Частотный преобразователь (ЧП) или частотник — это специальная аппаратура, задача которой преобразование исходной частоты напряжения к заданным показателям и постепенное выравнивание одно или трехфазного переменного тока. Оборудование применяется в электрических машинах асинхронного типа, а также в высоковольтных промышленных сетях. Принцип работы механизма основан на зависимости частоты питающего напряжения и вращения магнитного поля.
Использование преобразователей частоты позволяет:
- снизить потребление электроэнергии;
- уменьшить затраты на ремонт и обслуживание оборудования;
- снизить риск аварий в работе электродвигателей;
- продлить срок эксплуатации оборудования;
- увеличить КПД, за счет однократного преобразования частоты.
Частотники используются для:
- Грузоподъемной техники и кранов. Такое оборудование подвергается постоянным изменениям нагрузки, остановкам и запускам. Частотники предотвращают рывки во время старта, уменьшают нагрев электродвигателя.
- Нагнетательных вентиляторов. Преобразователи частоты позволяют автоматизировать процесс горения при высокой эффективности для агрегатов котельной.
- Конвейерной и транспортной техники. Увеличивается срок службы механических узлов за счет регулирования скорости и плавного передвижения оборудования.
- Насосных установок. Преобразователь частоты обеспечивает эффективность системы подачи воды без применения вентиляций и задвижек.
- Оборудования с электродвигателями. Частотник выполняет функции коробки передач, обеспечивая постепенную смену частоты вращения рабочего механизма. Применяются в основном для высокоточных промышленных станков.
![](/mark_r_img.png)
Преобразователь частоты — принцип работы
Принцип работы ЧП в зависимости момента силы на валу двигателя и скорости вращения от частоты напряжения сети питания. Использование преобразователей частоты позволяет изменять частоту подаваемого напряжения на электродвигатель, благодаря чему регулируется момент силы и скорость вращения ротора.
В зависимости от принципа работы ЧП разделяют на два класса:
- С непосредственной связью с сетью
Силовая часть устройства — это управляемый выпрямитель на незапираемых тиристорах. Система управления подает сигналы, которые поочередно отпирают одну из групп полупроводниковых устройств, подающих напряжение с заданной частотой на обмотки электродвигателя.
Особенности: такой тип частотников имеет очень высокий КПД, обеспечивает стабильность работы двигателя при невысоких скоростях вращения ротора, при торможении электроэнергия передается в сеть.
Недостатки: отсутствие возможности преобразования частоты в большую сторону, возможен перегрев обмоток и появление электромагнитных помех из-за субгармоник.
- С промежуточным звеном
В таких типах устройств применяется двойное преобразование электрической энергии. При помощи выпрямителя входное синусоидальное напряжение с постоянной частотой и амплитудой выпрямляется, проходит через фильтр и сглаживается.
Через инвертор происходит повторное преобразование в переменное напряжение изменяемой амплитуды и частоты.
Особенности: изменение частоты и в большую, и в меньшую стороны, выходное синусоидальное напряжение, плавная регулировка частоты питающего напряжения двигателя, отсутствие высших гармоник.
Частотный преобразователь для электродвигателя
Частотники бывают разными в зависимости от конструкции, управления и принципа действия.
Можно выделить несколько типов преобразователей:
- Электромашинные или индукционные. Это двигатели переменного тока, которые включены в режим генератора. Они используются в условиях, где затруднительно применение частотных электронных преобразователей.
- Электронные полупроводниковые ЧП. Состоят из схемы управления из микроконтроллеров и силовой части на тиристорах или транзисторах. Такой тип используется для однофазных или трехфазных приводов разного типа назначения.
- Непосредственные преобразователи частоты. Такие устройства напрямую имеют подключение к электросети. Работают на тиристорных преобразователях по встречно-параллельным, нулевым, перекрестным или мостовым схемам.
- ЧП с промежуточным звеном постоянного тока. Этот тип работает на основе схемы двойного преобразования. Напряжение сети преобразуется в постоянное, а после сглаживания инвертируется в выходное переменное напряжение заданной частоты.
- Частотники со скалярным управлением. Применяются для вентиляторов, насосных агрегатов и других агрегатов, где нет необходимости поддерживать скорость вращения ротора при любой нагрузке. Такие ЧП на выходе выдают напряжение определенной амплитуды и частоты, которые позволяют поддержать магнитный поток в обмотке статора.
- ЧП с векторным управлением. Такие преобразователи автоматически определяют взаимодействие магнитных полей ротора и статора. Независимо от нагрузки обеспечивают постоянную частоту вращения ротора. Применяются для работы устройств, где нужно поддерживать момент силы на невысоких скоростях, точность регулирования и быстродействие. Частотники с векторным управлением бывают: бездатчиковыми и с обратной связью по скорости.
Подключение частотного преобразователя
Для правильного подключения частотного преобразователя необходимо выполнить такие действия:
- Подготовка
- Выполняется проверка основных моментов: возможности линии электропитания, уровень влажности, вибрации, диапазон рабочих температур, степень защиты (IP).
- Установка автоматических выключателей на входной линии, где число плюсов отвечает числу фаз сети.
- Заземление линий сети, правильный подбор проводов, где сечение будет подобрано в соответствии с нагрузкой.
- Иногда требуется установка фильтров, устраняющих электромагнитные помехи.
2. Подключение
- Подключение выполняется согласно схеме, которая есть в инструкции. К контактам электродвигателя подключаются фазовые выходы частотника.
- В зависимости от напряжения регулятора частоты выбирается тип обмотки: звезда или треугольник.
- Силовые кабели входа и выхода должны быть проложены по отдельности.
- Для цепей управления нужно использовать экранированные кабели.
- Кабель должен быть подсоединен к контуру заземления.
3. Первичный запуск
Перед подачей напряжение следует проверить правильность подключения согласно схеме и качество контактов соединений. Запуск преобразователя должен проводится согласно инструкции.
Большой выбор частотных преобразователей для любого оборудования представлен в компании ООО “Техносфера”. Здесь вы найдете подходящую модель с гарантией и доставкой по всей России!