Frekvenční měnič: účel, klasifikace a ovládání

Problematika úspory energie a zvýšení životnosti elektromotorů je pro moderní podniky důležitá. Použití frekvenčních měničů zajišťuje spolehlivý a nepřetržitý provoz připojených zařízení.

Co jsou převodníky?

Elektrická zařízení pro regulaci frekvence střídavého napětí. Hlavní oblastí použití těchto zařízení je změna frekvence otáčení a točivého momentu asynchronních elektrických strojů. Princip řízení a regulace je založen na závislosti rychlosti otáčení magnetického pole na frekvenci napájecího napětí [2].

K čemu slouží frekvenční měnič?

Pro změnu frekvence střídavého proudu (frekvence sítě) bez změny amplitudy napětí se používá frekvenční měnič [1].

• přesná regulace rychlosti otáčení elektromotorů;
• úspora energie;
• kontrola a eliminace rušení, elektromagnetických vlivů;

Obecně platí, že frekvenční měniče umožňují přesné a flexibilní řízení různých zařízení, čímž se zvyšuje účinnost, hospodárnost a spolehlivost systémů.

Oblast použití frekvenčních měničů

Zařízení se používá téměř ve všech průmyslových odvětvích. Jeho použití je zvláště důležité v následujících oblastech:

• energie: regulace výkonu a spotřeby energie systémů;
• metalurgie: řízení frekvence, rychlosti otáčení pohonů v různých metalurgických procesech, jako je laminování, válcování, žíhání atd.;
• Ropný a plynárenský průmysl: řízení čerpadel, kompresorů a ventilátorů;
• chemický průmysl: řízení chemických procesů;
• potravinářský průmysl: řízení rychlosti otáčení míchaček, čerpadel, dopravníků;
• Automobilový průmysl: v elektrických a hybridních vozidlech k řízení rychlosti elektromotorů a optimalizaci spotřeby energie.

Frekvenční měnič se také používá v odvětvích jako je zásobování vodou, železniční doprava, ventilace a klimatizace atd.

Zařízení a princip činnosti

Princip činnosti měniče v elektromotoru je založen na použití polovodičových součástek.

Klíčové součásti zařízení:

• usměrňovač: převádí stejnosměrný proud ze zdroje střídavého proudu na stejnosměrný proud;
• invertor: převádí stejnosměrný proud na střídavý proud o určité frekvenci a amplitudě;
• filtry: slouží k vyhlazení střídavého proudu;
• mikroprocesor nebo regulátor, který řídí provoz frekvenčního měniče.

Frekvenční měnič umožňuje měnit rychlost otáčení elektromotoru změnou frekvence střídavého proudu. To je užitečné zejména v systémech, kde je vyžadována optimalizace výkonu a snížení spotřeby energie.

Výhody použití frekvenčních měničů

Úspora energie a zlepšená kontrola nad výrobními procesy jsou hlavními výhodami použití konvertorů [3]. Kromě toho je zahrnutí zařízení do výrobního procesu nutné z následujících důvodů:

• zvýšení životnosti zařízení;
• snížení hluku a vibrací – zlepšení pracovních podmínek pro personál;
• zvýšení spolehlivosti: zajištění ochrany proti přetížení, zkratu a dalším nouzovým situacím;
• Flexibilita a přizpůsobivost: měniče umožňují snadno měnit otáčky elektromotoru v závislosti na potřebách procesu.

Výhody dělají z frekvenčních měničů nedílnou součást moderních průmyslových systémů a pomáhají zvyšovat efektivitu, spolehlivost a flexibilitu výroby.

Shrnutí: proč používat frekvenční měniče?

Frekvenční zařízení se doporučují pro použití s ​​různými typy zařízení. Pomáhají udržovat konstantní parametry proudu a zabraňují poruchám. To výrazně snižuje spotřebu energie, snižuje prostoje a zvyšuje životnost zařízení.

Frekvenční měnič – zařízení používané při regulaci chodu synchronních a asynchronních elektromotorů a jiných zařízení. S jeho pomocí je neustále sledován proces transformace vstupních signálů na výstupní signály.

Proč potřebujete převodník a jak to funguje?

K převodu střídavého proudu v zařízení se používá frekvenční měnič. To znamená, že vstupní frekvence střídavého proudu se transformuje na střídavý proud s požadovanou výstupní frekvencí. Díky tomu je dosaženo plynulé regulace rychlosti otáčení hřídele u elektromotorů.

Frekvenční generátor slouží k dosažení stabilního a nepřerušovaného provozu elektrických zařízení. Kromě toho zařízení umožňuje:

• Optimalizovat výrobní procesy;
• Prodlužte životnost zařízení;
• Snižte úroveň spotřeby energetických zdrojů.

Konstrukce frekvenčního měniče závisí na principu jeho činnosti, účelu a způsobu ovládání. Ale všechny frekvence mají společné konstrukční prvky:

• Tyristorový nebo diodový usměrňovač (nebo převodník). Prochází tok proudu a narovnává jej. První typ umožňuje pracovat se zařízením bez dalších spínacích zařízení. Diodové usměrňovače jsou spolehlivé a mají minimální úroveň zvlnění.
• Filtr. Nutné k vyhlazení zvlnění výstupního napětí.
• Střídač. Převádí výsledný stejnosměrný proud na střídavý proud. Invertor obsahuje IGBT tranzistory – tranzistory s efektem pole a bipolární tranzistory zapojené do kaskády.

Všechny prvky elektrického obvodu frekvenčních měničů lze rozdělit na výkonové a řídicí. Mezi první patří tyristory nebo tranzistory. Ovládací prvky jsou mikroprocesory, které řídí činnost usměrňovačů, zpracovávají signály a také chrání zařízení před přetížením.

Klasifikace měničů

Rozdělení frekvencí podle typu může být založeno na různých faktorech:

• Zdroj napájení;
• Operace;
• Způsob kontroly;
• Rozsah použití.

Podle typu napájení se rozlišují jednofázové a třífázové nouzové situace. Existují také zařízení určená pro práci s vysokonapěťovými zařízeními.

Provoz zařízení může být nepřetržitý a nevyžaduje další zařízení. Zároveň existují převodníky, které fungují jako mezičlánek. V tomto případě bude pro správnou funkci vyžadováno další vybavení.

Často jsou frekvenční zařízení vybavena displejem, na kterém lze nastavovat a sledovat různé parametry, což také rozšiřuje funkčnost zařízení.

Zařízení můžete ovládat různými způsoby:

• Ručně – pomocí panelu a dálkového ovládání;
• Vzdáleně – díky připojení ke vzdálenému PC;
• Na základě událostí – je možné automatizovat časy start/stop.

V závislosti na oblasti použití se převodníky rozlišují:

• Průmyslový;
• Pro čerpací a ventilační systémy;
• Pro výbušný průmysl;
• Instalováno na jeřábových/zdvihacích mechanismech;
• Pro montáž na skříně elektromotoru.

Existují i ​​zařízení s vektorovým řízením.

Jak vybrat frekvenční měnič

Před výběrem frekvenčního generátoru je nutné vzít v úvahu vlastnosti zařízení, pro které je potřeba. Kromě toho je důležité věnovat pozornost technickým informacím o samotném převodníku:

• Vstupní a síťové napětí;
• Napájení;
• Proud;
• Typ zatížení;
• Stupeň ochrany;
• Přetížitelnost atd.

Kromě toho je důležité vědět, jak nouzové zařízení připojit a nakonfigurovat. Nejprve je třeba pečlivě prostudovat pokyny pro frekvenční měnič. Většina přístrojů má různá rozhraní a výstupy pro připojení k zařízení a motorům. Během procesu nastavení je nutné správně připojit všechny vodiče k odpovídajícím svorkám.

Pokud máte nějaké dotazy ohledně výběru frekvenčního měniče nebo potřebujete poradit, můžete kontaktovat technické specialisty SOYUZ-PRIBOR telefonicky, emailem nebo prostřednictvím formuláře pro zpětnou vazbu.