. Благодаря целостному подходу Totally Integrated Automation вы не только экономите время и деньги, но и можете создать постоянное и решающее преимущество в конкретной конкурентной среде.
- Полностью интегрированная автоматизация
Услуги
Будучи партнером, обладающим обширными отраслевыми ноу-хау, Siemens поддерживает вас, когда вы приступаете к созданию цифрового будущего для своей компании.
Наши обширные цифровые корпоративные услуги охватывают весь жизненный цикл ваших заводов и машин.
- Услуги приводной системы Сименс
Приложения и примеры
От преобразователей частоты низкого и среднего напряжения до преобразователей постоянного тока с выходным напряжением постоянного тока: приводы SINAMICS предлагают индивидуальные решения для всех приложений.
- Примеры применения
Узнайте больше о преобразователях частоты SINAMICS от Siemens
Скачать брошюру
Загрузка и поддержка преобразователей Siemens Здесь вы можете найти загрузки, поддержку и услуги по теме преобразователей Siemens SINAMICS.
Каталожные номера преобразователей Siemens
SINAMICS успешно используется во многих проектах.
Ознакомьтесь с примерами приложений и отраслевыми решениями, которые также могут вас заинтересовать.
Преобразователи частоты
- Секторы
- Энергия ветра
- Солнечная фотоэлектрическая энергия
- Гидроэнергетика
- Гибкое производство электроэнергии
- Умные сети
- Хранилище энергии
- Зеленый водород
- Зарядные устройства для электромобилей
- Морской и порты
- Железные дороги
- Сталь и металлы
- Горное дело и полезные ископаемые
- Энергоэффективность
- Вода
- Товары
- Силовая электроника
- Преобразователи ветра
- Фотоэлектрические инверторы
- Железнодорожные тяговые преобразователи
- Преобразователи частоты
- Хранение энергии, Факты, SSSC
- Зарядные устройства для электромобилей
- Электролизные выпрямители
- Электрические генераторы
- Электрогенераторы для ветроэнергетики
- Электрогенераторы для гидроэлектростанций
- Электрогенераторы для ТЭЦ
- Судовые электрические генераторы
- Электрогенераторы для пара и газа
- Защита и контроль энергосистемы
- Автоматизация распределения
- Автоматика подстанции
- Электродвигатели
- Синхронные двигатели для откачки поверхностных вод
- Морские электродвигатели
- Электродвигатели для электромобилей
- Автоматизация и управление
- Системы управления общего назначения
- Системы управления для железнодорожного транспорта
- Системы контроля состояния
- Системы мониторинга состояния железных дорог
- Погружной двигатель и насосный агрегат
- Комплекты насосов с погружным двигателем
- Погружные двигатели
- Водоснабжение
- Синхронные конденсаторы
- Сетевые услуги
- Силовая электроника
- Услуги
- Эксплуатация и обслуживание
- Решения
INGEDRIVE™ — семейство приводов с регулируемой скоростью низкого и среднего напряжения, разработанных и изготовленных Ingeteam.
Их модульная конструкция позволяет им охватывать широкий диапазон мощностей и напряжений, а интуитивно понятная структура упрощает их использование и обслуживание.
INGEDRIVE™ доступен с мощностью от 250 кВт до 44 МВт и напряжением от 400 В до 6,6 кВ, предлагая прочное, надежное и долговечное оборудование.
Преобразователи частоты INGEDRIVE™ предназначены для одно- и многодвигательных приложений и могут работать как с синхронными, так и с асинхронными двигателями, а также с двигателями с постоянными магнитами.
Линейка преобразователей частоты INGEDRIVE™ идеально подходит как для четырехквадрантной работы с обратной связью по энергии (конфигурация AFE), так и для приложений без обратной связи по энергии (выпрямитель DFE).
Включение управления по оптоволоконному кабелю для всей линейки преобразователей и использование полупроводников последнего поколения позволяют получить технологически продвинутое, высокоэффективное оборудование с безопасным, гибким и удобным интерфейсом.
До 690 В
ИНГЕДРИВ LV200
Мощность : 300 кВт – 1400 кВт
Напряжение : 380 В AC – 690 В AC
Охлаждение : Воздух
ИНГЕДРИВ LV800
Мощность : 900 кВт – 8,6 МВт
Напряжение : 380 В AC – 690 В AC
Охлаждение : Вода
3
3,3 кВ — 4,16 кВ
ИНГЕДРИВ MV100
Мощность : 800 кВт –12,7 МВт
Напряжение : 3,3 кВ AC – 4,16 кВ AC
Охлаждение 900 : Воздух или вода
ИНГЕДРИВ MV500
Мощность : 10 МВт – 40 МВт
Напряжение : 3,3 кВ Переменный ток
Охлаждение : Вода
4,16 кВ — 6,6 кВ
ИНГЕДРИВ MV300
Мощность : 250 кВт – 1,25 МВт
Напряжение : 4,16 кВ Перем.
ток – 6,6 кВ Перем.
ИНГЕДРИВ MV700
Диапазон мощностей : 1,7 МВт – 11,1 МВт
Напряжение : 6 кВ AC / 6,9 кВ AC
Охлаждение : Воздух
ИНГЕДРИВ MV900
Мощность: 4 МВт – 44 МВт
Напряжение: 6,6 кВ переменного тока
Охлаждение: вода
Преимущества преобразователя частоты
Преобразователь частоты/преобразователь частоты
Основной целью преобразователя частоты является точное управление скоростью, чтобы скорость двигателя вентилятора могла увеличиваться и уменьшаться, а подключенная нагрузка могла поддерживаться на требуемых скоростях, при этом используется только необходимая энергия.
Много преимуществ:
- Контролируемый пусковой ток . Когда двигатель переменного тока запускается «через линию», для запуска двигателя и нагрузки может потребоваться до 7-8 раз больше тока полной нагрузки двигателя. Этот ток изгибает обмотки двигателя и выделяет тепло, что со временем снижает срок службы двигателя. Преобразователь частоты запускает двигатель при нулевой частоте и напряжении. По мере того, как частота и напряжение «нарастают», они «намагничивают» обмотки двигателя, что обычно составляет 50-70% от тока полной нагрузки двигателя. Дополнительный ток выше этого уровня зависит от подключенной нагрузки, скорости ускорения и ускоряемой скорости. Это продлевает срок службы двигателя!
- Снижение помех в линии электропередач . Запуск двигателя переменного тока через линию и последующая потребность в 300-600 % тока полной нагрузки двигателя создают огромную нагрузку на систему распределения электроэнергии, подключенную к двигателю. Когда напряжение питания проседает, в зависимости от размера двигателя и мощности распределительной системы, просадки напряжения могут привести к отключению чувствительного оборудования, подключенного к той же распределительной системе, из-за низкого напряжения. Такие элементы, как компьютеры, датчики, бесконтактные переключатели и контакторы, чувствительны к напряжению и могут выйти из строя, если поблизости запускается большая линия электродвигателя переменного тока. Использование переменной частоты устраняет это падение напряжения, поскольку двигатель запускается при нулевом напряжении и постепенно увеличивается.
- Снижение потребляемой мощности при запуске . Если мощность пропорциональна току, умноженному на напряжение, то мощность, необходимая для запуска двигателя переменного тока через линию, будет значительно выше, чем при использовании частотно-регулируемого привода. Это будет верно только при запуске. Основная проблема заключается в том, что некоторые системы распределения электроэнергии могут работать на пределе своих возможностей в определенное время суток, обычно считающееся «часами пик». Когда промышленные потребители запускают свои двигатели в эти часы пикового потребления электроэнергии, потребитель нередко получает плату за скачки мощности в периоды пиковой нагрузки. Эти факторы спроса не будут проблемой для преобразователя частоты.
- Контролируемое ускорение . Воздуходувка с двигателем FC запускается с нулевой скоростью и плавно разгоняется по настраиваемой пользователем рампе. И наоборот, двигатель переменного тока, запускаемый «через линию», вызывает более высокие механические ударные нагрузки как для двигателя, так и для механически подключенной нагрузки. Этот удар со временем увеличивает износ не только подключенной нагрузки, но и двигателя переменного тока. Применения, в которых используются легко опрокидываемые продукты, такие как линии розлива, значительно выигрывают от медленного нарастания мощности, что позволяет конвейерной ленте плавно ускоряться, а не резко дергаться до полной мощности.
- Регулируемая рабочая скорость . В отличие от традиционного двигателя с остановкой и запуском, использование преобразователя частоты позволяет запускать двигатель на пониженной скорости и позволяет дистанционно регулировать скорость с помощью программируемого контроллера или контроллера процесса. Контроль в промышленном смысле всегда является большим бонусом для производства.
- Регулируемый предел крутящего момента . Использование преобразователя частоты может защитить оборудование от повреждений, поскольку величину прилагаемого крутящего момента можно точно контролировать, например, в случае заклинивания конвейера.
- Контролируемая остановка . Контролируемая остановка может быть важна для уменьшения механического износа.
- Энергосбережение . Воздуходувки, работающие от преобразователя частоты, снижают потребление энергии. Преобразователь частоты, управляющий двигателем вентилятора, который обычно работает не на полной скорости, может существенно снизить потребление энергии по сравнению с двигателем, работающим на постоянной скорости в течение того же периода.
Когда напряжение питания проседает, в зависимости от размера двигателя и мощности распределительной системы, просадки напряжения могут привести к отключению чувствительного оборудования, подключенного к той же распределительной системе, из-за низкого напряжения. Такие элементы, как компьютеры, датчики, бесконтактные переключатели и контакторы, чувствительны к напряжению и могут выйти из строя, если поблизости запускается большая линия электродвигателя переменного тока. Использование переменной частоты устраняет это падение напряжения, поскольку двигатель запускается при нулевом напряжении и постепенно увеличивается.
Когда промышленные потребители запускают свои двигатели в эти часы пикового потребления электроэнергии, потребитель нередко получает плату за скачки мощности в периоды пиковой нагрузки. Эти факторы спроса не будут проблемой для преобразователя частоты.
В отличие от традиционного двигателя с остановкой и запуском, использование преобразователя частоты позволяет запускать двигатель на пониженной скорости и позволяет дистанционно регулировать скорость с помощью программируемого контроллера или контроллера процесса. Контроль в промышленном смысле всегда является большим бонусом для производства.
