Как работает частотный преобразователь для электродвигателя

Производимая скорость, с которой будет работать электродвигатель, зависит исключительно от частоты питающего напряжения. Поэтому, чтобы управлять скоростью вала электродвигателя, необходимо управлять самой частотой. Такую возможность позволяют устройства, называемые преобразователями частоты, главное действие которых — это преобразование выходного напряжения с постоянной частотой и амплитудой в напряжение имеющее переменные параметры. Процесс такого управления электродвигателем выполняется в плавном режиме с широким скоростным диапазоном и не сопровождается увеличением скольжения, за счёт чего имеет лишь незначительные потери мощности.

В большинстве случаев, состоят частотные преобразователи из таких основных узлов:

• неуправляемое звено постоянного тока, состоящее из диодного силового выпрямителя и фильтра;
• импульсный силовой автономный инвертор, состоящий из 6-ти транзисторных ключей для подключения обмоток электродвигателя к выводам выпрямителя с отрицательным и положительным сигналом;
• система управления;
• система авторегулирования;
• конденсатор фильтра;
• дроссель.

Регулирование выходного параметра напряжения и частоты выполняется путём влияния широтно-импульсного высокочастотного управления, которое определяется как период модуляции, в котором обмотка статора выполняет поочерёдное подключение к обоим полюсам выпрямителя в поочерёдности. Это образует кривую выходного напряжения в форме прямоугольных импульсов с двухполярной высокочастотной последовательностью. Регулирование такого напряжения на инверторе может быть выполнено:

• амплитудным способом, путём выполнения изменений входного напряжения;
• широтно-импульсным, через внесение изменений в программу переключения вентилей при постоянном напряжении.

Благодаря современному развитию микропроцессорной и прочей элементной базы, второй способ получил большее распространение при изготовлении современных образцов преобразователей частоты. В первую очередь это произошло благодаря умению широтно-импульсной модуляции приводить возникающую на статорных обмотках форму токов, посредством воздействия фильтрующих свойств самих обмоток, в форму близкую к синусоидальному значению.

Такой тип управления имеет высокий КПД и соответствует аналоговому управлению амплитудой и частотой напряжения. Также этот показатель достигается благодаря выполнению преобразователей с использованием запираемых транзисторов или имеющих изолированный затвор биполярных транзисторов.

Прослеживая подобнее схемы, можно увидеть, что поочерёдное переключение по определённому алгоритму всех ключей, позволяет протекать через них требуемых активных составляющих переменного тока электропривода, в то время как через диоды проходит его реактивные составляющие.

Отличается ли работа частотников с электродвигателями от работы с другими устройствами

Главная задача частотника, как уже говорилось – задать выходной параметр частоты тока и напряжения для питания электродвигателя. Эти величины и будут влиять на скорость его работы. И поскольку во всех приводных устройствах основным движущим механизмом является электродвигатель, суть выполнения действия одно – вращение ведущего вала. Сегодня выпускаются инверторы для различных агрегатов: промышленных вентиляторов, насосов, холодильных установок, кранового и прочего оборудования. И во всех из них одна приводная система, базирующаяся на роторно-статорном механизме, называемом электрический двигатель.

Единственная разница заключается в наборе технологических параметров, позволяющих использовать в тех или иных агрегатах, например, современные многие частотные преобразователи Веспер изготавливаются из расчёта на мощные силовые нагрузки, связанные с подъёмно-грузовыми действиями. Возможен вариант малых мощностей для бытовых насосов или мини насосных станций. Именно по техническим параметрам и определяется будущее назначение, выраженное в характеристиках через тип нагрузки:

• общепромышленные;
• лифтовые и крановые;
• вентиляторные и насосные.

Не изменяется назначение и при использовании устройства плавного пуска, с единственной разницей в отсутствии воздействия на частотник излишних токов, связанных с заданием электродвигателю торможений, когда, как известно, последний частично приобретает функции электрогенератора. Для улучшения работы преобразователей и управления ими используют различное оборудование, по типу протоколов, регуляторов, пультов и прочих аксессуаров.

Частотные преобразователи

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Техническая информация о преобразователях частоты

Частотный преобразователь служит для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя или синхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты. В простейших случаях регулирование частоты и напряжения происходит в соответствии с заданной характеристикой V/f, в наиболее совершенных преобразователях реализовано так называемое векторное управление. Частотный преобразователь — это устройство, состоящее из выпрямителя (моста постоянного тока), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора (преобразователя) (иногда с ШИМ), преобразующего постоянный ток в переменный требуемых частоты и амплитуды. Выходные тиристоры (GTO) или транзисторы (IGBT) обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Для улучшения формы выходного напряжения между преобразователем и двигателем иногда ставят дроссель, а для уменьшения электромагнитных помех — EMC-фильтр.

Устройство и принцип действия
Преобразователь частоты состоит из электрического привода и управляющей части. Электрический привод частотного преобразователя состоит из схем, в состав которых входит тиристор или транзистор, которые работают в режиме электронных ключей. В основе управляющей части находится микропроцессор, который обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).

В зависимости от структуры и принципа работы электрического привода выделяют два класса преобразователей частоты:

С непосредственной связью.
С явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока.

Каждый из существующих классов преобразователей имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют область рационального применения каждого из них.

В преобразователях с непосредственной связью электрический привод представляет собой управляемый выпрямитель. Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети. Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. Частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие — малый диапазон управления частотой вращения двигателя (не более 1 : 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.

Использование незапираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя. «Резаная» синусоида на выходе преобразователя с непосредственной связью является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению КПД системы в целом.

Наиболее широкое применение в современных частотно регулируемых приводах находят преобразователи с явно выраженным звеном постоянного тока. В преобразователях этого класса используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе, фильтруется фильтром, сглаживается, а затем вновь преобразуется инвертором в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды. Двойное преобразование энергии приводит к снижению КПД и к некоторому ухудшению массо-габаритных показателей по отношению к преобразователям с непосредственной связью.

Для формирования синусоидального переменного напряжения используют автономный инвертор, который формирует электрическое напряжение заданной формы на обмотках электродвигателя (как правило, методом широтно-импульсной модуляции). В качестве электронных ключей в инверторах применяются запираемые тиристоры GTO и их усовершенствованные модификации GCT, IGCT, SGCT, и биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT.

Главным достоинством тиристорных преобразователей частоты, как и в схеме с непосредственной связью, является способность работать с большими токами и напряжениями, выдерживая при этом продолжительную нагрузку и импульсные воздействия. Они имеют более высокий КПД (до 98 %) по отношению к преобразователям на IGBT транзисторах.

Преобразователи частоты являются нелинейной нагрузкой, создающей токи высших гармоник в питающей сети, что приводит к ухудшению качества электроэнергии.

Двигатели и частотные преобразователи.

Двигатели и частотные преобразователи.

Частотный преобразователь для электрического двигателя. Подавляющее большинство механизмов и систем, оборудованных электрическими двигателями, требуют регулирования числа оборотов двигателя. Для выполнения этой задачи применительно к асинхронным, синхронным и однофазным двигателям можно использовать частотные преобразователи. Функционал частотных преобразователей разработанных для двигателей состоит в регулировании числа оборотов либо по жестко заданному алгоритму, либо в функции некоторых внешних сигналов. Как правило, использование частотных преобразователей в тандеме с двигателями дает не только технологические преимущества, но и экономию электроэнергии.  Помимо этого частотные преобразователи позволяют использовать для многих задач асинхронные двигатели вместо электродвигателей постоянного тока. Такая замена обеспечивает экономию не только на этапе создания системы за счет более низкой цены асинхронного двигателя, но и на этапе эксплуатации. В этом разделе мы подобрали ряд статей, в которых проанализированы вопросы, касающиеся совместной эксплуатации частотных преобразователей и электрических двигателей. Здесь можно найти материалы о выборе частотных преобразователей для двигателей. Интересные статьи по теме частотный преобразователь для электродвигателя

Функции ЧП для асинхронных двигателей Частотные преобразователи и двигатели На современном рынке ЧП можно постоянно наблюдать появление различных новинок, которые оборудованы новыми функциями и возможностями. Это создает определенные трудности, так как порой разобраться в предназначении ЧП не так уж просто, а еще труднее понять, каким образом новинки способны помочь вашей работе на конкретном производстве. Понятно, что переплачивать большие деньги совершенно не хочется, но при этом, полностью отказываться от всех новых функций абсолютно неправильный шаг, ведь пока вы принимаете решение, конкуренты способны опередить вас. Как же поступать в подобном случае? Давайте более подробно попытаемся рассмотреть все основные возможности ЧП для асинхронных двигателей, а также попробуем понять, когда стоит отказываться от их использования, а когда без них просто не обойтись на современном производстве. Поняв суть проблемы, можно самостоятельно «примерить» возможности ЧП для вашего производства. Не стоит забывать о том, что следует учитывать разнообразные области использования данных функций. Например, в конвейерах, насосах или вентиляторах необходимы различные функции ЧП, поэтому следует рассматривать эти устройства именно исходя из того, где они будут использоваться. Кроме всего прочего, предполагаемая область использования устройства фактически считается отправной точкой при выборе ЧП. Как пример можно подробнее рассмотреть функциональные возможности ЧП для асинхронных двигателей фирмы Emotron. В начальную комплектацию этих приборов входит определенный набор начальных функций, которые уже заложены в стоимости устройства. Вместе с тем, имеется огромный перечень опционных составляющих, которые можно установить за дополнительную оплату. Метод управления Подробнее…

Классические системы управления электроприводами Частотные преобразователи и двигатели Электроприводы асинхронного типа, обладающие возможностью регулирования и работающие от сети переменного тока, чаще всего основаны на базе асинхронных двигателей, снабженных ротором короткозамкнутого типа. Источником питания в подобном случае является ЧП тока, который может работать в режиме источника напряжения ПЧН или источника тока ПЧТ. Способ управления напрямую связан с техническими требованиями, предъявляемыми к системе привода. Например, в жестком диапазоне регулирования и в приводах, где отсутствуют динамические режимы, методом управления является частотно-параметрический. Под данным методом понимается изменение значения входного напряжения ПЧН и частоты для получения необходимой скорости. Подробнее…   Для чего необходимы ЧП электродвигателя Частотные преобразователи и двигатели Преобразователь частоты — это статистический преобразовательный прибор, который применяется для создания остановок, схемы плавного пуска и управления скорости асинхронных электродвигателей. Следует сказать о том, что асинхронные двигатели, в настоящее время, считаются самыми удобными устройствами для приведения в движение различных машин и механизмов, используемых в различных сферах промышленного производства, инфраструктур сел и городов, а также в энергетической области. Конструкция имеет ряд значительных отличий по сравнению с электродвигателями постоянного тока. Основные способы регулирования скорости Существует несколько способов управления скоростью вращения основного звена исполнительного механизма: Подробнее…   ЧП — главное устройство управления выходными параметрами регулируемого электродвигателя Частотные преобразователи и двигатели Асинхронные электродвигатели в настоящее время являются самыми распространенными двигателями в современном промышленном производстве. Электродвигатели могут обладать мощностью от ста Ватт до нескольких тысяч кВт. Данное оборудование можно встретить в различных областях промышленности. Подробнее…   Функции преобразователей частоты Частотные преобразователи и двигатели Полностью идентичной считаются энергетические функции нерегулируемого и регулируемого электропривода. Данная функция отвечает за преобразование электрической энергии сети в механическую, которая, в свою очередь, подается на выходной вал двигателя и приводит в действие необходимый механизм. Кибернетическая функция берет на себя управление параметрами всего технологического процесса, оптимизируя его по целому набору различных критериев. Например, одни механизмы нуждаются в точности обработки, другие требуют минимизации энергозатрат, третьи отвечают за повышение производительности. На самом деле, определяющей целью оптимизации технологического процесса служит назначение механизма и особенности его характера участия в технологическом процессе. Подробнее…

Частотный преобразователь для асинхронных электродвигателей

Асинхронный электродвигатель конструктивно прост и неприхотлив в эксплуатации. Но обладает рядом существенных недостатков:

• ток в момент запуска (пусковой ток) превышает номинальный в несколько раз;
• частоту вращения вала электродвигателя нельзя изменить.

Этих недостатков лишены асинхронные электродвигатели с фазным ротором и двигатели постоянного тока. Но их конструкция сложнее, а управление режимами работы требует установки громоздких магазинов сопротивлений, мощных контакторов. Управление режимами происходит с помощью релейно-контакторных схем, что снижает надежность работы.

Частотные преобразователи

Сохранить достоинства асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, при этом устранив его недостатки, позволяют частотные преобразователи.

Конструкция и принцип действия частотного преобразователя

Привлекательной особенностью преобразователя является тот факт, что для него не требуется серьезных переделок в схеме управления и электропитания мотора. В простейшем случае он ставится вместо элемента управления электродвигателем: пускателя или контактора. Сигналы с кнопок управления переключаются с катушек управления на соответствующие входы.

Но вот кабель к электродвигателю и кабель от распределительного устройства до преобразователя придется заменить на экранированные. Иначе не будут выполнены условия по электромагнитной совместимости частотника, являющегося полупроводниковым прибором.

В нем происходит два основных процесса: сначала трехфазное (или однофазное) напряжение питания выпрямляется, преобразуясь в постоянное. Затем из этого напряжения формируется синусоидальное напряжение питания электродвигателя нужной частоты и величины. Делается это несколькими способами, самый распространенный из которых – широтно-импульсная модуляция. Схема управления формирует на выходе пачки коротких импульсов, которые, сглаживаясь на индуктивности обмоток электродвигателя, дают в итоге практически синусоидальное напряжение.

Для выпрямления на входе частотного преобразователя установлены полупроводниковые диоды, рассчитанные на номинальный ток устройства. Перед ними обязательно устанавливается помехоподавляющие фильтры, чтобы защитить как сам частотник от внешних помех, так и не дать проникнуть помехам от него самого в сеть, к которой он подключен. За выпрямительными диодами установлены конденсаторы, сглаживающие напряжение пульсаций.

Блок-схема работы частотного преобразователя

Для силовой схемы формирования выходного напряжения используются мощные транзисторы или тиристоры. Поскольку в процессе работы в корпусе преобразователя выделяется тепло, для его отвода в него встраиваются кулеры, а сам прибор устанавливается вдали от горячих поверхностей. Сверху, снизу и по бокам прибора на расстояниях, указанных в паспорте завода-изготовителя, должно быть свободное пространство.

Для подключения кабелей в частотном преобразователе есть три вида клемм:

• силовые клеммы: для подключения кабеля питания и кабеля к электродвигателю;
• клеммы для подключения входных и выходных сигналов, как дискретных, так и аналоговых;
• разъемы для подключения к автоматическим системам управления технологическим процессом (АСУТП).

На дискретные входы подаются сигналы управления от кнопок или реле.

Назначение дискретных входов частотного преобразователя

Пуск

Стоп

Реверс

Торможение

Выбор фиксированной скорости

Блокировка пуска

Дискретные выходы передают информацию о состоянии частоника.

Назначение дискретных выходов частотного преобразователя

Готов

Работа (двигатель включен)

Отказ (неисправность преобразователя)

Аналоговые входы предназначены для внешнего задания частоты вращения от устройств АСУ или получения частотным преобразователем сигналов от датчиков, на основе которых он принимает решение о величине частоты вращения двигателя, необходимой в данный момент.

Аналоговые выходы необходимы для подключения к устройствам отображения информации. На них частотник может выдавать значения, заданные в его установках: выходной ток, мощность, частоту вращения.

Частотный преобразователь

Управляет работой частотного преобразователя его мозг – блок управления. Для работы ему необходимы исходные данные: параметры электродвигателя и логика, согласно которой он будет регулировать частоту. Для их вода на передней панели прибора есть дисплей и кнопки, позволяющие эти данные ввести.

Простейшие схемы управления частотным преобразователем

С параметрами электродвигателя все просто: с таблички электродвигателя переписываются номинальные мощность, напряжение, ток и частота вращения. Затем они вводятся в память устройства. А вот с параметрами управления, в зависимости от сложности конструкции частотного преобразователя, все сложнее. Это зависит от сложности технологического процесса, схемы управления и регулирования, типа преобразователя, наличия АСУТП.

Простейшей схемой управления является ручной запуск с фиксированной частотой. Для пуска используются кнопки на самом частотнике, частота вращения регулируется вручную теми же кнопками, в зависимости от требуемой. Для ее реализации не нужны дорогостоящие аппараты, достаточно самого простого и дешевого.

С применением кнопочной станции для управления пуском и остановкой двигателя схема незначительно усложняется. Кабель от кнопок управления подключается к дискретным входам согласно схеме частотника. При этом в его настройках включается опция, разрешающее внешнее дискретное управление.

Способы автоматического регулирования частоты с использованием датчиков

Но такое использование прибора, позволяющего самостоятельно решать, какую частоту выбрать в тот или иной момент, неразумно. Рассмотрим пример его использования для поддержания постоянного уровня воды в баке водонапорной башни.

Традиционная схема управления таким насосом подразумевает наличие двух датчиков уровня: верхнего и нижнего. При понижении уровня воды до минимума срабатывание датчика приводит к запуску насоса, при достижении верхнего – к остановке. При небольшом объеме бака и повышенном потреблении воды насос часто включается и отключается.

При использовании частотного преобразователя в бак врезается датчик давления в самой нижней его точке. Сигнал с датчика пропорционален давлению столба жидкости, то есть, уровню воды в баке. Датчик подключается к аналоговому входу частотного преобразователя, в его настройках выбирается соответствующий макрос (логическая схема работы), выбирается метод задания частоты и задаются параметры, необходимые для его реализации. В нашем случае, это диапазон скоростей вращения насоса при минимальном уровне в емкости и при максимальном. В первом случае это максимально возможная частота вращения электродвигателя насоса, во втором – минимально возможное число оборотов для самого насоса (когда он еще что-то качает, а не перемалывает воду).

Теперь насос будет работать постоянно, но со скоростью вращения, зависящей от величины потребления воды из резервуара.

Таким же образом можно организовать работу насоса, питающего водопроводную сеть, используя датчик давления в напорной магистрали. В этом случае он будет поддерживать постоянным напор воды в ней.

Использование частотного преобразователя для поддержания напора в трубопроводе

Частотный преобразователь может управлять работой не только насосов, но и вентиляторов. Наиболее простой пример: вентиляторы охлаждения. Чем быстрее они вращаются, тем более сильный поток воздуха они создают, помещение (поверхность теплообменника) охлаждается в большей степени. Для регулирования не нужно измерять скорость потока или объем перекачиваемого воздуха. Достаточно датчика температуры, фиксирующего ее в нужной точке помещения (или на выходе теплообменника). Частотный преобразователь будет изменять скорость вращения вентилятора так, чтобы поддерживать заданное значение температуры или держать ее в допустимом диапазоне.

Управление электродвигателями грузоподъемных механизмов

Уж где необходимо изменять скорость вращения электродвигателей, так это на кранах. Для этого там используются асинхронные двигатели с фазным ротором. Но электрическую начинку крана можно сделать проще и компактнее, при этом получив в качестве бонуса еще и непревзойденную плавность регулирования скорости движения.

И все это позволят сделать частотные преобразователи. Для управления их работой в кабине машиниста устанавливаются соответствующие устройства, формирующие понятные частотнику сигналы управления. На каждый из электродвигателей приводов (подъем, перемещение тележки, перемещение моста) устанавливается по частотному преобразователю. В итоге число контакторов в схеме управления краном сводится к минимуму, что повышает его надежность.

К недостаткам относится только необходимость защиты шкафов с частотниками от пыли, но при этом нужно обеспечить их охлаждение в процессе работы.

Промышленные установки с системами АСУТП

Уходят в небытие времена, когда операторы вращали вручную задвижки, а регулировку подачи сырья на конвейере выполняли, перекрывая шибером его поток. Современные операторы технологических установок в чистой спецовке сидят за мониторами обыкновенного компьютера, связанного со щитовой АСУ. Любой параметр процесса меняет кликом мышки, результат которого преобразуется либо в команду «включить/выключить», либо в изменение сигнала управления. Важную роль в этом раю играют частотные преобразователи.

Функциональная схема АСУТП на предприятии

Для привода того же конвейера всегда использовались асинхронные электродвигатели. Поэтому для перевода его на управления с помощью частотного преобразователя не требуется глобальных переделок, даже мотор можно оставить тот же самый. Но при этом получается выигрыш в точности ведения процесса (количество перемещаемого продукта задается частотой вращения привода, то есть – скоростью движения ленты), а также – экономится электроэнергия.

Система для удаленного управления насосной

Для регулировки используется два способа:

1. с использованием аналогового входа, когда АСУТП выдает на каждый частотный преобразователь персональный сигнал управления;
2. с использованием интерфейсных модулей, когда управление происходит по одной шине несколькими приборами в цифровой форме по системному протоколу.

Важной особенностью этого подходя является тот факт, что частотник уже ничего не решает сам, все за него выполняет АСУ. Она принимает сигналы от датчиков, характеризующие состояние технологического процесса. Затем по заданной программе принимает решение, что делать дальше.

Оцените качество статьи:

Преобразовать рабочую частоту двигателя с 50 Гц на 60 Гц?

Предполагая, что вы проверили механические свойства и центробежную силу на роторе на более высокой скорости от 50 Гц до 60 Гц, и они в порядке, тогда вы должны учитывать, что поток в машине будет уменьшаться пропорционально увеличению частота до 60 Гц. Кроме того, увеличиваются индуктивности, поэтому ток при блокировке будет меньше, крутящий момент заблокированного ротора будет меньше, коэффициент мощности изменится, а эффективность изменится. Ток без нагрузки уменьшится.Если вы хотите изменить электрическую схему, чтобы она была такой, как это было для 50 Гц, вам нужно увеличить количество оборотов двигателя, но вы должны знать, что делаете.

Обратите внимание, что кроме изменения асинхронной скорости двигателя машины, многие другие параметры изменятся. Это будет включать в себя эффективное фазное сопротивление двигателя, уровни тока / напряжения и т. Д. Также обратите внимание, что изменение частоты с 60 Гц на 50 Гц повлияет на кривую крутящий момент-скорость и соответствующий КПД.

Требуемое количество оборотов будет уменьшено. Также обратите внимание, что из-за изменения частоты будет меняться ИМПЕДАНС, а не ИНДУКТИВНОСТЬ. Что касается КПД двигателя, это довольно сложно, поэтому требуется больше информации о конкретной машине. На эффективность будет влиять не только изменение числа витков, но также изменение базовой частоты, поскольку изменение частоты приведет к изменению потерь в сердечнике / железе.

Я смотрел на двигатель мощностью 110 л.с., который я использовал, чтобы увидеть, что меняется с изменением частоты, и я неправильно написал индуктивность, но я считал сопротивление в омах.Прав он еще и в том, что повороты должны идти вниз. В моем примере у меня изначально было 400 вольт 50 Гц с обмоткой из 5 витков, 2 цепи треугольника, а реконструкция была 400 вольт 60 Гц с 4 витками, 2 цепями дельта.

Вы должны быть очень осторожны, потому что изменение ваших оборотов изменяет ваше сопротивление, ток заблокированного ротора, крутящий момент заблокированного ротора, ток холостого хода. В примере, который я делал, коэффициент мощности при полной нагрузке снизился, а ток при полной нагрузке увеличился при преобразовании 50 Гц в 60 Гц.

Если вы используете существующую машину с другой частотой, без конструктивных изменений, соображения и ответы будут другими. Затем вы переключились на перемотку или реконструкцию машины, она стала нормальной конструкцией на другой частоте (50 Гц или 60 Гц), а затем вы переключились на определенное напряжение. Они не изменятся, если вы не измените количество оборотов или любую другую физическую часть двигателя. Реактивные сопротивления изменяются с частотой от 50 Гц до 60 Гц. Я хотел бы рассчитать параметры мотора того мотора, над которым вы работаете.

Как преобразователь частоты экономит энергию?

Это исследование показывает, что до 80 процентов энергии от источника питания к промышленному потребителю может быть потеряно. Преобразование энергии — преобразование энергии в полезную работу с помощью двигателей, теплообменников, технологических нагревателей, насосов, двигателей, вентиляторов, компрессоров и т. Д. — представляет большие возможности для экономии энергии в производстве. Промышленные системы с электроприводом представляют собой крупнейшую категорию использования электроэнергии в Китае.

Промышленный сектор потребляет примерно одну треть энергии, используемой в Китае (см.рис.1).

Исследования показывают, что до 80 процентов энергии от источника питания к промышленному потребителю теряется из-за перехода сырья в точку полезной выходной мощности, большая часть которой находится в точке преобразования электрической мощности в механическую. (см. рис. 2).

Рост затрат на электроэнергию, чувство ответственности за окружающую среду, государственное регулирование и потребность в энергетической надежности стимулируют усилия по повышению энергоэффективности в производстве.

Энергия теряется в основном в трех областях:

• Поколение
• Распределение
• Преобразование

Третья область, преобразование энергии — преобразование энергии в полезную работу с помощью двигателей, теплообменников, технологических нагревателей, насосов, двигателей, вентиляторов, компрессоров и т. Д. — представляет большие возможности для экономии энергии в производстве.

Промышленные системы с приводом от электродвигателей представляют собой крупнейшую категорию энергопотребления в Китае — более 65 процентов потребности в электроэнергии в промышленности.Следовательно, системы с моторным приводом предлагают самый высокий потенциал экономии энергии в промышленном сегменте.

Подтверждая эту статистику, исследования показывают, что от 97 до 99 процентов стоимости жизненного цикла двигателя расходуется на энергию, которую он использует. Уже сам по себе этот факт должен побуждать компании проводить периодический анализ энергопотребления моторных систем, которые они используют на своих объектах.

Неэффективные и неэффективные методы контроля в двух областях: отходы энергии моторных систем:

• Механическое регулирование расхода (насосы, вентиляторы, компрессоры)
• Рекуперация энергии (регенерация энергии торможения или инерционной энергии)

Инвертор — это эффективный инструмент для сохранения и рекуперации энергии в системах двигателей.

Что такое преобразователь частоты? Зачем это нужно?

Преобразователь частоты регулирует скорость двигателя переменного тока (см. Рис. 3). Преобразователь частоты преобразует фиксированную частоту питающей сети (60 Гц) в выходную переменную частоту и переменное напряжение, чтобы обеспечить точное управление скоростью двигателя. Многие преобразователи частоты даже могут возвращать энергию в электросеть за счет своей регенеративной способности.

Прецизионный технологический процесс и управление коэффициентом мощности, а также оптимизация энергопотребления преобразователя частоты дают несколько преимуществ:

• Низкое потребление энергии экономит деньги
• Снижение механического напряжения снижает затраты на техническое обслуживание и время простоя
• Уменьшение механического износа и точный контроль позволяют получать более точные продукты.
• Низкое потребление снижает выбросы углерода и помогает снизить негативное воздействие на окружающую среду.
• Низкое потребление дает право на налоговые льготы, скидки для коммунальных предприятий и, в некоторых компаниях, программы финансирования энергосбережения, которые сокращают окупаемость инвестиций (ROI). Во многих случаях ежемесячные платежи по кредиту, основанному на энергоэффективности, могут управляться через бюджет обслуживания компании.

Оптимизация управления потоком

Насосы, вентиляторы, воздуходувки и компрессоры, использующие механическое регулирование расхода, отлично подходят для преобразователей частоты (см. Рис.4). До 40 процентов всей электроэнергии, используемой сегодня в промышленности, потребляется системами насосов и вентиляторов. Этот факт делает их, как и другие системы управления потоком, первоочередными целями при установке энергоэффективных преобразователей частоты.

Поток воздуха, жидкости или газа традиционно регулируется с помощью клапанов, дросселей, заслонок, жалюзи, лопаток или других механических устройств. Ограничение или уменьшение потока с помощью механических устройств означает, что двигатель, поддерживающий систему, работает со 100-процентной скоростью, даже если 100-процентный поток не требуется.Результат очевиден — потраченная впустую энергия.

Более того, не только теряется энергия, но и механическое регулирование потока может вызвать чрезмерное напряжение и высокие температуры компонентов системы, что приведет к преждевременному отказу системы.

Законы родства: основа сбережений . Законы сродства используются в гидравлике для выражения математической зависимости между несколькими переменными, такими как напор (давление), объемный расход, скорость и мощность, участвующими в производительности насоса и вентилятора.
Согласно законам родства:

• . Поток пропорционален скорости вала.
• Напор (давление) пропорционален квадрату скорости вала.
• Мощность пропорциональна кубу скорости вала.

Рекуперация израсходованной энергии
Две основные области, в которых преобразователи частоты могут регенерировать потерянную энергию: (регенеративные приложения):

• Циклические приложения.
• Тормозные приложения.

Циклические приложения. В этом контексте циклический относится к приложениям, в которых машина имеет большую инерционную нагрузку (например, центрифуги и пробивные прессы с большими маховиками, см. Рис. 5). Эти механизмы должны набегать до определенной скорости или возвращаться в заданное состояние. Во время движения по инерции или возврата в заданное состояние большое количество генерируемой инерционной энергии просто тратится впустую. С помощью регенеративного преобразователя частоты эта энергия может быть восстановлена ​​и возвращена в электросеть объекта для использования в других областях.

Тормозные системы. Торможение здесь относится к электрическому торможению, более часто называемому динамическим торможением. Эти типы приложений известны как приложения с удерживающим моментом. Слово «торможение» подразумевает, что груз либо замедляется для поддержания определенной скорости, либо полностью останавливается (см. Рис. 6). Например, в горнодобывающей промышленности нисходящие конвейеры по понятным причинам должны иметь какой-либо способ поддержания их скорости. Эскалатор — аналогичный тип применения.

Поскольку энергия генерируется при замедлении или остановке нагрузки, она должна каким-то образом рассеиваться, иначе преобразователь частоты будет поврежден и все управление будет потеряно. Обычно это делается с помощью тормозного прерывателя (часть преобразователя частоты) и большого набора резисторов.

Как и следовало ожидать, набор резисторов — это просто способ рассеять энергию, но она теряется в виде тепла. По сути, набор резисторов — это огромный электронагреватель.

Однако с помощью регенеративного преобразователя частоты эта энергия может быть уловлена ​​и возвращена обратно в электросеть объекта для использования в других областях. К тому же банк резисторов больше не нужен.

В некоторых случаях метод торможения также необходимо охладить. Обычно это осуществляется с помощью системы охлаждения с использованием насосов и градирен. Использование частотных преобразователей полностью исключает необходимость в системе охлаждения, которая может потребоваться в приложениях такого типа.

Барьеры внедрения системы для повышения энергоэффективности
Существует несколько препятствий на пути реализации программ энергоэффективности. К ним относятся нежелание менять рабочий процесс, нехватку капитала и представление о том, что срок окупаемости слишком долгий.

К тому же, если все стороны в цепочке поставок не мотивированы и программа не пользуется поддержкой руководства, успех может быть недостижимым. Изучение историй успеха других производителей может помочь преодолеть эти препятствия.Кроме того, государственные стимулы, скидки для коммунальных предприятий и финансирование на основе сбережений могут помочь обеспечить низкие первоначальные инвестиции и окупаемость инвестиций всего за три-шесть месяцев.

Как преобразователи частоты экономят ваши деньги

Поскольку весь мир постоянно ищет эффективные способы экономии энергии в экологических и экономических целях, используются многие методы. От замены старых лампочек на светодиоды или утепления домов до полного управления потреблением электроэнергии.Все это отличные способы экономии энергии в вашем доме, помогающие управлять расходами на коммунальные услуги. Но если вы или ваша компания используете электроэнергию в больших масштабах, этого может оказаться недостаточно. Насосы, вентиляторы, воздуходувки, компрессоры или другие устройства, требующие повышенного технического обслуживания, могут потребовать много энергии и могут быть довольно дорогостоящими. И здесь на помощь приходят преобразователи частоты.

Что такое преобразователи частоты?

Преобразователи частоты, также известные как частотно-регулируемые приводы (VFD), представляют собой электронные устройства, предназначенные для регулировки работы электродвигателя в соответствии с требуемой нагрузкой путем изменения частоты двигателя насоса.Преобразователи частоты делают процесс более плавным и надежным, а также экономят электроэнергию.

Как преобразователи частоты позволяют экономить деньги?

Преобразователи частоты преобразуют мощность, используемую в двигателе, и заставляют его работать с фиксированной скоростью, используя избыток энергии. Поскольку используется только разрыв мощности, вы экономите деньги на коммунальных расходах. Степень возможной экономии энергии может варьироваться в зависимости от приложения, но может достигать 50 процентов ( источник ).

Более того, преобразователи частоты предотвращают износ двигателей, поскольку приводы помогают лучше контролировать весь процесс при запуске, ускорении и остановке. Более плавный процесс предохраняет детали двигателя от механических ударов из-за внезапных изменений мощности (, источник ). Таким образом, вы экономите не только на энергии, но и на запасных частях, поскольку они могут служить вам дольше с помощью преобразователя частоты.

Для чего нужны преобразователи частоты?

Если вы планируете приобрести частотно-регулируемый привод, вы можете задаться вопросом, подойдет ли он для вашей системы. ЧРП чаще всего применяются в насосах, конвейерах, вентиляторах, машинном оборудовании, смесителях, компрессорах, солнечных батареях, бурении, мельницах, барабанах, кранах, подъемниках, лифтах, питателях, шайбах, пилах и многих других областях. Хотя вам, возможно, придется выбрать правильный преобразователь частоты в зависимости от вашего приложения, поскольку они обычно изготавливаются специально для разных целей.

Ищете преобразователь частоты?

Если вам нужен преобразователь частоты, который поможет вам сэкономить электроэнергию и расходы на коммунальные услуги, вы можете получить профессиональную консультацию.Не стесняйтесь обращаться к , свяжитесь с нами , и мы поможем вам выбрать подходящий вариант для вашего конкретного применения. Если вы уже знаете, что вам нужно, вы можете выбрать из нашего широкого предложения здесь: Приводы и устройства плавного пуска

Введение в преобразователь частоты — SolaX Power

Принцип преобразователя частоты основан на применении технологии преобразования частоты и технологии микроэлектроники для управления оборудованием управления мощностью двигателя переменного тока путем изменения частоты рабочей мощности двигателя.

Используемые нами блоки питания делятся на блоки питания переменного и постоянного тока. Общий источник питания постоянного тока в основном обеспечивается источником переменного тока через трансформаторный трансформатор, выпрямление и фильтрацию. Электроэнергия переменного тока составляет около 95% от общей мощности, потребляемой людьми.
Используется ли он в домах или на фабриках, напряжение и частота однофазного переменного тока и трехфазного переменного тока соответствуют определенным стандартам в соответствии с правилами различных стран. Например, в соответствии с правилами материкового Китая, однофазное напряжение переменного тока прямого потребителя составляет 220 В, трехфазное. Напряжение сети переменного тока составляет 380 В, а частота — 50 Гц.Напряжение питания и частота в других странах могут отличаться от наших. Например, однофазный 100 В / 60 Гц, трехфазный 200 В / 60 Гц и т. Д., Источник переменного тока стандартного напряжения и частоты. Источник питания называется переменным током промышленной частоты.

Обычно устройство, которое преобразует мощность переменного тока фиксированной и постоянной частоты в мощность переменного тока с переменным напряжением или частотой, называется «инвертором».

Чтобы генерировать переменное напряжение и частоту, устройство должно сначала преобразовать переменный ток источника питания в постоянный ток (DC), этот процесс называется выпрямлением.
Обычный инвертор — это инверторный источник питания, который инвертирует источник питания постоянного тока до определенной частоты и определенного напряжения. Мы называем инверторы с регулируемой частотой сети и напряжением инвертора.

Форма выходного сигнала преобразователя частоты представляет собой смоделированную синусоидальную волну, которая в основном используется при регулировании скорости трехфазного асинхронного двигателя, также называемого преобразователем частоты.

Для преобразователей частоты, которым требуются формы сигналов, которые в основном используются в контрольно-измерительных приборах и испытательном оборудовании, формы сигналов должны быть организованы для вывода стандартных синусоидальных волн, называемых источниками питания с регулируемой частотой. Источник питания с преобразователем частоты в 15–20 раз дороже инвертора.

Инверторы

также могут использоваться в бытовой технике. Среди бытовой техники, в которой используются инверторы, не только моторы (например, кондиционеры и т. Д.), Но также люминесцентные лампы и другие изделия.

Преобразователь частоты, используемый для управления двигателем, может изменять как напряжение, так и частоту. Однако преобразователь частоты, используемый для люминесцентных ламп, в основном используется для регулировки частоты источника питания.
Принцип работы инвертора широко используется в различных областях.Например, блок питания компьютера. В этом приложении инвертор используется для подавления обратного напряжения, колебаний частоты и мгновенного сбоя питания.

Преобразователь частоты в основном использует метод AC-DC-AC (преобразование частоты VVVF или преобразование частоты с векторным управлением). Сначала мощность переменного тока промышленной частоты преобразуется в мощность постоянного тока через выпрямитель, а затем мощность постоянного тока преобразуется в мощность переменного тока с контролем частоты и напряжения для питания электродвигателя.

Преобразователь частоты в основном состоит из выпрямителя (из переменного в постоянный), фильтрации, инвертора (из постоянного в переменный), блока торможения, блока привода, блока микропроцессора блока обнаружения и т. Д.

Преобразователи частоты

| Преобразователи частоты Bosch Rexroth USA

| Bosch Rexroth USA

Главная> Продукты> Группы продуктов> Электроприводы и органы управления> Темы> Преобразователи частоты

Содержание

Универсальное, легко интегрируемое

Линейка преобразователей частоты Rexroth увеличена до 160 кВт.Благодаря масштабируемым модулям с интерфейсами Multi-Ethernet и ввода-вывода, а также компактной конструкции они могут использоваться в любых приложениях. Их легко установить без дополнительных периферийных устройств.

---

Поговорите со специалистом

Посмотреть брошюру по продукту

Частотно-регулируемые приводы Rexroth обеспечивают надежное, простое в использовании и экономичное управление двигателями переменного тока. Накопители EFC x610 отличаются продуманной и компактной конструкцией со встроенными компонентами, которые делают установку и модернизацию исключительно простой.Фактически, параметры ввода в эксплуатацию можно свободно конфигурировать с помощью ПК или панели программирования. Управление является одновременно экономичным и гибким, благодаря встроенному ПО для конкретного приложения, интерфейсу с несколькими Ethernet и поддержке интерфейса Open Core, что позволяет повысить производительность в широком спектре приложений. Получите надежную и доступную производительность с EFC 3610 и 5610.

Ввод в эксплуатацию преобразователей EFC

Ввод в эксплуатацию программного обеспечения для ПК ConverterWorks

Что мы можем вам сделать дальше?

Ознакомьтесь с нашим разнообразным ассортиментом преобразователей частоты.

Подробная информация о продукте

• Области применения / рынки

  Области применения:

  • Машины Насосы и компрессоры
  • Конвейеры и вентиляторы
  деревообработка
  • Гидравлические прессы и инжекторы

  Идеально для:

  • Продукты питания и напитки
  • Производство и обработка бумаги
  • Упаковка
  • Печать
  • Текстиль

• Ключевые преимущества

  Ключевые преимущества:

  • Несколько удобных для пользователя вариантов программирования, включая IndraWorks, ConverterWorks или съемную панель
  • O Поддержка интерфейса Pen Core позволяет легко подключаться к платформам ИТ-автоматизации
  • Только VFD, который обеспечивает интегрированную поддержку протокола Sercos III
  • Выбор промышленного протокола Ethernet, интегрированный в общий интерфейс
  • Поддерживает пользователей fieldbus, общих для приложений упаковки
  • Бесплатное загружаемое приложение -специализированная прошивка — беспроблемная установка и обновления для более широкого круга клиентов и типов машин
  • Съемная панель управления позволяет производить последовательную параметризацию нескольких машин
  • Функциональность STO позволяет интегрировать безопасность в оборудование

• Примечательные особенности

  Примечательные особенности:

  • Управление U / F с диапазоном мощности до 22 кВт / 30 л.

    No related posts.