Застосування перетворювачів частоти

Переваги частотного регулювання електродвигуна

Управління електродвигуном передбачає автоматизацію всієї його роботи, включаючи пуск, гальмування, реверс і зміна швидкості обертання електродвигуна.

Автоматичний пуск забезпечує плавне включення пускових опорів, можливість регулювання струму в необхідних межах, що дозволяє зменшити число помилок, що виникають при пуску, і підвищує продуктивність всієї системи в цілому. Те ж саме стосується реверсу і гальмування.

Частотне регулювання дозволяє усунути один з істотних недоліків електродвигунів з короткозамкненим ротором — постійну частоту обертання ротора електродвигуна, не залежить від навантаження. Частотне регулювання створює можливість керування швидкістю електродвигуна у відповідності з характером навантаження. Це в свою чергу дозволяє уникати складних перехідних процесів в електричних мережах, забезпечуючи роботу обладнання в найбільш економічному режимі.

Частотне регулювання електродвигуна ефективно використовують на промислових підприємствах, в галузі енергетики, комунальному господарстві та інших сферах. Це пов'язано з тим, що частотне регулювання дозволяє автоматизувати виробничі процеси, економно витрачати електроенергію та інші задіяні у виробництві ресурси, підвищувати якість продукції, а також збільшувати надійність роботи всієї системи в цілому.

Частотне регулювання також дозволяє поліпшити функціональність і довговічність технологічної системи. Це забезпечується за рахунок зниження пускових струмів, усунення перевантажень елементів системи і поступової вироблення мотогодин обладнання. Для частотного регулювання використовуються частотні перетворювачі з вбудованими в них ПІД-регуляторами (пропорційно-інтегрально-диференційні регулятори), що забезпечують точне регулювання заданих технологічних параметрів.

Перетворювачі частоти, на відміну від інших пристроїв регулювання швидкості двигуна, таких як гідравлічна муфта, система генератор-двигун, механічний варіатор, дозволяють уникати різних недоліків у роботі системи. Мова йде про вузькому діапазоні регулювання обладнання, труднощі з його експлуатацією, низькою якістю виконуваних робіт і неекономічність всієї системи.

Частотні перетворювачі поєднують в собі унікальні якості, високий технічний рівень, надійність і невисоку ціну. На базі частотних перетворювачів можна створювати гнучкі системи електроприводу і регулювання технологічних параметрів. Перетворювачі легко вбудовуються в існуючі системи практично без зупину керованого технологічного процесу, легко модифікуються і адаптуються у відповідності з усіма аспектами їх застосування. Широкий діапазон потужностей і різні варіанти систем управління дозволяють підібрати рішення для багатьох завдань управління.

Частотні перетворювачі мають стандартний інтерфейс і вхідні і вихідні уніфіковані сигнали для можливості їх включення зовнішнім керуючим системам більш високого рівня і підключення пристроїв дистанційного керування та відображення інформації

Частотні перетворювачі мають електромагнітної сумісності з мережею живлення.

Переваги застосування частотних перетворювачів

• Плавне регулювання швидкості обертання електродвигуна дозволяє в більшості випадків відмовитися від використання редукторів, варіаторів, дроселів та іншої регулюючої апаратури, що значно спрощує керовану механічну (технологічну) систему, підвищує її надійність і знижує експлуатаційні витрати
• Частотний пуск керованого двигуна забезпечує його плавний без підвищених пускових струмів і механічних ударів розгін, що знижує навантаження на двигун і пов'язані з ним передавальні механізми, що збільшує термін їх експлуатації. При цьому з'являється можливість за умовами пуску зниження потужності приводних двигунів навантажених механізмів.
• Вбудований мікропроцесорний ПІД-регулятор дозволяє реалізувати системи регулювання швидкості керованих двигунів і пов'язаних з нею технологічних процесів.
• Застосування зворотного зв'язку системи з частотним перетворювачем забезпечує якісне підтримання швидкості двигуна або регульованого технологічного параметра при змінних навантаженнях та інших збурюючих впливах.
• Перетворювачі частоти в комплекті з асинхронним електродвигуном може застосовуватися для заміни приводів постійного струму.
• Перетворювач частоти в комплекті з програмованим мікропроцесорним контролером може застосовуватися для створення багатофункціональних систем керування електроприводами, у тому числі з резервуванням механічних агрегатів.
• Застосування регульованого частотного електроприводу дозволяє заощаджувати електроенергію усуненням невиправданих її витрат, які мають місце при альтернативних методах регулювання з технологічних потоків дроселюванням, з допомогою гідромуфт та інших механічних регулюючих пристроїв.

Економія електроенергії при використанні регульованого електроприводу для насосів в середньому становить 50-75 % від потужності, споживаної насосами при дросельному регулюванні. Це визначило широке впровадження в промислово розвинених країнах регульованого приводу насосних агрегатів. При цьому фірми пропонують різні типи перетворювачів частоти для асинхронних двигунів насосів.

Застосування пристроїв плавного регулювання частоти обертання двигунів насосних агрегатах, крім економії електроенергії, дає низку додаткових переваг, а саме:

o плавний пуск і зупинка двигуна виключає шкідливий вплив перехідних процесів (типу гідравлічний удар) в напірних трубопроводах та технологічному обладнанні;

o пуск двигуна здійснюється при струмах, обмежених на рівні номінального значення, що підвищує довговічність двигуна, знижує вимоги до потужності живильної мережі та потужності коммутирующей апаратури;

o можлива модернізація діючих технологічних агрегатів без заміни насосного обладнання і практично без перерв у його роботі.

Основні можливості

o Частотні перетворювачі дозволяють регулювати частоту трифазного напруги живлення керованого двигуна в межах від нуля до 400 Гц.

o Розгін і гальмування двигуна здійснюється плавно, при необхідності за лінійним законом від часу. Час розгону і (або) час гальмування від 0,01 до 50 хв.

o Реверс двигуна, при необхідності з плавним гальмуванням і плавним розгоном до заданої швидкості протилежного напрямку.

o При розгоні частотні перетворювачі можуть забезпечувати до 150 % збільшення пускових динамічних моментів.

o У перетворювачах передбачені настроювані електронні самозахисту і захисту двигуна від перевантаження по струму, перегріви, витоки на землю і обриви ліній живлення двигунів.

оЧастотные перетворювачі дозволяють відстежувати з відображенням на цифровому індикаторі та формуванням відповідного вихідного сигналу про заданому основному параметрі системи - частоті живлячої двигун напруги, швидкості двигуна, струм або напруга двигуна, стан перетворювача і т. п.

o В залежності від виду навантаження двигунів в перетворювачах можна формувати необхідні вольт-частотні вихідні характеристики.

o У найбільш досконалих перетворювачах реалізовано векторне управління, що дозволяє працювати з повним моментом двигуна в області нульових частот, підтримувати швидкість при змінному навантаженні без датчиків зворотного зв'язку, точно контролювати момент на валу двигуна.

Області застосування частотних перетворювачів

На базі частотних перетворювачів можуть бути реалізовані системи регулювання швидкості наступних об'єктів:

o насосів гарячої та холодної води в системах водо - і теплопостачання, допоміжного обладнання котелень, ТЕС, ТЕЦ і котлоагрегатів;

o піскові і пульповые насоси в технологічних лініях збагачувальних фабрик;

o рольганги, конвеєри, транспортери і інші транспортні засоби;

o дозатори та живильники;

o ліфтове обладнання;

o дробарки, млини, мішалки, екструдери;

o центрифуги різних типів;

o лінії виробництва плівки, картону та інших стрічкових матеріалів;

o обладнання прокатних станів та інших металургійних агрегатів;

o приводи бурових верстатів, електробурів, бурового обладнання;

o электроприводы станочного оборудования;

o высокооборотные механизмы (шпиндели шлифовальных станков и т.п.);

o экскаваторное оборудование;

o крановое оборудование;

o механизмы силовых манипуляторов и т.п.

Значний ефект дає застосування перетворювачів частоти для регулювання продуктивності насосних агрегатів, яке традиційно виконувалось за допомогою дроселюючих пристроїв на нагнітають трубопроводах насосів. Регулювання дроселюванням пов'язано з енерговтрати на місцевих опорах, створюваних регулюючими пристроями. Ці втрати відсутні при управлінні продуктивністю насосного агрегату шляхом регулювання швидкості приводного двигуна.