Сегодня частотный преобразователь является довольно распространенным прибором и очень часто эксплуатируется людьми, не имеющими специального образования относительно электроприводов. Данная статья в короткой тезисной форме поможет получить необходимую информацию об электроприводах, чтобы избежать некоторых ошибок, возникающих при работе, выборе и монтаже оборудования с частотными преобразователями. Конечно, эта статья не может заменить учебники по электроприводу и руководства по эксплуатации, но какой-то минимальный набор полезной информации она предоставит.
Плавный пуск
Преобразователь частоты обеспечивает плавный пуск в любом приложении, что защищает механическую приводную систему, предотвращая разрыв конвейерных лент, ремней, цепей и уменьшая износ подшипников. Плавный пуск также способствует снижению нагрузок на электросеть, поскольку уменьшает ток пуска с 600 процентов до 100-150 процентов номинального тока электродвигателя.
Выбор двигателя
При выборе двигателя для частотно-регулируемого привода ошибкой номер один является ориентирование только на мощность. Необходимо учитывать тот факт, что оговоренная мощность частотного преобразователя подразумевает только его эксплуатацию со стандартным четырех полюсным асинхронным электродвигателем в стандартном применении. В других случаях надо руководствоваться номинальным током и напряжением преобразователя и двигателя.
Эксплуатация электродвигателя на низкой скорости
Если в приложении необходимо, чтобы стандартный самовентилируемый электродвигатель довольно долго работал на небольших скоростях (меньше 1/3 от номинальной скорости), то надо помнить, что охлаждающие способности вентилятора, который расположен непосредственно на валу электродвигателя, резко снижаются и электродвигатель может перегреться. В этом случае надо применять независимое охлаждение или нагрузку на двигатель снижать адекватно.
Электромагнитная совместимость
Ключом к решению многих проблем по электромагнитной совместимости является грамотная прокладка электрокабелей. Следует использовать экранированный кабель между электродвигателем и частотным преобразователем, а прокладывать его надо отдельно от всех имеющихся других проводов (на расстоянии не менее 100 мм). В местах пересечения сигнальных и силовых проводов их надо располагать друг к другу под углом 90 градусов.
Питание от генератора
При плавном пуске электропривода появляется возможность применения более дешевого питающего электрического генератора, поскольку можно использовать генератор, мощность которого в четыре – шесть раз меньше. В этом случае мощность генератора рассчитывают, ориентируясь на электроток в установившемся режиме. Между частотным преобразователем и генератором устанавливается контактор, управляемый с помощью релейного выхода частотного преобразователя, который при срабатывании защиты его выключает. Таким образом, при перенапряжении от генератора происходит размыкание контактора и опасное высокое напряжение снимается с частотного преобразователя.
Свободновращающиеся вентиляторы
В некоторых приложениях вентиляторы могут самораскручиваться в обратную сторону при воздействии движения воздуха. Запуск такого вентилятора может вызывать возникновение токов короткого замыкания, способных повредить двигатель и частотный преобразователь. Чтобы этого избежать, надо в простых приводах использовать функцию торможения перед стартом при помощи постоянного тока, а в продвинутых приводах следует пользоваться функцией синхронизации с вращающимся электродвигателем.
Нагрузки с переменным крутящим моментом
Некоторые механизмы, например, центробежные и осевые насосы и вентиляторы, имеют момент, который зависит от частоты вращения. В этом случае надо использовать приводы, которые специально предназначены для такой нагрузки и имеют перегрузочную способность 120 процентов. Для вентиляторов и насосов, которые имеют возвратно-поступательное движение, следует применять общепромышленные приводы, предназначенные для эксплуатации с постоянным моментом. Их перегрузочная способность составляет 150 процентов.
Питание трехфазного преобразователя от сети с одной фазой
Трехфазные частотные преобразователи Optidrive можно запитать напряжением требуемого уровня и от однофазной сети. Но в этом случае преобразователь нельзя нагружать током, значение которого составляет больше 50 процентов от номинального тока.
Экономия электроэнергии
При управлении двигателем с помощью частотного преобразователя происходит снижение скорости, что приводит к снижению мощности, потребляемой приводом. Энергосберегающий эффект особенно выражен в вентиляционных и насосных системах с ПИД-регулятором производимого процесса по расходу или давлению, а также при наличии функции оптимизации энергопотребления в преобразователе частоты.
Переменная подача
В некоторых техпроцессах возникает необходимость в синхронизации нескольких приводов для согласования их работы. Например, в продольно-резальных станках деревообрабатывающей промышленности можно согласовать привод подачи древесины с приводом продольной пилы. Ток нагрузки в приводе пилы может использоваться в качестве сигнала обратной отрицательной связи для ПИД-регулятора в приводе подачи. Оптимизация процесса объясняется тем, что при возрастании нагрузки на пилу будет адекватно уменьшена подача и наоборот.
Гармоники
Электроприводы, являясь источниками высших гармоник, оказывают влияние на электросеть. Использование сетевого дросселя может значительно снизить этот негативный эффект. Кроме того, являясь двухсторонним буфером, сетевой дроссель оказывает множество положительных эффектов и на сам привод, продлевая его эксплуатационный ресурс и увеличивая надежность.
Защищенная конструкция
Производителям частотных преобразователей очень часто приходится искать компромисс между защищенностью прибора от воздействия различных внешних факторов (человеческих, физических, климатических) и эффективностью теплоотвода. Обычно, частотные преобразователи, имеющие высокую степень защиты, обладают меньшим температурным диапазоном или большими размерами, а иногда используется система раздельного охлаждения. Разработчики систем с использованием приводов вынуждены искать компромисс между ценой оборудования и требованиями безопасности и надежности. В одних случаях бывает выгодно использовать частотный преобразователь, имеющий высокую степень защиты, а в других выгоднее установить в защищенный шкаф обычный ПЧ.
Длинный моторный кабель
Частотный преобразователь в идеальном случае должен располагаться непосредственно на двигателе. В руководстве по эксплуатации преобразователя частоты указывается максимальная длина кабеля. Как правило, эта длина относится к экранированным, бронированным кабелям или в металлическом рукаве. Длину неэкранированного моторного кабеля можно увеличить на 50 процентов. В случае применения выходного моторного дросселя длину кабеля следует увеличить еще в два раза.
Параллельное подключение двигателей
Номинальный ток или мощность частотного преобразователя при одновременном подключении к нему нескольких электродвигателей надо выбирать с запасом, составляющим 10 – 15 процентов от номинальных токов или суммарной мощности всех электродвигателей. Следует также иметь в виду, что рассчитывая длину моторного кабеля, надо суммировать длину кабелей всех электродвигателей. Суммарную длину можно уменьшить, если все двигатели подключать не к клеммам частотного преобразователя, а последовательно, то есть, второй к первому, третий ко второму и так далее. Как правило, когда количество параллельных электродвигателей составляет три и более, то рекомендуется устанавливать моторный дроссель даже в том случае, если длина кабелей двигателей не является больше максимально допустимой. Большинство ПЧ не допускает коммутации (отключения/подключения) электродвигателей при помощи э/м контакторов во время работы. Это можно делать только, используя команду СТОП привода.