Выбор и параметры частотного преобразователя

Энергосбережение является актуальным направлением развития и совершенствования современных промышленных предприятий.

Что такое частотник?

При проектировании технологического процесса, в качестве расчетных, принимаются параметры максимальной производительности производства, которая по факту достигается не постоянно. При этом электрическое оборудование потребляет неизменное количество электроэнергии вне зависимости от производительности оборудования, эффективность которого из-за этого снижается, а удельные затраты на единицу продукции увеличиваются.

Для того, чтобы удельные затраты на производство продукции оставались неизменными необходимо, чтобы электро потребление снижалось пропорционально производительности процесса в целом и наиболее энергоемких единиц оборудования, в частности.

Для решения такой задачи предназначен или, как его называют в обиходе – “частотник”.

Частотный преобразователь преобразует трех или однофазный сетевой ток со стандартной частотой 50 Гц в электрический ток необходимой частоты, которая варьируется от 1 до 800 Гц, количество фаз тока при этом не меняется.
 

Параметры, влияющие на выбор преобразователя

На выбор частотного преобразователя, помимо минимального размера цены, влияет ряд технических параметров электропривода, на который он устанавливается.
Эти параметры являются исходными и включают в себя:

1.Механическая мощность на валу двигателя (не путать с потребляемой мощностью) – дает погрешность при выборе преобразователя ввиду возможности динамичного изменения нагрузки на валу реципиента.
2. Максимальное значение потребляемого тока – дает наиболее точные результаты при подборе преобразователя, не является паспортным значением, требует натурных измерений.
3. Напряжение питающей сети – определяет применимость привода при 220В, 380 В или для работы в высоковольтной сети.
4. Диапазон регулирования частоты – определяет набор функциональных параметров преобразователя, если угловая скорость меняется более, чем на 10%, требуется принятие дополнительных мер для работы на частотах близких к нулевому значению и реализации обратной связи, для контроля температуры обмотки двигателя, во избежание перегрева.
5. Способ остановки реципиента – определяет исполнение соответствующей функции разными методами:
 

• рекуперация в сеть – дает наибольшую экономию электричества;
• использование тормозного сопротивления – низкая себестоимость;
• торможение двигателем – не требует затрат, но возможно только на малых мощностях.


• 1. Особенности управления – определяют дополнительную комплектацию в зависимости от схемы управления – по месту или дистанционно, в ручном, автоматизированном или автоматическом режимах. С увеличением степени комфортности управления растет цена.
  2. Функции защиты – реализуются стандартным необходимым набором.
  3. Условия и особенности монтажа и обслуживания – с увеличением агрессивности окружающего рабочего пространства и трудностей монтажа и обслуживания, растет уникальность устройства и, как следствие, его цена.
   

  Способы выбора преобразователя частоты

  Существует четыре основных способа выбора устройства для преобразования частоты:
  
  1. Самым точным является выбор по величине максимального потребляемого электродвигателем тока, в соответствии с ним выбирается частотник, выходное значение тока которого, при постоянном или квадратичном характере изменения крутящего момента на валу, равно или превышает это значение.
  
  Для определения максимального значения токовой нагрузки, требуется загрузка агрегата или механизма на 100% его производительности при рабочих параметрах (температура, давление, плотность среды и т.п.).
  
  2. По полной мощности потребляемой двигателем и, соответственно, выдаваемой преобразователем в качестве выходного параметра. Полная мощность определяется расчетным способом по известным соотношениям, в зависимости от напряжения, силы тока и числа ступеней реципиента. Сравнение параметров полной мощности для двигателя и преобразователя осуществляется при одном и том же значении напряжения.
  
  3. По механической мощности на валу двигателя, способ дает погрешность из-за того, что является функцией механической мощности, к.п.д. двигателя и коэффициента мощности (где к.п.д. и коэффициент мощности принимаются по рекомендациям).
  
  4. По номинальной мощности, соответствующей серии асинхронных электродвигателей, характеризуется наименьшей точностью подбора, по причине того, что не учитываются фактические условия эксплуатации.
  
  
  Таким образом, точность подбора зависит от реалистичности исходных данных, а цена от набора функций и выходных параметров.