Частотные преобразователи для электродвигателя

Частотные преобразователи для электродвигателя и зачем они нужны

Современные электродвигатели все чаще комплектуют частотными преобразователями, способными менять частоту электрического тока. Благодаря этому однофазный или трехфазный ток с частотой в 50Гц может быть преобразован в ток с частотой от 1 до 800 Гц. Сегодня частотные преобразователи для электродвигателя выпускаются двух основных типов: индукционные и электронные. Для плавного регулирования скорости асинхронного двигателя используют электронные преобразователи. Они состоят из выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный, и инвертора, задача которого изменить постоянный ток в переменный с заданной амплитудой и частотой.

Устройство частотного преобразователя и принцип действия

Схема частотного преобразователя для электродвигателя состоит из тиристора или транзистора, работающих как электронные ключи. Управление ими, контроль и защиту обеспечивает микропроцессор. Частотные преобразователи для электродвигателя могут быть с непосредственной связью и с промежуточным звеном постоянного тока. Электрический модуль преобразователя с непосредственной частью является управляемым выпрямителем. В нем обмотки двигателя подключаются к питающей электросети после открытия группы тиристоров, за что отвечает система управления преобразователя. Гораздо шире распространены модули с промежуточным звеном постоянного тока, использующие двойное преобразование электроэнергии. В них входящий ток выпрямляется, затем сглаживается фильтром, после чего опять преобразуется в напряжение с изменяемой амплитудой и частотой. Потери мощности при использовании частотных преобразователей невелики, поэтому сегодня все чаще регуляторы частоты вращения электродвигателя используют данный принцип работы. Это более эффективно, чем использование резисторов в цепи ротора или изменение напряжения на статоре.

Особенности выбора и применения частотных преобразователей

Задача выбора частотного преобразователя и его эксплуатация непросты, обязательно необходимо учитывать такие аспекты:

• при выборе мощности учитывать номинальный ток и напряжение, как самого преобразователя, так и двигателя;
• при регулировании оборотов на низких оборотах необходимо обеспечить принудительное охлаждение преобразователя;
• для подключения должен использоваться экранированный кабель, благодаря которому можно будет минимизировать наводки;
• между приводом и генератором должен быть установлен контактор, способный защитить преобразователь от перенапряжений;
• при запитывании преобразователя от однофазной сети выходной ток должен быть не более 50% от номинального.

В том случае, если экранированный кабель не помогает полностью защититься от наводок, можно использовать шунтирующие конденсаторы или сетевые дроссели.

Преимущества, которые дают частотные преобразователи для двигателя, очевидны. В первую очередь это увеличение КПД, что особенно заметно на низких нагрузках. Кроме этого их применение позволяет отказаться от различных механических регулировочных устройств. Дроссели, задвижки, тормоза, заслонки, регулирующие клапана не только снижают КПД, но и делают систему менее надежной. Частотные преобразователи обеспечивают значительную экономию электроэнергии. Статистические исследования подтвердили, что экономия использования электродвигателей с этими устройствами обеспечивает сокращение затрат до 50%, что позволяет существенно увеличить рентабельность любого производство.