Содержание
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 нагрузки | Механизмы | Требования к перегрузке |
| Переменный крутящий момент | Вентиляторы, воздуходувки, дымососы, центробежные насосы | Легкая нагрузка. Легко запускается и имеет перегрузку не превышающую 110% в течение 1 минуты |
| Постоянный крутящий момент | Конвейеры, 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 мощность | Режущие и полирующие станки и механизмы | Самая 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 защиты | Температура | Высота над уровнем моря | Условия эксплуатации |
| IP20 | 0 — +40 C | До 1000 метров | Чистая сухая среда, с минимальными суточными колебаниями температуры |
| IP54 | Влажная и пыльная среда, возможно попадание небольшого количества воды на корпус | ||
| IP65 | Влажная 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:
- 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. - 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.
