1.6.2 Выбор преобразователя частоты
Одним из важных направлений снижения энергопотребления является внедрение энергосберегающего оборудования, к которому в первую очередь относится частотно-регулируемый электропривод (ЧРП) – асинхронный электродвигатель, управляемый от преобразователя частоты [13].
Силовая часть частотно-регулируемого электропривода переменного тока состоит из двух основных элементов: асинхронного электродвигателя и преобразователя частоты, включенного между двигателем и сетью. Преобразователь частоты не только обеспечивает эффективное регулирование частоты вращения двигателя изменением частоты напряжения на его входе, но и необходимые значения тока и напряжения.
При выборе модели преобразователя частоты следует исходить из конкретной задачи, которую должен решать электропривод, типа и мощности подключаемого электродвигателя, точности и диапазона регулирования скорости и т.д. Так же можно учитывать конструктивные особенности преобразователя, такие как размеры, необходимая степень защиты (IP), возможность выноса пульта управления и др.
Мощность
электропривода является, пожалуй, одним
из основных его параметров. В зависимости
от номинальной мощности или тока
двигателя выбирается частотный
преобразователь. Рекомендуется выбирать
по максимальному значению тока
потребляемого двигателем от частотного
преобразователя с учетом перегрузочной
способности ПЧ. Если требуется большой
пусковой момент или короткое время
разгона/замедления, выбирается
преобразователь на ступень выше
стандартного. Номинальный длительный
ток преобразователя частоты должен
быть больше (или равен) фактического
длительного тока, потребляемого
двигателем.
Пусковой
ток двигателя ограничивается
преобразователем по уровню (120-200% от
номинального тока ПЧ) и по времени
действия (обычно до 60 сек), поэтому,
условия пуска двигателя при питании
напрямую от сети и при питании от ПЧ
отличаются. При подаче номинального
напряжения на двигатель напрямую
(например, рубильником, пускателем) от
сети, пусковой ток может достигать
семикратного значения от номинального
тока двигателя [14]. При пуске (это плавный
пуск, с плавным нарастанием частоты
питающего двигатель напряжения) двигателя
от преобразователя частоты пусковой
ток может быть снижен (до номинального
или реально потребляемого двигателем
в установившемся режиме) настройками
(главным образом – установкой времени
разгона). В случае, если требуется быстро
разогнать инерционную нагрузку может
потребоваться преобразователь частоты
большей номинальной мощности, чем
мощность двигателя. В нашем случае
преобразователь частоты работает с
одним двигателем, скорость которого
плавно должна регулироваться. Исходя
из принципа, в котором коэффициент
перегрузочной способности преобразователя
должен быть меньше коэффициента
перегрузочной способности двигателя
,
выберем преобразователь частоты по
формуле (1.24):
,
(1.24)
где
–
номинальный ток преобразователя;
– номинальный
ток двигателя равный 414 А;
– перегрузочная способность двигателя равная 2,5;
– перегрузочная способность преобразователя.
Исходя из паспортных данных двигателя и режима работы привода, отметим наиболее подходящий частотный преобразователь модели Siemens Sinamics g120 7037, характеристики которого приведены в таблице (2).
Таблица 2 - Параметры преобразователя частоты SIEMENS Sinamics 7037
Типоразмер |
Мощность, кВт |
Номинальный выходной ток, А |
Базовый ток нагрузки, А |
Ток перегрузки, А |
Номинальный ток звена пост. Тока, А |
Потребляемый ток, А |
Потери при 2.5 кГц, кВт |
Примерный вес, кг |
7037 |
400 |
690 |
628 |
938 |
821 |
759 |
10.2 |
460 |
Рисунок 1.7 – Силовая схема преобразователя частоты Sinamics g120: где QF – автоматический выключатель, БФ1 – блок входного фильтра, БФ2 – блок выходного фильтра, AD – микроконтроллер, БП – блок питания, DS – плата индикации с переключателем способа управления, БТР – тормозной резистор, FU – предохранитель