Область применения
Применения частотных преобразователей на насосных станциях
Использование частотных преобразователей достаточно популярное, благодаря результативности применения в различных сферах:
- насосы холодной и горячей воды,
- центрифуги различных типов,
- лифты,
- краны и эскалаторы,
- карбюраторные системы,
- управление лопастями вентилятора с эффектом ветряных мельниц,
- производство картона, плёнки,
- станки.
Список может быть дополнен не одним специализированным оборудованием.
На рисунке изображен пример применения одного частотного преобразователя и двух насосов для насосной станции.
Принцип работы частотного преобразователя, виды, схемы подключения
- Экономия электроэнергии из-за возможности регулирования технологическими характеристиками. Например, скорость конвейера, давление насоса, скорость движения станка. Особенная экономия выходит при транспортировке жидкости. На смену задвижкам, клапанов, входных лопастей используется один ПЧ. Высокая цена оправдывает его пользу.
- Двигателю не грозит перегревание, замыкание, перебои в питании, перегрузка, проблемы с фазами.
- Пусковой момент работает с максимальной мощностью.
- Увеличивается эффективность работы карбюраторного двигателя и устройства в целом. Благодаря плавному впуску и такому же торможению.
- Если нагрузка увеличивается или уменьшается, стабилизируется скорость вращения.
Виды ПЧ
Виды частотников основаны на двух принципах управления ПЧ. Существует два классических принципа управления инверторами.
В основе регулирования лежит один закон, согласно принципу, которого изменяются параметры напряжения асинхронного двигателя. Это основной принцип управления, который зависит от изменения частоты и амплитуды питания.
Регулирование оборотов на валу является высокоточным и выполняется в широком масштабе. При измерении оборотов вала привод ускоряется, а моментом вращения можно управлять напрямую. Преобразователи векторного управления бывают двух систем: разомкнутый контур управляется без датчика и с обратной связью.
Использование бездатчиковой системы допустимо, когда изменение скорости равно не более 1:100, а точность управления вращением двигателя равна 0,5%. При уменьшении оборотов управление становиться неосуществимым, так как включается датчик обратной связи.
Устройство и принцип работы
Рассматриваемое устройство состоит из следующих элементов:
- Мост постоянного тока выступает в качестве выпрямителя. Именно он проводит преобразование, к примеру, промышленного тока с генератора в постоянный.
- Инвертор проводит создание переменного тока. При этом, есть возможность контролировать частоту и амплитуду.
- Также, в конструкции есть тиристоры или транзисторы, которые обеспечивают подачу рабочего тока к электродвигателю. Они выступают в качестве электрических ключей.
- В управляющей части установлен микропроцессор, который проводит управление работой установленных ключей. Также, микропроцессор выполняет ряд других задач: проводит защиту системы, контролирует выходные параметры, диагностирует состояние подаваемого тока.
Многие построены на основе двойного преобразования.
2 вышеприведенных класса имеют свои особенности, которые определяют возможность и целесообразность их использования тех или в иных условиях.
Непосредственная связь обуславливается тем, что преобразователь представлен выпрямителем управляемого типа. Используемая система управления проводит отпирание группы тиристоров и также проводит подвод напряжения к обмотке электродвигателя.
В данном случае, напряжение преобразуется путем вырезания синусоид из входного тока. Проведенные измерения показывают, что получаемая частота находится в приблизительном промежутке от 0 до 30 Гц. Использовать подобный вариант исполнения нельзя в регулируемых приводах.
Для того, чтобы использовать незапираемые тиристоры, нужно организовывать сложные системы управления, которые значительно повышают стоимость создаваемой цепи.
При выходе синусоида с непосредственной связью, приводит к следующему:
- Появляется гармоник.
- Происходят потери в самом электродвигателе.
- Происходит перегрев электродвигателя.
- Значительно снижается показатель момента.
- Создаются сильные помехи.
Кроме этого, компенсаторы значительно повышают стоимость цепи, ее габариты и вес. Включение дополнительного элемента в цепь также приводит к уменьшению показателя КПД из-за возникающих потерь.
Современные цепи питания часто создаются при использовании преобразователя, который имеет промежуточное звено.
В данном случае, проводится процедура, предусматривающая двойное преобразование электрического тока:
- Изначально, входное напряжение синусоидального типа с неизменной частотой и амплитудой преобразуется при помощи выпрямителя.
- Используютсяспециальные фильтры, которые сглаживают показатели.
- Инвертор на выходе проводит преобразование энергии с изменяемым показателем амплитуды и частоты.
Итак, давайте подробно рассмотрим, как собрать частотный преобразователь для асинхронного двигателя своими руками. Обратите внимание, что параметры домашней однофазной электросети позволяют использовать в данном случае двигатель с мощностью не больше 1 кВт.
Преобразователь частоты для асинхронных двигателей — схема системы, выбор и цена
- Возможна работа в системе с большими показателями тока.
- Система может быть использована при высоких показателях напряжения.
- Есть устойчивость к длительному воздействию большой нагрузки и импульсного воздействия.
- Более высокий показатель КПД, который достигает 98%.
Технические характеристики
Использовать частотные преобразователи следует только с учетом эксплуатационных характеристик. К основным техническим характеристикам, на которые нужно обратить внимание, можно отнести:
- Диапазон напряжения подаваемого тока. Существуют различные варианты исполнения, которые могут работать при напряжении от 100 до 120 В, от 200 до 240 В. Этот показатель является определяющим при выборе наиболее подходящей модели.
- Номинальная мощность подключаемого в цепи электродвигателя. Как правило, показатель измеряется в кВт.
- Полная мощность электродвигателя.
- Номинальный выходной ток.
- Выходное напряжение зачастую не больше показателя напряжения от источника питания, но может быть и меньше.
- Диапазон выходной частоты.
- Показатель допустимой силы тока на входе.
- Частота электричества при входе.
- Максимальные отклонения от показателей, которые допустимы при тех или иных случаях.
Подобные параметры должны быть указаны в спецификации преобразователя частот. Если, к примеру, не учесть напряжение подаваемого тока, рассматриваемое устройство будет испорчено.
