Частотные преобразователи DEKraft — эффективное управление электродвигателями в промышленных системах

Преобразователи DEKraft регулируют скорость асинхронных электродвигателей. Изменяя частоту и напряжение, они управляют вращением без переключения передач. Такие устройства используются в насосах, вентиляторах, конвейерах и технологических установках. Электронный пуск уменьшает токовые броски и ударные нагрузки на привод, а регулирование скорости согласует производительность механизма с технологическим процессом. Доступные функции и номинальные параметры зависят от конкретной серии DEKraft.

Технические характеристики

Числа ниже характеризуют типовые низковольтные приводы, но не все исполнения DEKraft. Параметры модели определяет изготовитель:

• частота питающей сети — 50 или 60 Гц,
• типовые классы питания — 1 фаза, 220–240 В либо 3 фазы, 380–400 В,
• выходное напряжение — регулируемое, с ограничением по напряжению силовой цепи,
• частота выхода — от 0 Гц до предельного значения, предусмотренного исполнением,
• частота переключения силовых ключей — обычно порядка 2–16 кГц для устройств этого класса,
• степень защиты распространенных шкафных исполнений — IP20,
• номинальный выходной ток — по мощности, схеме питания и паспорту модели,
• перегрузочная способность — по допустимому току и длительности перегрузки,
• температурный режим — по исполнению и требованиям к охлаждению.

При оценке нагрузочной способности учитывают паспортный ток двигателя, его рабочий цикл, длину кабеля и характер сопротивляющего момента. Совпадение мощностей в киловаттах само по себе недостаточно.

Конструкция и функциональные узлы

Преобразователь содержит силовой тракт и микропроцессорное управление. Основные узлы выполняют следующие функции:

• сетевой выпрямитель — преобразует переменный ток в постоянный,
• звено постоянного тока — сглаживает пульсации с помощью конденсаторов,
• инвертор — создает трехфазное напряжение из постоянного посредством силовых ключей,
• плата управления — формирует команды инвертору и выполняет диагностику,
• измерительные цепи — контролируют ток, напряжение и нагрев,
• панель оператора — задает параметры и отображает состояние, если предусмотрена конструкцией,
• радиатор и вентилятор — обеспечивают тепловой режим силовой электроники.

Широтно-импульсная модуляция создает импульсы переменной длительности. Благодаря индуктивности обмоток ток двигателя имеет более плавную форму, чем напряжение на выходе инвертора. Повышение частоты коммутации может уменьшать акустический шум, но увеличивает коммутационные потери.

Принцип регулирования скорости

Скорость вращения магнитного поля определяется частотой питания и количеством полюсов двигателя. У четырехполюсной машины при 50 Гц синхронная скорость составляет 1500 об/мин, при 25 Гц — 750 об/мин, при 10 Гц — 300 об/мин. Ротор вращается медленнее поля из-за скольжения, зависящего от нагрузки. При скалярном управлении поддерживается зависимость U/f. Для номинала 380 В и 50 Гц отношение напряжения к частоте составляет 7,6 В/Гц. На малых оборотах применяют компенсацию падения напряжения и ограничение тока. Векторное управление, если оно предусмотрено моделью, повышает точность регулирования момента и скорости.

Режимы работы и способы управления

Набор алгоритмов зависит от серии. В промышленной практике используются следующие функции:

• плавный пуск — увеличение частоты по заданному времени разгона,
• плавная остановка — замедление с учетом инерции и напряжения звена,
• стабилизация скорости — удержание частотной уставки при изменении нагрузки,
• реверс — смена направления вращающегося поля,
• многоступенчатая скорость — переключение заранее заданных частот,
• местное управление — ввод команд с панели устройства,
• дистанционное управление — команды через дискретные и аналоговые входы либо интерфейс связи, если он предусмотрен.

Время разгона и торможения согласуют с инерцией оборудования. При слишком быстром замедлении энергия вращающихся масс повышает напряжение в звене постоянного тока. Для ее рассеивания в совместимых схемах применяют тормозной резистор и соответствующий тормозной модуль.

Защитные функции и требования к монтажу

Встроенная диагностика снижает вероятность повреждения силовых компонентов и двигателя. В зависимости от конструкции контроль может охватывать:

• превышение допустимого выходного тока,
• повышение или снижение напряжения постоянного звена,
• перегрев силового модуля и радиатора,
• расчетную тепловую перегрузку электродвигателя,
• исчезновение фазы питания при наличии соответствующей функции,
• ошибки управляющих входов и интерфейсов связи.

Во время установки разделяют моторные и сигнальные цепи, подключают защитное заземление и обеспечивают вентиляционные зазоры. Экранированный кабель и сетевые фильтры помогают ограничить электромагнитные помехи. Переключение аппаратов между работающим инвертором и двигателем допускается только по указаниям изготовителя. Перед обслуживанием отключают питание и выдерживают указанное время разряда конденсаторов.

Области промышленного применения

В насосных станциях изменение скорости регулирует расход и давление, в вентиляции — подачу воздуха, на конвейерах — темп перемещения продукции. Для центробежной нагрузки действуют приближенные законы подобия: при снижении скорости до 80 % исходной расчетная мощность уменьшается до 51,2 % исходной. Экономия зависит от напора, потерь и КПД привода. Для механизмов с постоянным моментом аналогичное снижение мощности не гарантируется.

Таким образом, частотные преобразователи DEKraft обеспечивают электронное регулирование электроприводов и позволяют реализовать плавный пуск, изменение скорости и контроль рабочих параметров. Применение конкретного исполнения требует соблюдения его номинальных значений и монтажных ограничений. Компания «Олниса» поставляет частотные преобразователи DEKraft для промышленных объектов. Поставки электротехнического оборудования «Олниса» ориентированы на производственные предприятия разных отраслей. В ассортименте компании представлена продукция для оснащения и модернизации технологических систем.