Маленькие подсказки по применению частотных преобразователей

В настоящее время частотный преобразователь стал достаточно широко распостраненным прибором, и часто эксплуатируется людьми без специального образования по электроприводу. Данная статья в краткой тезисной форме помогает получить необходимую информацию по электроприводу и избежать некоторых ошибок при выборе, монтаже и работе оборудования с частотным преобразователем. Конечно, статья не заменит руководстова по эксплуатации и учебники по электроприводу, но самый минимальный набор полезных знаний она дать в состоянии.

Плавный пуск

Плавный пуск, обеспечиваемый частотным преобразователем, в любом приложении механически защищает приводную систему, уменьшая износ подшипников и предотвращая разрыв ремней, цепей, конвейерных лент и т.д. Плавный пуск также снижает электрические нагрузки на сеть, уменьшая пусковой ток с 600 % до 100-150% номинального тока двигателя.




Выбор двигателя

Ошибкой номер один при выборе электродвигателя для частотно-регулируемого привода является ориентация только на мощность (кВт). Нужно иметь ввиду, что указанная мощность частотного преобразователя относится только к эксплуатации его со стандартным 4-х полюсным асинхронным двигателем в стандартном применении. Во всех иных случаях нужно руководствоваться номинальными током (А) и напряжением (В) преобразователя и двигателя.

Работа двигателя на низкой скорости

Когда в приложении требуется, чтобы стандартный самовентилируемый двигатель длительно работал на низких скоростях (мене 1/3 от номинальной), то следует помнить, что охлаждающая способность вентилятора, расположенного на валу двигателя, резко снижается, и двигатель может быть перегрет. Поэтому нужно адекватно снижать нагрузку на двигатель или применять независимое охлаждение.

Электромагнитная совместимость

Грамотная прокладка электрических кабелей – ключ к решению большинства проблем электромагнитной совместимости. По возможности используйте экранированный кабель между преобразователем и двигателем, и прокладывайте его отдельно (на расстоянии от 100мм) от всех других проводов. В местах пересечения силовых и сигнальных проводов располагайте их под углом 90o друг к другу.

Питание от генератора

Плавный пуск электропривода позволит снизить стоимость питающего его электрического генератора, так можно будет применить генератор меньшей мощности (в 4 – 6 раз). Мощность генератора будет рассчитываться исходя из тока в установившемся режиме. Между генератором и преобразователем частоты должен быть установлен контактор, управляемый от релейного выхода преобразователя, выключающего его при срабатывании защиты. Таким образом, в случае перенапряжения от генератора, контактор разомкнется, и опасно-высокое напряжение с частотного преобразователя будет снято.

Свободновращающиеся вентиляторы

Вентиляторы в некоторых приложениях могут самораскручиваться, причем в обратную сторону, под воздействием движения воздуха. При пуске такого вентилятора могут возникать токи короткого замыкания, способные повредить частотный преобразователь и двигатель. Что бы этого избежать, на простых приводах нужно использовать функцию торможения постоянным током перед стартом, а на продвинутых приводах можно использовать функцию синхронизации с вращающимся двигателем.




Нагрузка с переменным моментом

Некоторые типы механизмов, например, такие как осевые и центробежные вентиляторы и насосы, имеют момент, зависящий от частоты вращения. Для них можно применять приводы (с перегрузочной способностью 120%), специально предназначенные для такой нагрузки. Для других типов насосов и вентиляторов, имеющих возвратно поступательное движение (например, поршневые) нужно применять общепромышленные приводы (с перегрузочной способностью 150%), предназначенные для работы с постоянным моментом.

Питание 3-х фазного преобразователя от однофазной сети

Трехфазные частотные преобразователи Optidrive могут быть запитаны напряжением требуемого уровня от однофазной сети. Только при этом его нельзя нагружать током более 50% от номинального.

Экономия электроэнергии

В общем случае при управлении двигателем от частотного преобразователя, снижение скорости приводит к снижению потребляемой мощности. Особенно энергосберегающий эффект выражен в насосных и вентиляционных системах, особенно с ПИД-регулятором процесса по давлению или расходу, особенно при наличии в преобразователе частоты функции оптимизации энергопотребления.

Переменная подача

Часто в некоторых технологических процессах полезно синхронизировать между собой нескольких приводов для их согласованной работы. Например, в деревообработке в продольно-резательных станках можно согласовать привод продольной пилы с приводом подачи древесины. Ток нагрузки привода пилы можно использовать в качестве сигнала отрицательной обратной связи для ПИД-регулятора привода подачи. Процесс будет оптимизирован тем, что при увеличении нагрузки на пилу подача будет адекватно уменьшена, и наоборот.

Гармоники

Все электроприводы по своей природе оказывают влияние на электрическую сеть, являясь источниками высших гармоник. Однако этот негативный эффект можно значительно снизить, используя сетевой дроссель. Кроме этого, сетевой дроссель, являясь двухсторонним буфером, оказывает много положительных эффектов на сам привод, увеличивая его надежность и продлевая эксплуатационный ресурс.

Защищенная конструкция

Разработчикам частотных преобразователей часто требуется искать компромисс между эффективностью теплоотвода и защищенностью устройства от воздействия внешних факторов (климатических, физических, человеческих). Как правило, частотники с высокой степенью защиты имеют большие размеры или меньший температурный диапазон, а иногда применяется система раздельного охлаждения. Разработчикам же систем с применение приводов приходится искать компромисс между требованиями надежности, безопасности и ценой оборудования. В некоторых случаях выгоднее использовать частотный преобразователь с высокой степенью защиты, а в некоторых устанавливать обычный ПЧ в защищенный шкаф.

Длинный моторный кабель




В идеальном случае частотный преобразователь должен быть расположен непосредственно на двигателе. Максимальная длина моторного кабеля указывается в руководстве по эксплуатации на ПЧ. Эта длина, как правило, относит к экранированным кабелям, бронированным, в металорукаве. При использовании не экранированного моторного кабеля, его длина может быть увеличена на 50%. А при использовании выходного моторного дросселя длина может быть увеличена еще в двое.

Параллельное подключение двигателей

Мощность (номинальный ток) частотного преобразователя при подключении к нему одновременно нескольких двигателей следует выбирать с запасом на 10 - 15% суммарной мощности (номинальных токов) всех двигателей. Также следует иметь в виду, что при определении длины моторного кабеля (см. предыдущий абзац) нужно суммировать длины кабелей всех двигателей. Уменьшить суммарную длину можно, подключая не все двигатели непосредственно к клеммам ПЧ, а 2-й к 1-му, 3-й ко 2-му, и т.д. Как правило, при трех и более параллельных двигателях рекомендуется ставить моторный дроссель, даже если длина их кабелей не превышает максимально допустимую. И большинство частотных преобразователей не допускает коммутации (подключения/отключения) двигателей с помощью э/м контакторов во время работы, а только через команду СТОП привода.