Сфера применения частотных преобразователей

Современную жизнь невозможно представить без электродвигателей. Асинхронный электрический двигатель – основная составляющая различной бытовой техники и сложного технологического оборудования, подъемных устройств и транспортирующих механизмов. Вне зависимости от мощности электромотора и его назначения, главными недостатками асинхронных электродвигателей считаются:

• постоянная скорость частоты вращения электродвигателя при питании переменным током 50 Гц;
• высокое значение пусковых токов, представляющих серьезные неприятности для электросети.

Сегодня традиционные проблемы, связанные с асинхронным электроприводом решаются частотным регулированием питающего напряжения электродвигателя, реализованного на преобразователях частоты. Таким образом, удается не только избежать пусковых токов и больших стартовых нагрузок на узлы технологического оборудования, но и обеспечить плавное управление технологическими процессами.

Преобразователь частоты (ПЧ) является мощным электронным прибором, питаемым переменным напряжением промышленной частоты (50 Гц) и выдающим на выход переменное напряжение частотой от долей, до нескольких сотен Гц. Функциональную схему устройства составляет силовая часть, реализованная на мощных полупроводниковых элементах (тиристоры или транзисторы) и микропроцессорный блок управления, контролирующий работу всего устройства.

Преимущества использования частотно-регулируемого привода

Достоинств у частотно-регулируемого электропривода много и затраты, связанные с применением частотников, так еще называют преобразователи, окупаются уже экономией электроэнергии. Ее неоправданный перерасход связан с использованием традиционных методов регулирования (дросселирование, гидромуфты, механические регуляторы). Например, в сравнении с электродвигателями насосных агрегатов, использующих дроссельное регулирование, экономия составляет от 50 до 75%.

1. Возможности плавного регулирования позволяют отказаться от использования регулирующей аппаратуры (редукторы, дроссели, вариаторы и др.). Это ведет к упрощению технологических систем, повышению их надежности и снижению эксплуатационных расходов.
2. Частотное регулирование пусков электродвигателей обеспечивает плавный разгон, снижающий механические нагрузки на сам двигатель и сопряженные с ним узлы, продлевая их ресурс.
3. Благодаря наличию микропроцессора ПЧ скорость вращения асинхронных двигателей регулируемого электропривода легко согласовать с технологическими процессами.
4. Наличие обратной связи в системе помогает поддерживать скоростные параметры при переменных нагрузках.
5. Большинство преобразователей оснащены стандартными интерфейсами, что позволяет использовать их в многоуровневых автоматизированных системах.
6. Во всех частотных преобразователях предусмотрена защита от аварийных ситуаций, которая одновременно оберегает и сам двигатель.

Наконец использование асинхронных приводов в тандеме с преобразователем частоты заменяет дорогостоящие электроприводы постоянного тока, с мощными выпрямителями и системами управления. Такая замена характеризуется вполне ощутимым экономическим эффектом.

Области применения частотных преобразователей

Благодаря перечисленным выше достоинствам частотно-регулируемого электропривода обеспечивает ему широкое использование:

• в промышленном производстве;
• на предприятиях энергетики;
• в коммунальных хозяйствах.

В качестве конкретных примеров можно привести следующие области применения.

1. Двигатели грузоподъемных машин (электрокранов) работают в режиме частых пусков и остановов. Плавный запуск препятствует рывкам, раскачиваниям грузов, предоставляя условия для корректной работы крана.
2. Технологическое оборудование (конвейеры, транспортеры, прокатные станы) не допускает рывков, зачастую требует регулировки скорости, ПЧ в этом случае следит за технологическим процессом. То же самое справедливо и в отношении лифтов.
3. В системах водоподачи преобразователи помогают управлять производительностью, позволяя сократить число вентилей и заглушек.

Частотные преобразователи находят широкое применение в станках, особенно с ЧПУ и многом другом технологическом оборудовании.