Преобразователи частоты DELTA Electronics или, как их еще называют — частотные преобразователи, предназначены для управления и регулирования скорости вращения электрических двигателей или их момента.
При частотном регулировании электропривода частотный преобразователь Delta Electronics с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) формирует на своем выходе такое трехфазное напряжение, при котором электродвигатель вращается с заданной частотой или моментом, а пуск двигателя происходит плавно, без больших пусковых токов и ударов, что, в свою очередь, уменьшает нагрузку на электрическую сеть, электродвигатель, механизмы и увеличивает срок их службы.
Частотно-регулируемые приводы широко используются для управления производительностью (расходом или давлением) насосов, вентиляторов и воздуходувок, в подъемно-транспортном оборудовании и конвейерах, в экструдерах, смесителях, центрифугах, сепараторах, вибраторах, в пескоструйных аппаратах, в металло- и деревообрабатывающем оборудовании, обрабатывающих центрах и прессах, типографском оборудовании. Также частотный привод может применяться в операциях намотки, протяжки, резки и т.п.
В номенклатуру частотных преобразователей Delta Electronics входят:
- Универсальные общепромышленные преобразователи частоты с векторным управлением VFD-С
- Интеллектуальные векторные преобразователи частоты для насосов и вентиляторов VFD-СP
- Интеллектуальные векторные преобразователи частоты для подъемных механизмов VFD-СH
- Компактные многофункциональные векторные преобразователи частоты VFD-E
- Экономичные компактные преобразователи частоты VFD-EL
- Миниатюрные регуляторы скорости общего назначения VFD-L
Серия VFD-C использует FOC-векторное управление в качестве базовой технологии управления двигателем, за счет чего достигаются беспрецедентно высокие характеристики привода, такие как пусковой момент, точность поддержания скорости и момента в широком диапазоне регулирования.
Большой эксплуатационный ресурс в совокупности с контролем времени наработки наиболее важных компонентов обеспечивают длительную и надежную эксплуатацию изделия.
Основные характеристики:
- Режимы управления скоростью, моментом, положением.
- Модульный дизайн с большим количеством плат расширения.
- Встроенный ПЛК с LD-программированием и часы реального времени.
- Модели с двумя наборами номинальных данных (для нормального/тяжелого рабочего цикла).
- Управление/ограничение момента в 4-х квадрантах.
- Управление стандартными асинхронными двигателями и синхронными сервомоторами в разомкнутом и в замкнутом контуре скорости.
- Стартовый момент: до 150% на 0.5Гц (без обратной связи); до 150% на 0Гц (с энкодером).
- Стабильное управления скоростью на низких частотах, до 200% момента на нулевой скорости в режиме FOC+PG.
- Помимо традиционного ПИ-регулятора в контуре скорости, в VFD-C используется PDFF-управление, которое устраняет перерегулирование и улучшает отклик системы.
- Функция безопасной остановки двигателя в соответствие со стандартами EN954-1, EN60204-1 и IEC61508 для предотвращения травмирования персонала от случайного запуска.
- Функция синхронизации угловых положений вала нескольких приводов.
- Встроенные CANOpen и Modbus, опциональные PROFIBUS-DP, DeviceNet, MODBUS TCP и Ethernet/IP интерфейсы.
- Встроенный тормозной ключ (в моделях до 30кВт включительно).
- Встроенный дроссель постоянного тока (в моделях от 37кВт).
- Встроенный RFI-фильтр.
- Съемный цифровой пульт управления с текстовым ЖК-дисплеем.
- Платы расширения входов/выходов и для подключения энкодера.
- Быстросъемный вентилятор.
Скачать краткий каталог продукции серии VFD-C
Спецификация оборудования
Встроенные возможности серии VFD-CP многодвигательного управления, циклического управления по времени и одновременного управления 8-ю насосами улучшают эффективность использования оборудования, выравнивают моторесурс насосов и экономят электроэнергию.
Динамическое управление давлением/потоком воздуха позволяет снизить затраты на оборудование для конечного пользователя.
Основные характеристики:
- Превосходное сочетание цена/функциональность.
- Модульный дизайн с большим количеством плат расширения.
- Встроенный ПИД-регулятор.
- Функция адаптации к изменениям нагрузки.
- Несколько способов управления электродвигателем — V/F, SVC как для постоянного, так и для переменного режимов нагрузки.
- Функция FIRE MODE (Режим аварийной работы при пожаре) с байпасом: при аварийных ситуациях работа насосов и вентиляторов осуществляется вне зависимости от сигналов аварии оборудования, обеспечивая удаление дыма и подачу воды для предотвращения опасности жизни людей.
- Часы реального времени, календарь, счетчик электроэнергии.
- Съемный цифровой пульт управления с текстовым ЖК-дисплеем, с возможностью копирования, сохранения, восстановления настроек.
- Русский интерфейс. Меню пульта частотных преобразователей на русском языке.
- Встроенный интерфейс BACnet (для системы «умный дом»), MODBUS протокол и программируемый логический контроллер с объёмом программы до 10000 шагов, модули расширения для DeviceNet, CANopen(DS402), PROFIBUS-DP, MODBUS TCP, EtherNet/IP.
- Возможность выбора воздушного или водяного охлаждения.
- Новая конструкция радиатора и фланцевое крепление в шкафу.
- Соответствие международным стандартам CE/UL/CUL.
Спецификация оборудования
Преобразователи частоты нового поколения VFD-CH специально предназначены для крановых применений. Высокая производительность и прочная конструкция ПЧ в совокупности с большим пусковым моментом и высокой устойчивостью к значительным перегрузкам позволяют существенно повысить эффективность процессов, где используются тяжелые и ударные нагрузки.
Основные характеристики:
- Режимы управления скоростью, моментом, положением.
- Встроенный ПЛК с LD-программированием на 10 К шагов и часы реального времени.
- Векторное управление асинхронными двигателями и двигателями на постоянных магнитах.
- Стартовый момент: 200% и выше на 0.5 Гц в нормальных условиях, до 200% при 0 Гц в режиме FOC+PG.
- Способность перегрузки: номинальный ток 150% до 60 секунд, 200% до 3 секунд.
- Специальные крановые функции: деление нагрузки между двумя приводами, синхронизация скоростей подъема, управление тормозом.
- Поддержка шин PROFIBUS, CANopen, DeviceNet, MODBUS RTU.
- Встроенный тормозной ключ (в моделях до 30кВт включительно).
- Выходная частота: 0.00~600.00 Гц.
- Быстрая реакция на ударные нагрузки.
- Высокие эксплуатационные характеристики и гибкость при эксплуатации.
- Способность работы в сложных условиях.
Высоко-эффективная серия VFD-Е сочетает в себе компактное конструктивное исполнение с широкими возможностями и отличными эксплуатационными характеристиками.
Помимо основной преобразователей частоты серии VFD-E имеют ещё две новые модификации. Одна из них VFD-E-P с разделенной системой охлаждения конструктивно выполнена без охлаждающего радиатора и предназначена для эксплуатации в запыленной среде.
Вторая модификация VFD-E-T – это преобразователи типоразмера А, имеющие в своем составе встроенный тормозной ключ и возможность непосредственного подключения тормозного резистора (в стандартном исполнении преобразователи VFD-E типоразмера А встроенного тормозного ключа не имеют).
- Вольт-частотный и векторный алгоритмы управления.
- Автотестирование и определение параметров двигателя при векторном управлении.
- Выходная частота от 0.1 до 600.0 Гц.
- Встроенный ПЛК (программируемый логический контроллер) позволяет гибко адаптировать преобразователь для широкого круга задач автоматизации без применения внешних приборов (счетчиков, таймеров, контроллеров и др.), что ведет к общему уменьшению затрат. Программирование встроенного ПЛК может выполняться на одном из трех языков программирования: LAD (релейно-контактная логика), IL (список инструкций), SFC (последовательные функциональные схемы).
- Возможность установки, как на стенку, так и на DIN-рейку (с адаптером крепления). Для оптимального использования места в шкафу допускается плотная установка VFD-E за счет высоко-эффективного охлаждения.
- Встроенный РЧ-фильтр (в моделях 230В/1ф и 460В/3ф) для снижения электромагнитных помех и соответствия нормам ЭМС.
- RFI-переключатель предоставляет возможность отключения цепочки конденсаторов «Y» фильтра при использовании привода в системах вычислительной техники.
- Соответствие директивам RoHS по обеспечению экологической безопасности эксплуатации и утилизации.
- Несколько VFD-E могут быть соединены в параллель в звене постоянного тока для совместной регенерации энергии торможения. В этом случае перенапряжение не допускается и энергия торможения распределяется равномерно.
- Модульная конструкция VFD-E и большое количество плат расширения такие как, плата входов/выходов (I/O card), плата реле, плата энкодера (PG card), USB-карта, и др., позволяют гибко изменять конфигурацию преобразователя для конкретной задачи.
- Возможность выноса пульта управления со светодиодным индикатором и встроенным потенциометром. А также возможность эксплуатации без пульта управления.
- Встроенный порт RS-485 (MODBUS), а так же дополнительные сетевые модули для поддержки популярных коммуникационных протоколов, включая, Profibus, DeviceNet, LonWorks и CANopen.
- Развитые функции защиты, включающие в себя высоко-точное измерение тока, полную защиту от перегрузки по току (oL, oL1 и oL2), токоограничение и предотвращение перенапряжения, защиту от короткого замыкания, автоматическое повторное включение, поиск скорости и защита двигателя от перегрева (PTC-термистор).
- В базовой комплектации имеется: 6 дискретных программируемых входов; 2 аналоговых входа (4…20мА, 0…10В) и 1 аналоговый выход; 1 релейный и 1 цифровой (с открытым коллектором) многофункциональные программируемые выходы.
Преобразователи частоты VFD-EL предназначены для решения несложных задач с применением привода переменного тока. Например, таких как управление скоростью насосов и вентиляторов малой мощности, ленточных транспортеров, вращателей, небольших механо-обрабатывающих станков, и т.д.
Основные характеристики:
- Допускается плотная установка приборов за счет высоко-эффективного охлаждения.
- Компактная конструкция — монтаж на DIN-рейку.
- Простота в обслуживании и вводе в эксплуатацию.
- ПИД-регулятор.
- Вольт-частотное управление. Формирование характеристики V /f по трем точкам.
- Встроенный РЧ-фильтр класса B.
- Встроенный RS-485 (MODBUS).
- Коммуникационные адаптеры для сетей ProfiBus, DeviceNet, LonWork и CANopen.
- Опциональный выносной пульт PU06 и программное обеспечение VFD PC.
Серия VFD-L представляет собой миниатюрные регуляторы скорости общего назначения для управления простыми бумагоотрезными устройствами, конвейерами, вентиляторами, насосами, вращателями и др. приводами не требующими от преобразователя частоты высоких характеристик.
- Простая и сверхкомпактная конструкция, возможность монтажа, как на стенку, так и на DIN-рейку (модели 0.2 — 0.75 кВт) и панельный монтаж (модели 40 — 100 Вт).
- Простой в эксплуатации и легкий в программировании, но с большими возможностями — 95 программируемых функций у моделей 0.2 — 0.75 кВт.
- Реализует вольт-частотный способ управления двигателем.
- Встроенный потенциометр и кнопки пуск/стоп, реверс/вперед.
- Варианты на мощность 0.2:0.75 кВт имеют встроенный цифровой светодиодный дисплей.
- Дополнительный пульт управления с цифровым четырехразрядным LED дисплеем VFD-PU02 (опция).
- Встроенный PLC (программируемый контроллер, обеспечивающий пошаговый и циклический режим с программируемым временем шага/цикла (в моделях 0.2 — 0.75 кВт).
- Встроенный порт RS-485, авторестарт и автоматический регулятор выходного напряжения.
- Встроенный фильтр ЭМ помех класса А. Два встроенных LED указателя: сеть и авария для варианта на 0.04 и 0.1 кВт.
- Компенсация снижения момента на низких частотах и скольжения, торможение постоянным током.
- Защита от перегрузок по току, недо/перенапряжений, собственного перегрева, перегрева двигателя.
- Несущая частота ШИМ выбирается пользователем — от 3 до 10 кГц.
- Управление по состоянию внутреннего счетчика и количеству импульсов, поступающих с датчика подсчета дискретных событий, например, датчика подсчета количества изделий проходящих по конвейеру.
- Модели 0.2 — 0.75 кВт имеют:
- 4 дискретных входа (из них, 2 многофункциональных программируемых).
- 1 аналоговый вход (4-20мА или 0-10В).
- 1 релейный выход.
-
Модели 40 — 100 Вт имеют:
- 2 дискретных входа (Run/Stop, Fwd/Rev).
- 1 оптотранзисторный выход (индикация ошибки).
Частотный преобразователь промышленного назначения SINUS PENTA
На сегодня во многих сферах промышленности широко применяются трехфазные асинхронные двигатели различной мощности, преобразующие электрическую энергию в механическую.
Нагрузка, к которой подключен двигатель, может быть самой разной, например конвейер на машиностроительном заводе, доставляющий детали на участок обработки, или башенный кран на стройке, поднимающий грузы различной массы.
В зависимости от характеристик нагрузки, их изменений (например, нередко масса нагрузки может варьироваться в широких пределах, порождая опасность критической перегрузки) и особенностей рабочей среды, а также сообразуясь с условиями надежной и безопасной эксплуатации двигателя, выбирается соответствующий режим управления им.
Для реализации этого режима к двигателю подключаются частотно-регулируемый привод (ЧРП) и устройство плавного пуска (УПП).
ЧРП — устройство для управления асинхронным двигателем, состоящее из двух основных функциональных модулей: выпрямителя (моста постоянного тока), который преобразует переменный ток промышленной частоты и амплитуды в постоянный ток, и инвертора, который осуществляет преобразование постоянного тока в переменный ток нужной частоты и амплитуды. УПП — устройство, используемое для плавного пуска (останова) электродвигателей с невысоким моментом страгивания и подающее на них при этом переменный ток с регулируемой амплитудой, но не частотой. Более подробно с выбором нужного ЧРП или УПП для конкретной задачи можно ознакомиться в работе [1], а в данной статье мы рассмотрим основные функции ЧРП и области его применения на примере промышленного частотно-регулируемого привода SINUS PENTA компании Santerno.
Промышленный преобразователь SINUS PENTA
Рис. 1. Промышленный преобразователь частоты SINUS
Промышленные частотно-регулируемые приводы различной мощности предназначены для применения, в основном, в таких отраслях, как металлургия, энергетика, горнодобывающая, цементная, химическая и нефтегазовая промышленность. Важные особенности этих приводов — широкий набор функций, возможность гибкого программирования и конфигурирования, что позволяет легко адаптировать их к различным применениям.
Компания Santerno производит многоцелевые промышленные преобразователи частоты (ПЧ) SINUS PENTA (рис. 1) мощностью от 1,3 до 3000 кВт. Рассмотрим подробно технические характеристики и функциональные возможности использующих их частотно-регулируемых приводов.
Привод SINUS PENTA имеет пять различных назначений и, соответственно, типов управления:
- векторная модуляция IFD для стандартных применений;
- бездатчиковое векторное управление VTC для применений с высоким моментом (прямое управление моментом);
- векторное управление FOC с использованием датчика для точного управления моментом и скоростью в широком диапазоне;
- векторное управление SYN для применения с синхронными и бесщеточными двигателями с постоянными магнитами, требующими точного поддержания момента и отличных энергетических характеристик;
- управление RGN для питания нескольких преобразователей от единой шины постоянного тока.
Исходя из поставленной задачи может быть выбран любой из перечисленных типов управления моментом и скоростью двигателя, поэтому привод и назван многоцелевым.
Стандартный набор опций, используемых в приводе
ПЧ обладает встроенным фильтром радиопомех в соответствии с нормами EN 61800-3, а также адаптивной системой охлаждения. При частотах коммутации до 16 кГц наблюдается пониженный шум двигателя. Выходная частота регулируется в диапазоне 0–1000 Гц. Реализован запрет определенных частот для защиты от механического резонанса.
В большинстве моделей ПЧ имеется встроенный тормозной ключ. В случае неисправности питания управление двигателем будет производиться до его полной остановки.
ПЧ имеет мощную встроенную систему расчета тепловой модели двигателя, что позволяет быть уверенным в заблаговременном предупреждении или отключении привода при выходе двигателя на опасные режимы.
Также в нем имеется вход для теплового датчика двигателя PTC.
Реализована функция сохранения и переноса параметров на другие преобразователи, а также предусмотрено ПО для программирования более чем 20 стандартных применений (для этого требуется дополнительная плата). Более того, существует возможность использования наборов параметров для стандартных применений и простой наладки. При необходимости возможно обеспечение работы нескольких двигателей на одном валу.
В стандартную комплектацию входят два встроенных ПИД-регулятора с возможностью двухзонного регулирования, а также встроенный цифровой потенциометр и многофункциональный тестер. Имеется обратная связь от тахометра или цифрового датчика скорости. Реализовано автоматическое торможение постоянным током. Максимальный момент — 200% от номинального.
У ПЧ есть восемь программируемых дискретных входов, три программируемых аналоговых входа и три выхода, два программируемых релейных выхода с переключающим контактом, один выход с открытым коллектором, один переключающий выход. Имеется порт последовательной связи RS-485 с протоколом Modbus RTU.
Отображение параметров преобразователя
Существует два способа отображения параметров преобразователя:
- На дисплее пульта управления. На дисплей ПЧ SINUS PENTA можно вывести до четырех параметров одновременно и настроить систему так, чтобы эти параметры отображались после включения питания без каких-либо действий со стороны оператора.
- Посредством аналоговых выходов. Как уже было сказано, ПЧ SINUS PENTA имеет три аналоговых выхода, на которые можно вывести практически любой внутренний параметр. Выходной сигнал может быть токовым (4–20 мА) или сигналом напряжения (0–10 В). Эти сигналы могут быть выведены на показывающие приборы или заведены на аналоговые входы иного оборудования, например контроллера или другого ПЧ.
Специализированное программное обеспечение
ПЧ SINUS PENTA могут поставляться со встроенным специализированным ПО, позволяющим реализовать на базе преобразователя управление насосной станцией с несколькими насосами.
При этом управление насосами, не связанными непосредственно с преобразователем SINUS PENTA, может быть реализовано как при помощи устройств плавного пуска (рис.
2), так и посредством преобразователей частоты других моделей.
Рис. 2. Устройства плавного пуска
Монтаж системы и ввод ее в эксплуатацию при использовании такого ПО существенно упрощаются.
Встроенный контроллер
Встроенный в ПЧ SINUS PENTA логический контроллер позволяет реализовать различную логику работы системы. Возможности контроллера:
- сравнение аналоговых параметров с пороговыми значениями и выдача результатов в дискретном виде;
- реализация типовых элементов логических схем;
- обработка дискретных и аналоговых сигналов, выдача результата на выходы прибора или его дальнейшая обработка;
- использование в логической схеме сигналов состояния внутренних цепей преобразователя.
Различные варианты исполнения ПЧ
В зависимости от мощности, а также типа защиты и дополнительных опций, существуют три типа исполнения рассматриваемого ПЧ:
- SINUS (рис. 1) — модели для автономной установки со степенью защиты IP20/IP54 (модели повышенной мощности для автономной установки имеют исполнение IP00);
- SINUS BOX (рис. 3) — модели в настенном шкафу со степенью защиты IP54;
- SINUS CABINET (рис. 4) — модели в напольном шкафу со степенью защиты IP42/IP54.
Рис. 3. Преобразователь частоты SINUS BOX
Для исполнений SINUS BOX и SINUS CABINET возможна заводская установка в шкаф такого дополнительного оборудования, как вводные трехфазные автоматы и контакторы, переключатели, входные и выходные дроссели, противоконденсатный резистор, дополнительные клеммные колодки, цепь питания вентиляторов.
Рис. 4. Преобразователь частоты SINUS CABINET
* * *
В статье рассмотрены основные характеристики и опции многофункционального промышленного преобразователя частоты SINUS PENTA. Конечно, это далеко не все возможности данного устройства, которые хотелось бы упомянуть, но самые важные из них, безусловно, указаны.
Представленные ПЧ находят широкое применение в таких сферах, как энергетика, ЖКХ, водоснабжение, вентиляция и кондиционирование, крановые и лифтовые решения, а также в нефтегазовой, оборонной и атомной отраслях промышленности.
О компании santerno
Santerno — итальянская компания, основанная в 1970 г.
На протяжении всех лет существования она занимается разработкой, проектированием и производством различных преобразователей частоты и устройств плавного пуска, а также изготовлением оборудования для альтернативной энергетики.
Итальянское министерство науки и образования официально признало компанию Santerno «Лабораторией высокой квалификации». Все преобразователи произведены на заводах Италии.
На российском рынке компания представлена следующими сериями продукции:
- Стандартные частотные преобразователи серий SINUS M и SINUS N используются
в различных отраслях промышленности. Среди типичных областей применения можно назвать насосы, вентиляторы и оборудование, требующее постоянного крутящего момента (например конвейеры). Стандартные приводы Santerno идеальны в ситуациях, когда требуется простота монтажа, пусконаладки и эксплуатации, а специальной настройки или конструкции не требуется. - Промышленные частотные преобразователи SINUS PENTA, речь о которых пойдет в статье.
- Приводы постоянного тока DCREG, которые широко используются в задачах, где необходима рекуперация энергии, точное поддержание скорости, хорошие динамические характеристики системы и стабильный момент на валу во всем диапазоне регулирования скорости. Среди типичных областей применения приводов постоянного тока можно назвать экструдеры, миксеры, куттеры, волочильные машины, прессы.
Устройства плавного пуска (или софтстартеры) серий ASAC и ASAB, которые используются для оптимизации работы электродвигателей, тем самым продлевая их жизнь. Устройства плавного пуска обеспечивают контроль пусковых токов, а также снижают ударно-пусковые нагрузки. В работе устройства плавного пуска не уменьшают частоту тока, но регулируют выходное напряжение.
Преобразователи частоты для электропривода под ключ
Преобразователи частоты предназначены для преобразования сетевого тока промышленной электросети в ток с заданными параметрами для работы асинхронного электродвигателя.
Возможности преобразователей частоты
Использование частотного преобразователя позволяет обеспечить подачу питания с необходимыми параметрами на любые виды электрических двигателей рабочего оборудования.
В зависимости от модели преобразователи частоты рассчитаны на работу в однофазной или трехфазной сети переменного тока различного напряжения стандартной частоты 50-60Гц.
На выходе устройства возможно получение тока измененной частоты с аналогичными или измененными показателями напряжения.
Также преобразователи частоты могут использоваться для обеспечения дополнительной защиты рабочего двигателя от скачков напряжения, внешних помех и выполнения других защитных функций.
Различные модели частотных преобразователей могут включать в себя дополнительные устройства, в том числе ПИД-регулятор, ПЛК, тормозной резистор и другие.
Благодаря этому можно с помощью одного преобразователя заменить несколько устройств.
Преобразователи частоты выпускаются в различных вариантах, подходящих для решения разнообразных промышленных задач.
Как правило, производители предлагают несколько вариантов исполнения: для общепромышленного применения и специальные модели, например, для вентиляционного оборудования, насосов, автоматических дверей, лифтов и т.д. Это позволяет обеспечить широкие возможности эксплуатации частотных преобразователей.
Области применения частотных преобразователей
Преобразователи применяются для регулирования частоты работы электродвигателей различного промышленного оборудования:
- насосные и компрессорные установки, вентиляторы в системах водоснабжения, водоотведения, подачи воды, других жидкостей, воздуха, в системах вентиляции и кондиционирования, отопления зданий и помещений,
- шнеки, конвейерные ленты, транспортеры и другое оборудование для перемещения продуктов и материалов,
- лифтовое оборудование,
- центрифуги,
- автоматические двери, ворота, рольставни,
- дозаторы, экструдеры, мельницы,
- буровые установки,
- обрабатывающие станки и многие другие.
Современный модельный ряд промышленных преобразователей частоты
Для заказа доступны частотных преобразователи различных производителей, отличающиеся техническими характеристиками, возможностями применения и особенностями работы.
- Преобразователи частоты Lenze представлены моделями с широким диапазоном мощностей от 0,25 до 500кВт для однофазной или трехфазной сети напряжением 230В/80В с возможностью векторного управления для установки в рабочие шкафы оборудования или отдельно от шкафа рядом с двигателем. Помимо общепромышленных моделей в ряду приборов Lenze выпущены специализированные варианты для управления насосным и вентиляционным оборудованием.
- Преобразователи частоты Innovert имеют широкий модельный ряд экономичных приборов с возможностью выбора подходящего варианта практически под любые условия эксплуатации. Устройства отличаются универсальностью применения, простотой управления и компактными размерами корпуса. Специально для применения в системах вентиляции и кондиционирования разработана версия преобразователя Innovert в двух модификациях: с предустановленными настройками и с возможностью задания пользовательских параметров работы.
- Преобразователи частоты Mitsubishi Electric в отличие от аналогичных моделей других производителей выгодно отличаются повышенным энергосбережением в сочетании с высокой надежностью и улучшенной производительностью. Модели представлены в широком диапазоне мощностей от 0,2 до 630кВт для работы с различными типами двигателей. Благодаря простоте настройки и управления преобразователи Mitsubishi быстро внедряются в работу на любом этапе.
- Многофункциональные частотные преобразователи Delta Electronics имеют широкую линейку преобразовательного оборудования, позволяющую подобрать оптимальный прибор для различных условий применения. Помимо стандартных общепромышленных моделей для контроля электродвигателей различной мощности в ряду преобразователей Delta представлены варианты для лифтового оборудования, насосных установок, вентиляторных нагрузок. Особой популярностью пользуются бюджетные варианты, имеющие полноценный функционал стандартных моделей при небольшой стоимости прибора и эксплуатации.
- Преобразователи частоты INSTART — многофункциональные приборы отечественного производителя с широким модельным рядом. Надёжно контролируют рабочие параметры электроприводных систем в процессе работы. Основное направление использования — синхронные и асинхронные одно- и трёхфазные двигатели. Усовершенствованы и адаптированы к российскому производству.
- Преобразователи частоты группы SINEE – характеризуются как приборы малой и средней мощности. Применяются в помещениях хорошо защищённых от пыли и агрессивных газов. Управление производится через съёмный пульт. ПЧ SINEE используют для работы процессах, где не критична точность параметров передвижения, глубина диапазона и корректность показателей скорости.
- Преобразователи частоты группы SAJ – группа ПЧ применяемая для насосов в системе водоснабжения и водоотведения различной мощности и сложности нагрузок. Могут легко и эффективно поддерживать рабочее давление, энергосбережение. Так же снижает утечку жидкости во время работы.
- Преобразователи частоты ONI – группа ЧП используемых на общепромышленных и гражданских объектах. Универсальные приборы с простым управлением с помощью съёмного пульта на дистанции от 5 до 100 метров.Работают с асинхронными, синхронными и двигателями на постоянных магнитах в системах с тяжёлыми нагрузками и высокими требованиями к точности позиционирования, поддержания скорости и момента.
Аксессуары к преобразователям частоты
| Независимая вентиляция работает постоянно и непрерывно, чем обеспечивает возможность усиления режима работы электродвигателя и повысить производительность механизма или станка. |
| Тормозные резисторы и модули – это вспомогательные устройства для устранения перенапряжений и рассеивания рекуперационной энергии преобразователя частоты, которые определенным образом отводят излишнюю энергию, образуемую при остановке приводного механизма. |
| Сетевые дроссели (входные реакторы) применяют для ослабления гармонических воздействий питающей сети и преобразователя частоты. |
| Моторные дроссели (выходные реакторы) снижают высшие гармоники выходного напряжения преобразователя частоты, сглаживая “ступенчатость” и приближая выходной токовый сигнал к практически идеальной синусоиде. |
| Выносные панели (пульты) позволяют управлять настройками ПЧ, если условия эксплуатации преобразователя частоты далеки от идеальных, и прибор устанавлен в шкаф с вентиляционными решётками и фильтрами. |
| Рекуператоры электроэнергии позволяют при работе преобразователя частоты в режиме динамического торможения производить рекуперацию электрической энергии в питающую сеть. |
Частотный преобразователь (электропривод)
У этого термина существуют и другие значения, см. Преобразователь частоты.
Частотный преобразователь — электронное устройство для изменения частоты электрического тока (напряжения)[1][2].
Назначение
Частотный асинхронный преобразователь частоты служит для преобразования сетевого трёхфазного или однофазного переменного тока частотой 50 (60) Гц в трёхфазный или однофазный ток, частотой от 1 Гц до 800 Гц.
Промышленностью выпускаются частотные преобразователи электроиндукционного типа, представляющего собой по конструкции асинхронный двигатель с фазным ротором, работающий в режиме генератора-преобразователя, и преобразователи электронного типа.
Частотные преобразователи электронного типа часто применяют 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 электронного типа — 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 требуемой 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
ПЧ — преобразователь частоты; ИТ — преобразователь частоты источник тока; ИН — преобразователь частоты источник напряжения; АИМ — преобразователь частоты с амплитудно-импульсной модуляцией; ШИМ — преобразователь частоты с широтно-импульсной модуляцией
Функциональная схема преобразователя частоты, выполненного по схеме источника напряжения
Функциональная схема преобразователя частоты, выполненного по схеме источника тока
Электронный преобразователь частоты 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 модуль представляет собой управляемый выпрямитель. Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает обмотки двигателя к питающей сети.
Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. Частота выходного напряжения у таких преобразователей не может быть равна или выше частоты питающей сети.
Она находится в диапазоне от 0 до 50 Гц, и 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 модулях находят преобразователи с явно выраженным промежуточным 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 88 %) по отношению к преобразователям на IGBT-транзисторах[источник не указан 468 дней].
Преобразователи частоты являются нелинейной нагрузкой, создающей токи высших гармоник в питающей сети, что приводит к ухудшению качества электроэнергии.
См. также
- Инвертор (электротехника)
- Умформер
- Частотно-регулируемый привод
Литература
- ВРД 39-1.10-052-2001 Методические указания по выбору и применению асинхронного частотно-регулируемого электропривода мощностью до 500 кВТ
Примечания
- ↑ Преобразователь частоты // Большой Энциклопедический словарь (рус.). — 2000.. Большой Энциклопедический словарь. 2000.
- ↑ Преобразователь частоты — статья из Большой советской энциклопедии.