Что такое частотный преобразователь. Для чего он нужен. Какие преимущества дает использование частотных преобразователей. Где применяются частотные преобразователи в промышленности. Как выбрать подходящий частотный преобразователь.
Что такое частотный преобразователь и как он работает
Частотный преобразователь — это электронное устройство, которое преобразует переменный ток фиксированной частоты и напряжения в ток с регулируемой частотой и напряжением. Основное назначение частотного преобразователя — управление скоростью вращения асинхронных электродвигателей.
Принцип работы частотного преобразователя заключается в следующем:
- Входной переменный ток выпрямляется в постоянный с помощью выпрямителя
- Выпрямленный ток сглаживается в звене постоянного тока
- Инвертор преобразует постоянный ток обратно в переменный, но уже с регулируемой частотой и напряжением
- Микропроцессор управляет всеми этапами преобразования и обеспечивает требуемые выходные параметры
Таким образом, частотный преобразователь позволяет плавно регулировать скорость вращения электродвигателя в широком диапазоне.
Основные преимущества использования частотных преобразователей
Применение частотных преобразователей дает ряд существенных преимуществ:
- Значительная экономия электроэнергии (до 30-50%) за счет оптимизации скорости двигателя
- Плавный пуск и остановка двигателя, снижение пусковых токов
- Увеличение срока службы двигателя и приводного оборудования
- Точное регулирование скорости и момента двигателя
- Улучшение качества технологического процесса
- Снижение шума и вибрации при работе оборудования
- Возможность удаленного управления и мониторинга работы привода
Какие еще преимущества дает использование частотных преобразователей в промышленности? Это позволяет оптимизировать работу различных механизмов, повысить энергоэффективность производства и качество выпускаемой продукции.
Применение частотных преобразователей в различных отраслях
Частотные преобразователи нашли широкое применение во многих отраслях промышленности:
Системы водоснабжения и водоотведения
- Управление насосами водозаборных станций
- Регулирование давления в водопроводных сетях
- Оптимизация работы канализационных насосных станций
Вентиляция и кондиционирование
- Управление приточно-вытяжными установками
- Регулирование производительности вентиляторов
- Оптимизация работы чиллеров и компрессоров
Подъемно-транспортное оборудование
- Управление лифтами и эскалаторами
- Регулирование скорости конвейеров
- Оптимизация работы кранов и подъемников
В каких еще областях эффективно применение частотных преобразователей? Они используются в металлургии, нефтегазовой отрасли, пищевой промышленности и многих других сферах, где требуется точное управление электродвигателями.
Основные критерии выбора частотного преобразователя
При выборе частотного преобразователя необходимо учитывать следующие параметры:
- Мощность и тип управляемого двигателя
- Диапазон регулирования скорости
- Характер нагрузки (постоянный или переменный момент)
- Требуемые функции управления и защиты
- Условия эксплуатации (температура, влажность, запыленность)
- Требования к электромагнитной совместимости
Как правильно подобрать частотный преобразователь для конкретной задачи? Необходимо тщательно проанализировать технические характеристики оборудования и условия его работы, а также проконсультироваться со специалистами.
Энергосбережение при использовании частотных преобразователей
Одно из главных преимуществ частотных преобразователей — существенная экономия электроэнергии. Это достигается за счет:
- Оптимизации скорости двигателя в соответствии с реальной нагрузкой
- Снижения потерь в двигателе при работе на пониженной скорости
- Устранения механических регулирующих устройств (заслонок, клапанов)
- Повышения коэффициента мощности электропривода
Насколько значительной может быть экономия энергии при использовании частотных преобразователей? В некоторых случаях экономия может достигать 50% и более, особенно для насосов и вентиляторов с переменной нагрузкой.
Особенности эксплуатации и обслуживания частотных преобразователей
При эксплуатации частотных преобразователей следует учитывать ряд особенностей:
- Необходимость защиты от перегрева и обеспечения вентиляции
- Правильный выбор кабелей для подключения двигателя
- Обеспечение электромагнитной совместимости
- Периодическая проверка и очистка вентиляторов охлаждения
- Контроль состояния конденсаторов звена постоянного тока
Какие еще меры нужно предпринимать для обеспечения надежной работы частотных преобразователей? Важно соблюдать рекомендации производителя по монтажу и эксплуатации, а также проводить регулярное техническое обслуживание оборудования.
Перспективы развития технологии частотных преобразователей
Технология частотных преобразователей постоянно совершенствуется. Основные направления развития включают:
- Повышение энергоэффективности преобразователей
- Уменьшение габаритов и веса устройств
- Расширение функциональных возможностей
- Улучшение пользовательского интерфейса
- Интеграция с системами промышленной автоматизации
- Применение новых алгоритмов управления двигателями
Какие инновации ожидаются в области частотных преобразователей в ближайшем будущем? Вероятно, мы увидим более широкое применение технологий искусственного интеллекта для оптимизации работы электроприводов и дальнейшее повышение их энергоэффективности.
Зачем нужен преобразователь частоты? — Статьи
Дата публикации: 27.06.2019
Что такое преобразователь частоты?
Преобразователь частоты — это устройство преобразования энергии. Преобразователь частоты преобразует переменный ток с фиксированной частотой и фиксированным напряжением в энергию с переменной частотой и переменным напряжением, используемую для управления скоростью вращения асинхронных двигателей.
Зачем использовать преобразователь частоты?Одной из основных функций преобразователя частоты в водных системах заключается в обеспечении экономии энергии. Благодаря контролю скорости насоса, а не регулированию потока с помощью дроссельных клапанов, экономия энергии может быть значительной. Например, снижение скорости на 20% может привести к экономии энергии на 50%. Помимо экономии энергии, значительно улучшается срок службы крыльчатки, уплотнителей и подшипников. Существуют различные виды преобразователей частоты с питание 220 В и 380 В.
Более подробную информацию о работе однофазных частотных преобразователях можно прочитать в нашей статье.
Преимущества частотных преобразователей
В дополнение к энергосбережению и лучшему управлению процессом, они могут обеспечить другие преимущества:
• Преобразователь частоты может использоваться для контроля температуры процесса, давления или расхода без использования отдельного контроллера. Подходящие датчики и электроника используются для сопряжения приводимого оборудования с преобразователем частоты.
• Расходы на техническое обслуживание могут быть снижены, поскольку более низкие рабочие скорости приводят к увеличению срока службы подшипников и двигателей.
• Устранение дроссельных клапанов и демпферов также отменяет обслуживание этих устройств и всех связанных с ними средств управления.
• Устройство плавного пуска двигателя больше не требуется.
• Контролируемая скорость разгона в жидкостной системе может устранить проблемы гидравлического удара.
• Способность преобразователя частоты ограничивать крутящий момент до выбранного пользователем уровня может защитить приводное оборудование, которое не может выдерживать чрезмерный крутящий момент.
Анализ системы в целом
Поскольку процесс преобразования входящей мощности с одной частоты на другую приведет к некоторым потерям, экономия энергии всегда должна обеспечиваться за счет оптимизации производительности всей системы. Первым шагом в определении потенциала энергосбережения системы является тщательный анализ работы всей системы. Для обеспечения экономии энергии необходимы подробные знания о работе оборудования и требованиях к процессу. Кроме того, следует учитывать тип преобразователя частоты, предлагаемые функции и общую пригодность для применения.
Внутренняя конфигурация преобразователя частоты
Преобразователи частоты содержат три основных раздела:
- Цепь выпрямителя — состоит из диодов, SCR или биполярных транзисторов с изолированным затвором.
Эти устройства преобразуют мощность линии переменного тока в постоянный ток. - Шина постоянного тока — состоит из конденсаторов, которые фильтруют и хранят заряд постоянного тока.
- Инвертор — состоит из высоковольтных мощных транзисторов, которые преобразуют энергию постоянного тока в переменный выход переменного напряжения переменного тока, подаваемый на нагрузку.
Эти устройства преобразуют мощность линии переменного тока в постоянный ток.Частотные преобразователи Danfoss также содержат мощный микропроцессор, который управляет схемой инвертора для получения почти чистого синусоидального напряжения переменной частоты, подаваемого на нагрузку. Микропроцессор также управляет конфигурациями ввода / вывода, настройками преобразователя частоты, состояниями неисправности и протоколами связи.
Cмотрите так же:
Разгон и торможение электродвигателя
Силовые опции для преобразователей частоты Danfoss
Задание фиксированных скоростей частотника VLT Micro Drive
Для чего нужен частотный преобразователь
Электродвигатель — одно из старейших и наиболее широко используемых устройств, работающих от электричества.
Помощник двигателя – частотный преобразователь — хотя и был создан намного позже, сегодня он зачастую является незаменимым дополнением электродвигателя.
В настоящее время электродвигатель — это наиболее широко используемое электрическое устройство в промышленности. Его конструкция не сильно изменилась за последнее столетие, и он до сих пор остается единственным устройством, преобразующим электрическую энергию в механическую. В свою очередь, механическая энергия преобразуется в электричество генераторами, конструкция которых почти идентична конструкции двигателей — одна и та же электрическая машина может работать и как двигатель и как генератор. Значение двигателей для современной промышленности невозможно переоценить, и лучшим доказательством этого является тот факт, что треть всей производимой в мире электроэнергии потребляется электрическими двигателями.
При всей своей простоте и множестве преимуществ электромотор также имеет определенные ограничения — у этого агрегата всего два рабочих состояния — когда он обесточен, он не работает, а при включении он всегда работает с одной и той же номинальной скоростью, без возможности регулирования (еще выпускаются «под заказ» электродвигатели с несколькими скоростями, но сроки изготовления могут достигать полугода и плавного регулирования от них увы не добиться).
В этом случае на помощь приходят устройства, называемые частотными преобразователями.
Частотник — давайте контролировать обороты двигателя!
Первые решения такого типа появились только в 1960-х годах, однако, поворотным моментом стали 80-е годы. С наступлением цифровой эпохи стало возможным отказаться от аналогового управления, которое в случае таких сложных устройств, как преобразователи частоты, требовало передовых технических знаний.
Приводные системы — это не только подъемные машины или ленточные конвейеры в шахтах, но и … пылесосы с регулируемой мощностью всасывания или ремень на кассе в магазине, где мы делаем покупки.
Энергосбережение
Вторая основная причина использования частотников — это энергосбережение. Это особенно важно для насосов и вентиляторов из-за механики и законов физики. В таких системах мы говорим о так называемой квадратичной характеристике крутящего момента, из-за которой даже небольшое снижение скорости дает значительную экономию электроэнергии.
Это хорошо видно на примере старых промышленных установок, которым уже несколько десятилетий. В то время было обычной практикой увеличивать размеры систем. Все было больше, чем должно быть. Мотор немного больше, чем нужно, и насос немного больше, чем нужно. Система все время работала на максимальных мощностях, а ограничения потока воды и мощность нагнетателя регулировались с использованием традиционных механических методов дросселирования потока. И только использование частотного управления позволяет адаптировать скорость двигателя к реальным потребностям и плавно регулировать обороты. По словам сервисных инженеров, которые очень часто участвуют в энергоаудитах и анализируют экономическую рентабельность оборудования, приобретение даже дорогостоящих преобразователей частоты может окупаться даже в течение нескольких недель.
Стоит отметить, что при использовании частотника, электродвигатель может перегреваться, поэтому стоит позаботиться о его качественном охлаждении.
Преимущества покупки преобразователей частоты производства США
Фото Джейкоба Оуэнса, Unsplash
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.
Какой преобразователь мощности мне нужен?
Нужен ли мне только переходник, трансформатор или преобразователь напряжения и частоты? Давайте взглянем.
Штекер-адаптер — 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 изменяют 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
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.
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.
- 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. Покупатель, будь осторожен!
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.
Преобразователь частоты Преимущества и соображения
Использование преобразователей частоты в насосных и многих других приложениях имеет много преимуществ, которые обеспечат значительную экономию в краткосрочной и долгосрочной перспективе.
Процесс – Существует множество преимуществ процесса, которые можно реализовать, имея возможность управлять скоростью двигателя/насоса с помощью преобразователя частоты.
Энергосбережение – Экономия энергии может быть значительной за счет подбора двигателя в соответствии с объемом требуемой работы, а также за счет работы двигателя/насоса на наиболее эффективной скорости.
Снижение нагрузки на систему — Использование преобразователя частоты снижает механическую и электрическую нагрузку, практически устраняя гидравлическую нагрузку (гидроудар).
Продлевает срок службы компонентов — Преобразователи частоты продлевают срок службы насосов, двигателей и другого оборудования за счет их работы на более низкой скорости и устранения резких остановок и пусков.
Сокращает техническое обслуживание – См. снижение стресса. Также сокращается техническое обслуживание скважины за счет замедления скорости поступления воды для подпитки скважины.
Экономия электроэнергии – Уменьшение скорости насоса может значительно снизить его потребление электроэнергии.
Электрические льготы:
- Коррекция коэффициента мощности
- Однофазное преобразование в трехфазное
- Балансировка фаз Open Delta
- Встроенная защита двигателя
Преобразователи частоты имеют множество применений в различных отраслях промышленности:
т.е. система водоснабжения:
- Поддерживайте постоянное давление в системе с замкнутым контуром или если градирня не работает.
- Поддерживайте уровень в бассейне с переменным притоком. Сокращение или, возможно, устранение постоянного запуска/остановки насосов.
- Уменьшите потребление энергии за счет замедления работы насосов.
- Улучшите технологический процесс, поддерживая постоянный или желаемый расход воды на водоочистных сооружениях.
- Поддерживайте постоянное давление в системе орошения.
- Поддерживайте постоянный уровень растворенного кислорода.
- Обеспечьте процесс обработки постоянным потоком.
За прошедшие годы мы стали свидетелями множества применений преобразователей частоты, в которых преобразователь частоты был сконфигурирован неправильно. В результате получилось дорогостоящее оборудование, не имеющее реальной пользы, а в некоторых случаях даже причинявшее вред и увеличивающее затраты.
Мы также заметили, что ряд клиентов продавали преобразователи частоты с функциями, которые им не нужны, что в конечном итоге увеличивало покупную цену преобразователя частоты.
Мифы
Слишком дорого : За последние несколько лет цены на преобразователи частоты значительно снизились. В результате часто дешевле реализовать преобразователь частоты, чем обычный пускатель и клапан управления потоком.
Многие производители продвигают преобразователи частоты, предлагая льготы. Стимулы в сочетании с энергосбережением часто приводят к коротким периодам окупаемости.
Дешевле использовать один преобразователь частоты на двух насосах : Цена на преобразователи частоты делает доступной установку преобразователя частоты на каждый двигатель. Поскольку каждый двигатель имеет собственный преобразователь частоты, вы получаете резервирование и избегаете риска отказа одного преобразователя частоты и вывода из строя 2 насосов.
Требуется специальный двигатель : Рекомендуется использовать инверторные двигатели с преобразователями частоты. Однако мы не нашли существующий двигатель, который не работал.
Это может несколько сократить срок службы старых двигателей, однако эти затраты минимальны по сравнению с получаемой экономией. В большинстве случаев старые двигатели довольно неэффективны по сравнению с новыми двигателями. Мы не рекомендуем заменять существующий двигатель до тех пор, пока он не станет непригодным к эксплуатации.
Соображения
Длина кабеля : Длинные кабели влияют на систему и могут потребовать дополнительного оборудования.
Обход : Требование об обходе полностью связано с резервированием. Однако обычно это не требуется и добавляет 30-40% к стоимости преобразователя частоты.
Окружающая среда : Окружающая среда, в которой будет находиться преобразователь частоты, определяет тип требуемого корпуса, а также требования к охлаждению. преобразователи частоты не могут работать при экстремально высоких температурах. Высота также должна учитываться из-за проблем с охлаждением.
Гармоники : Гармонические аспекты часто преувеличены. Когда размер нагрузки преобразователя частоты невелик, а доступная мощность сети велика, эффекты обычно остаются незамеченными. Существуют фильтры или ловушки, если вас беспокоят гармоники. 12- и 18-импульсные преобразователи частоты значительно уменьшат гармоники, но и значительно увеличат цену.
Коэффициент мощности : Преобразователи частоты обычно имеют коэффициент мощности, близкий к бесконечности.
Конденсаторы : Конденсаторы нельзя использовать с преобразователями частоты.
Преобразователь частоты ИЛИ устройство плавного пуска?
Это действительно очень простой вопрос. Вы должны запустить этот насос на полной скорости? Если нет, то, скорее всего, использование преобразователя частоты, а не плавного пуска, даст больше преимуществ и окупится быстрее.
Устройство плавного пуска может обеспечить экономию, связанную с механическими и электрическими нагрузками, но оно не обеспечит никакой экономии энергии, поскольку не может запускать насос на более низких оборотах.
