Выбор преобразователя частоты для двигателя

Выбор преобразователя частоты для двигателя

Пользователи, желающие осуществить выбор преобразователя частоты для двигателя, должны учитывать некоторые технические нюансы, например, тип нагрузки исполнительного механизма, характеристики источника питания и другие аспекты безопасности и обслуживания, чтобы обеспечить бесперебойную работу производственного предприятия и уменьшить время простоя оборудования.

Производственные предприятия нуждаются в постоянном увеличении уровня автоматизации для увеличения скорости выпуска продукции, что повышает их конкурентоспособность на рынке. Для частотно-регулируемого привода (ЧРП) характерно управление трехфазными двигателями на автоматизированных технологических установках, а также в коммерческих зданиях в системах вентиляции, кондиционирования и отопления. Важно, чтобы пользователи выбирали ЧРП, который соответствует потребностям их конкретных задач. Преимущества ЧРП включают в себя:

  • Регулировка скорости электродвигателя;
  • Повышение эффективности технологического процесса и мониторинга;
  • Контроль разгона и замедления двигателя;
  • Снижение энергозатрат;
  • Плавный запуск и отсутствие пусковых токов;
  • Возможность реверса без дополнительных контакторов.

При выборе преобразователя частоты необходимо определиться с 5 пунктами:

Нагрузочные характеристики

Нагрузки могут быть разделены на 3 типа:

  • Переменный крутящий момент;
  • Постоянный крутящий момент;
  • Постоянная мощность.

Справочные таблицы в каталогах производителей приводов могут облегчить пользователям поиск нужной информации по характеристикам крутящего момента и мощности, необходимым для их задач. В таблице 1 приведено несколько примеров каждого из этих типов.

Тип нагрузкиМеханизмыТребования к перегрузке
Переменный крутящий моментВентиляторы, воздуходувки, дымососы, центробежные насосыЛегкая нагрузка. Легко запускается и имеет перегрузку не превышающую 110% в течение 1 минуты
Постоянный крутящий моментКонвейеры, насосы постоянного объема, мешалки, дробилки, мельницы и т.п.Тяжелая нагрузка. Крутящий момент постоянный, при нулевой скорости такой же, как при полной. Как правило перегрузка может составлять 150% в течение 1 минуты. Мощность изменяется линейно в зависимости от скорости вращения двигателя
Постоянная мощностьРежущие и полирующие станки и механизмыСамая высокая потребляемая мощность и самая тяжелая нагрузка при самой низкой скорости работы

Наиболее важным фактором на этом этапе является согласование характеристики нагрузки с приводом. Привод следует подбирать так, чтобы его номинальный ток был равен или превышал номинальный ток двигателя в установившемся режиме.

Характеристики источника питания ЧРП

Как только нагрузка определена, следующим шагом будет определение значения входного напряжения и частоты. В России на вход чаще всего подается переменный ток, но есть механизмы, работающие от постоянного тока. Входное напряжение обычно бывает:

  • Однофазное 220 В переменного тока
  • Трехфазное 380 В переменного тока
  • Трехфазное 690 В переменного тока

Стандартное значение частоты входного напряжения составляет 50 или 60 Гц.

Бывают ЧРП переменного тока предназначены для работы от источников постоянного тока, что расширяет диапазон возможностей их применения.

Требования к степени защиты корпуса

Выбор необходимого корпуса имеет важное значение, поскольку он увеличивает срок службы ЧРП и его компонентов и обеспечивает их защиту. Многие приводы являются частью более крупных систем автоматизации и устанавливаются в чистых кондиционированных помещениях или в уже существующих шкафах в специально зарезервированных для этого местах. ЧРП открытого исполнения или с минимальной степенью защиты изготавливаются именно для этих целей.

Однако большое количество частотных преобразователей устанавливаются в помещениях с неблагоприятными условиями эксплуатации. Понимание того, где будет установлен привод, является залогом более длительного срока его службы.

Степень защитыТемператураВысота над уровнем моряУсловия эксплуатации
IP200 — +40 CДо 1000 метровЧистая сухая среда, с минимальными суточными колебаниями температуры
IP54Влажная и пыльная среда, возможно попадание небольшого количества воды на корпус
IP65Влажная среда с возможностью образования конденсата или попадания обильного количества воды на корпус

Возможна работа за пределами этих диапазонов, но это лучше согласовать с производителем, он подскажет как правильно подобрать более мощный ЧРП под ту же самую задачу. Также для каждого конкретного случая может понадобиться установка дополнительных опций (фильтров, дросселей, плат расширения и др.)

Совместимость привода и технологического процесса

На этом этапе эксплуатация, изготовители оборудования и IT-специалисты должны совместно обсудить два вопроса:

  1. Требуется ли обратная связь?
    Необходимо определиться какие требования и ожидания предъявляются к ЧРП в общей системе взаимодействия. Многие функции привода предназначены именно для настройки технологического процесса, а не для банальной регулировки скорости вращения механизма. Встроенная память, быстродействующие процессоры и входы/выходы (I/O) позволяют приводам управлять различными процессами. Например, преобразователь частоты, подключенный к двигателю для поддержания уровня в емкости с помощью функции ПИД-регулирования или намоточное устройство при производстве бумаги, использующее несколько датчиков, управляющих несколькими приводами, для расчета правильных диаметров и скоростей. Независимо от типа технологического процесса или передаваемых сигналов — давления, расхода или температуры – все они используются для формирования корректного выходного сигнала ЧРП.
  2. Какой вид связи требуется?
    Во многих системах управления основной задачей является обеспечение связи между оборудованием и человеком посредствам человеко-машинного интерфейса (HMI) и сигналов. В некоторых случаях достаточно встроенного дисплея управления, который помогает оператору запустить или остановить процесс. В других случаях необходим удаленный мониторинг технологического процесса, для этого задействуются аналоговые и цифровые выходы преобразователя частоты. Или, возможно, пользователю нужно получать и отправлять сигналы по полевой шине ModBus, ProfiBus на АСУТП верхнего уровня или SCADA и т.п. Автоматическое управление без участия человека также возможно.

Техническая поддержка и гарантия от производителя

Во-первых, смотрят на срок гарантии оборудования это помогает понять какой уровень рисков готов взять на себя производитель и на сколько он уверен в выпускаемом им продукте. Гарантия в диапазоне от 18 до 24 месяцев довольно распространена, но может быть и 3 года и 5 лет и больше. Важно помнить, что бизнес в области электроники очень быстро меняется, и нет никакой уверенности, что текущая модель привода будет доступна в точно таком же виде через пять лет. Единственное, не стоит сомневаться, что технология частотно-регулируемого привода будет развиваться и ее функциональность будет увеличиваться.

Экспертная помощь при установке и вводе в эксплуатацию частотных преобразователей очень важна. Хорошая телефонная поддержка и технические специалисты, работающие на месте в регионе, имеют важное значение для поддержания беспрерывной работы производственной линии и комфорта сотрудников. Грамотность, опыт и оперативность специалистов поддержки может значительно сократить время простоя производства и повысить производительность всего предприятия.

Рассмотренные выше критерии выбора преобразователя частоты несколько стандартизированы и обобщены. В некоторых случаях могут применяться альтернативные методы подбора. Большинство производителей приводов осуществляют предпродажный сервис и помогают в выборе необходимого ЧРП из своей линейки или изготавливают индивидуальный привод для нестандартной задачи. Но даже в этом случае, вопросы, обозначенные выше, могут предоставить покупателям и проектировщикам прочную основу для начала общения.

Добавить комментарий

Gekoms LLC

Коллектив экспертов большая часть опыта и знаний которых востребованы в области промышленной автоматизации, разработки технически сложного оборудования, программировании АСУТП, управлении электроприводом. Телефон: +7(812) 317-00-87 Email: info@gekoms.com Сайт: http://gekoms.org