Одним из наиболее существенных недостатков асинхронных двигателей является невозможность регулирования и стабилизации скорости и направления движения ротора при его подключении к сети. Эту и некоторые другие проблемы решает подключение частотника. В нашей статье мы рассмотрим, какими бывают эти устройства, и как подобрать преобразователь частоты асинхронного двигателя, подходящий для ваших нужд. К слову, широкий выбор частотников представлен в магазине электрооборудования Eleksun, с ассортиментом которого вы можете ознакомиться по ссылке: https://eleksun.com.ua/upravlenie-elektrodvigatelem/preobrazovateli-chastoty.

Что такое преобразователь частоты

Частотный преобразователь – это электронное устройство, позволяющее менять частоту входного напряжения для плавного регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя. Благодаря ему двигатель можно подключать как трёхфазной, так и к однофазной сети. Такой прибор также служит дополнительным элементом защиты двигателя, обеспечивая его постепенный разгон и торможение, оберегая от коротких замыканий и скачков напряжения. При наличии ШИМ (широтно-импульсной модуляции) частотники также способствуют понижению пусковых токов. Таким образом, они позволяют снизить энергопотребление и увеличить общий срок службы двигателя. Сегодня преобразователи частоты наиболее распространены в работе с вентиляторами, компрессорами, насосами, конвейерами, кранами, экструдерами, различными станками, лифтами. Соответственно, частотники можно классифицировать как:

• • «лифтовые» – для подъёмно-транспортного оборудования;
  • общепромышленные (для станков);
  • для насосов и вентиляторов.

Основные виды и параметры частотников

Методы управления

В зависимости от метода управления электродвигателем, выделяют частотники со скалярным и векторным управлением:

• • скалярный преобразователь частоты – это асинхронный двигатель с фазным ротором, работающий в режиме генератора-преобразователя. Он обеспечивает неизменное соотношение выходного напряжения и выходной частоты (V/f) по линейному или квадратичному закону для поддержания постоянного магнитного потока двигателя. При этом контролируется только скорость вращения мотора, которая зависит от нагрузки. Скалярное управление может использоваться для одновременного управления несколькими двигателями, но при этом оно имеет некоторые ограничения в точности и динамике работы. Например, оно может быть менее точным при низких скоростях и переменных нагрузках.
  • векторные частотники – устройства электронного типа, которые состоят из выпрямителя, инвертора и выходного транзистора (тиристора). Такой девайс обойдётся дороже, но обеспечит постоянную скорость вращения двигателя вне зависимости от изменений нагрузки и более тонкий контроль над работой мотора. Векторное управление уместно в сочетании с точными и высокомощными устройствами от всевозможных станков до подъёмно-транспортных механизмов. Бывают векторные частотники с датчиком обратной связи и без него, которые, соответственно, получают актуальные данные о частоте вращения двигателя в режиме реального времени либо действуют на основании введённых параметров.

Фазность и напряжение преобразователя

Большинство частотников работают с трёхфазными двигателями, потому на выходе они будут иметь три фазы и напряжение 220 В или 380 В. Однако в бытовых приборах встречаются и однофазные моторы, требующие, соответственно, однофазного тока с напряжением 220 В. На входе преобразователь может иметь 1 фазу и 220 В или 3 фазы и 380 В.

Номинальный ток на выходе и номинальная мощность

Выбирать эти параметры следует отталкиваясь от значений номинального тока (A) и мощности электродвигателя (кВт). Во избежание перегрузки частотника необходимо выбирать прибор с запасом, чтобы его ток и мощность превосходили аналогичные параметры мотора примерно на 10-15%. Кроме того, выбирая частотник, следует обращать внимание на такой параметр, как перегрузочная способность или перегрузочный момент (в течение 1 минуты). Он отображает способность прибора временно выдавать ток, превышающий номинальное значение. Это значение указывается в процентах от номинального пускового тока и варьируется от ~110 до 200%.

Максимальная частота

В мире распространены два основных стандарта частоты трёхфазного или однофазного тока бытовых и промышленных сетей: 50 Гц и 60 Гц. В теории преобразователь частоты способен преобразить эти показатели в ток частотой от 1 Гц до 800 (1000) Гц, причём его диапазон должен совпадать с диапазоном рабочих частот электродвигателя, чтобы было возможно снижать скорость вращения мотора, не изменяя вращающий момент. На самом деле у каждой модели имеется свой диапазон частот, который важно учитывать при выборе устройства.

Класс защиты и тип монтажа частотника

Поскольку преобразователи нередко работают в неблагоприятной среде, желательно отдавать предпочтение моделям с соответствующей защитой. Этот параметр обозначается буквенно-цифровым кодом IP-XX. Например, код IP00 свидетельствует о полном отсутствии защиты, а класс защиты IP66 отображает пыленепроницаемость корпуса прибора и его защищённость от сильных водяных струй. Иногда производители также указывают значение вибростойкости в виде численного значения и буквы g: стандартным является уровень 0,6 g. Класс защиты напрямую зависит от того, какой тип монтажа предусмотрен для устройства. К примеру, он может быть настенным для прямого монтажа на стену либо для крепления на DIN-рейку внутри защищённого электрощита.

Интерфейс и дополнительное оснащение

В зависимости от класса, преобразователь частот электродвигателя может иметь различные интерфейсы для прямого или дистанционного, а также аналогового или цифрового управления его параметрами, в том числе для автоматизации этого процесса. Дополнительно частотники могут оборудовать ЭМС-фильтром (для гашения электромагнитных помех), пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором или потенциометром для установки и поддержания нужной скорости вращения двигателя при переменной нагрузке, тормозным модулем (для рассеивания избыточного тепла при резком торможении двигателя за счёт преобразователя), программируемым логическим контроллером (тут всё очевидно), сетевым дросселем для снижения скачков напряжения при работе от нестабильной питающей сети и пр. Рассматривая полный набор оснащения, необходимо отталкиваться от потребностей выходного оборудования и условий его работы.