Частотный преобразователь: виды и особенности работы

Частотный преобразователь (ПЧ), или преобразователь частоты является электронным устройством, используемым для контроля скорости и/или момента двигателей переменного тока путем изменения частоты и напряжения питания электродвигателя. По принципу управления различают 2 основных вида частотных преобразователей.

ПЧ со скалярным управлением(V/F)

Частотники этого типа выдают на выходе напряжение определенной частоты и амплитуды для поддержания определенного магнитного потока в обмотках статора. ПЧ с таким принципом регулирования отличаются относительно низкой стоимостью, простотой конструкции. Скалярные ПЧ используют для приводов насосных агрегатов, вентиляторов и других устройств и оборудования, где не требуется поддерживать скорость вращения ротора вне зависимости от нагрузки. ПЧ со скалярным управлением используют в условиях невысоких требований к нагрузке или в случаях подключения нескольких двигателей к одному частотному преобразователю.

ПЧ с векторным управлением

Микропроцессорные устройства преобразователей с векторным управлением автоматически вычисляют взаимодействие магнитных полей статора и ротора. ПЧ такого типа обеспечивают постоянную частоту вращения ротора вне зависимости от нагрузки. Они используются для оборудования, где необходимо поддерживать необходимый крутящий момент при низких скоростях, высокое быстродействие и точность регулирования. Применение векторных ПЧ позволяет регулировать частоту вращения, задавать требуемый момент на валу.

ПЧ с векторным управлением делятся на преобразователи частоты с открытым контуром, т.е. без датчика обратной связи (SVC) и устройства с замкнутым контуром, т.е. с датчиком обратной связи (VC). Последние используются для приводов с широким диапазоном регулирования скорости до 1:1000, необходимости позиционирования точного положения вала, регулирования момента при низких скоростях, точного поддержания частоты вращения, пуска двигателя с номинальным моментом. ПЧ без датчика применяют для приводов с более низкими требованиями.

Применение ПЧ

Частотные преобразователи нужны для решения следующих задач:

• Контроль скорости двигателя: ПЧ позволяет изменять скорость вращения двигателя в соответствии с требованиями производства. Например, вентиляторы, насосы и компрессоры могут работать на разных скоростях в зависимости от требуемой производительности.
• Экономия энергии: ПЧ позволяет снизить потребление энергии в электрических двигателях, так как они могут работать на более низких скоростях без потери производительности.
• Уменьшение износа оборудования: ПЧ позволяет смягчить пусковые токи и избежать частого выключения и включения электрических двигателей, что приводит к уменьшению износа оборудования и увеличению срока его службы.
• Управление вращающим моментом: ПЧ позволяет управлять вращающим моментом двигателя в зависимости от нагрузки на него. Например, при повышенной нагрузке на двигатель, ПЧ может автоматически увеличить вращающий момент, чтобы обеспечить нужную производительность.

Особенности применения ПЧ

Зависит от конкретных условий эксплуатации и требований производства. Некоторые из них включают:

• Необходимость точного контроля скорости: если точный контроль скорости является критически важным, то использование ПЧ может быть необходимым для обеспечения нужной производительности.
• Вибрация: если электрический двигатель часто сталкивается с вибрацией, ПЧ может помочь снизить ее, благодаря более точному управлению скоростью и вращающим моментом.
• Требования к шуму: некоторые производственные процессы требуют минимального уровня шума. ПЧ может помочь снизить уровень шума, благодаря более плавному и точному управлению скоростью двигателя.
• Экономия энергии: если экономия энергии является критически важным для производства, ПЧ может быть необходим для снижения потребления энергии электрическими двигателями.

В заключение Частотный преобразователь является неотъемлемой частью современного производства, позволяющей повысить эффективность работы электрических двигателей и сократить износ оборудования. Различные типы ПЧ предназначены для различных типов электрических двигателей и условий эксплуатации, и использование правильного типа может помочь обеспечить нужную производительность и эффективность работы оборудования.