Наиболее распространенный тип электродвигателей, которые используются на производстве и в коммунальном хозяйстве — это трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Преобразователи частоты могут работать и с двигателями других типов, но это должно быть явно указано в их документации.
Что дает применение частотных преобразователей?
Применение преобразователей частоты позволяет использовать двигатели более оптимально, получать дополнительную информацию о состоянии двигателя и защищать его от различных проблем, которые могут произойти при эксплуатации. Кроме прямой выгоды от регулирования скорости (установка работает точно на необходимой мощности, не больше - не меньше), есть дополнительные преимущества, такие как:
-
поддержание высокого КПД механизма
-
экономия электроэнергии при неполной нагрузке
Основные причины установки частотных преобразователей
Выделяют следующие причины установки преобразователей частоты:
- Необходимость изменения скорости вращения электродвигателя для регулирования технологического процесса. Например, поддержание потока или давления в зависимости от сигнала датчика;
- Частые пуски и остановы электродвигателя. Прямой пуск создает нежелательную нагрузку на сеть и сокращает срок службы двигателя. Частотный преобразователь обеспечивает мягкий пуск двигателя и может, например, поддерживать уровень жидкости в емкости, включая насос по датчику или по заданному графику.
- Специальные режимы управления с ограничением или регулированием момента на валу двигателя. Частотный преобразователь в данном случае, в том числе, защищает электродвигатель от перегрузки или блокировки вала.
- Снижение влияния на сеть и/или рекуперация энергии при торможении. Современные преобразователи частоты, оборудованные фильтрами и активными выпрямителями, могут иметь регулируемый cos потребления (от минус 0.8 до плюс 0.8), т.е. выступать в роли компенсаторов реактивной мощности, и обеспечивать эффективное длительное торможение (например при движении лифта вниз), возвращая в сеть избыточную энергию.
- Использование трехфазных электродвигателей при однофазном питании. Если двигатель имеет возможность переключения «звезда-треугольник» 380/220, то он может быть включен от однофазной сети 220В без потери мощности. Преобразователь в этом случае преобразует однофазную сеть в трехфазную.
- Информационные функции. Преобразователь частоты имеет набор датчиков (тока, напряжения) и позволяет подключить внешние датчики (скорости, температуры, вибрации) и передавать информацию о режиме работы и состоянии электродвигателя по последовательному интерфейсу в систему АСУ. Подробная информация о процессе позволяет избежать незапланированных простоев и снизить потери при аварии, а также оптимизировать сервисное обслуживание с учетом реальной наработки оборудования.
Дополнительные возможности частотных преобразователей
- Позволяют выбирать направление вращения (и делать реверс) без дополнительного оборудования;
- Ограничивают пусковой ток двигателя;
- Позволяют настраивать темп разгона и торможения;
- Поддерживают момент двигателя при колебаниях сетевого напряжения;
- Позволяют ускоренно тормозить двигатель (особенно при использовании тормозного резистора или рекуперации);
- Экономят электроэнергию за счет оптимизации технологического режима (до 30-50%);
- Экономят электроэнергию при частичной нагрузке (за счет снижения поля в двигателе);
- Экономят электроэнергию путем использования так называемого "спящего режима" с отключением насоса при отсутствии водопотребления;
- Обеспечивают различные защиты двигателя и установки.
- Обеспечивают возможность работы по программе и автоматический перезапуск при восстановлении питания.