Содержание консультации
Так как асинхронный двигатель является составной частью почти каждого современ-ного привода, то вопрос создания частотного регулирования вставал на особый уровень. На сегодняшний день частотники уже повсеместно применяются для подключения электрических двигателей к сети и их управления.
Частотные преобразователи предназначены для преобразования сетевого трёхфазного либо однофазного переменного тока частотой 50 гц в трёхфазный либо однофазный частотой 1-800гц. Плавное регулирование скорости вращения двигателя даёт возможность не применять редукторы, вариаторы, дроссели и другую регулирующую аппаратуру, что делает структуру управления проще, дешевле и существенно надёжнее.
Частотные преобразователи в составе с асинхронным двигателем могут использованы для замены электропривода постоянного тока. Частотные преобразователи для электродвигателей уменьшают величину пусковых токов в 4-5 раз, что позволяет сэкономить до 50% электроэнергии при запуске. По заверению производителей экономия электроэнергии до 50% (для насосных установок) и до 70% ( для вентиляторных установок). Средняя окупаемость вложенных средств за счёт экономии ресурсов составляет 0,5 – 1,5 года.
По сути, частотный инвертор, это прибор, изменяющий частоту поданного на обмотки напряжения. Благодаря частотнику, получилось подключить асинхронный двигатель к сети без ущерба его ресурса, без перегрева и еще дать массу возможностей по управлению скоростью вращения вала.
Современный частотный инвертор состоит из двух принципиальных блоков. Первый блок полностью сглаживает напряжение и на выходе выдает постоянное. Постоянное напряже-ние подается на силовой блок генерации частоты. После преобразования, на выходе из второго блока, частота напряжения уже будет такая, какая задана настройкой. За возможность изме-нять частоту напряжения отвечает микропроцессор, который встроен в частотник. Используя заданную программу, процессор следит за выходной частотой напряжения, а также за параметрами работы электрического двигателя.
По сути, частотные преобразователи для асинхронных двигателей принцип работы которых заключен в простом вырабатывании нужной частоты переменного тока, это модуля-торы нужной природы напряжения, которая необходима для того или иного оборудования. Именно это снизило негативное влияние на работу электрического двигателя, которое имело место быть при использовании конденсаторов. Электрический двигатель получает именно такое напряжение, которое положено ему для нормальной работы.
В настоящее время рынок предлагает достаточное количество частотных преобра-зователей, различных по мощности, габаритам, защиты от внешней среды. В числе сельско-хозяйственной техники, ежегодного испытываемой Алтайской МИС, значительную часть занимают машины с электроприводом, среди которых все чаще встречаются с приводными электродвигателями, подключенными к сети через частотные преобразователи.
Так, например, весной текущего года проходил испытания роторный измельчитель кормов РИК-88 (Рисунок 1) производства ООО "НОЭЗНО-Сельмаш", г. Новосибирск. Испытания были выездными, проводились в СПК "Дальний" Краснощёковского района Алтайского края.
Измельчитель представляет собой стационарную машину, предназначенную для измельчения грубых кормов (рулонов или тюков соломы и сена). Основными узлами маши-ны являются: рама с установленным на ней бункером, ротором с выгрузным устройством. Технологический процесс протекает следующим образом: рулон подлежащий измельчению, подается в бункер который, вращаясь, направляет его на ротор. Под воздействием бичей ро-тора и дек, установленных в корпусе дробильной камеры, он измельчается и воздушным потоком, создаваемым ротором, через выгрузное устройство подается в транспортное средство.
Привод исполнительных механизмов осуществляется от электродвигателей мощностью - ротора 55кВт, бункера -5,5кВт через редуктор. Запуск электродвигателя привода ротора производится устройством мягкого запуска через автоматический выключатель
и контактор (Рисунок 2). Работой мотор-редуктора бункера управляет частотный преобразователь DELTA VFD (Рисунок 3).
В зависимости от количества загружаемого исходного продукта и его влажности с помощью частотного преобразователя регулируется частота оборотов мотор – редуктора привода бункера. При этом сохраняется качество измельчённой массы, уменьшается нагрузка на исполнительный механизм, что продлевает эксплуатационный ресурс электропривода, экономится электроэнергия при запуске.
Пульт управления измельчителя смонтирован в двух электрических щитах и размещен в отдельном помещении (Рисунок 4), в большем электрощите ЩМПг-65.50.22 размещены цепь управления и питания двигателя ротора, в меньшем ЩМПг-40.30.22 – цепь питания мотор-редуктора бункера.
На Алтайской МИС в числе испытательного оборудования имеется мобильный стенд для испытания высевающих аппаратов сеялок (Рисунок 5). Фактически представляет собой механический имитатор движения, включающий в себя: приводной электродвигатель мощностью 2,5кВт; червячный редуктор, выходной вал которого связан с цепной передачей с возможностью регулирования положения ведомого (выходного) вала звездочки в вертикальной плоскости по высоте; датчика периода вращения выходного вала; блока индикации и управления. Регулируемый по высоте выходной вал позволяет соединить стенд с помощью карданного вала с валами механизма привода высевающих аппаратов различных сеялок, либо же непосредственно с высевающим аппаратом.
Заданная скорость движения сеялки обеспечивается изменением частоты вращения электродвигателя под управлением частотного преобразователя. На данном стенде применен преобразователь марки “ВЕСПЕР” (Рисунок 6). Выбран на 15% больше мощности исполь-зуемого двигателя, в связи с пиковыми нагрузками, возникающими при старте двигателя.
По своей сути, применение частного преобразователя для питания асинхронного электрического двигателя позволяет существенно продлить жизнь электрического двигателя, дает возможность регулировать работу двигателя и экономить на расходе электрической энергии.
При выборе модели частотного преобразователя следует исходить из конкретной
задачи ,которую должен решить электропривод.
- типа и мощности подключаемого электродвигателя
- точности и диапазона регулирования скорости
- точности поддержания момента вращения на валу двигателя
- конструктивные особенности преобразователя ( размеры, форма, вынос пульта ).
Главным параметром при выборе преобразователя является потребляемый электрический ток двигателя. Таким образом, при выборе частотного преобразователя достаточно
определить выходной ток и проверить соответствие мощности выбранного преобразователя мощности двигателя. Индивидуальные особенности частотных
преобразователей будут зависеть от конкретного промышленного механизма.
Рисунок 1 - Роторный измельчитель кормов РИК-88
Рисунок 2 - Устройство мягкого запуска, автоматический выключатель и контактор
Рисунок 3 - Частотный преобразователь DELTA VFD
Рисунок 4 – Общий вид щита управления роторного измельчителя РИК–88
Рисунок 5 – Стенд для испытаний высевающих аппаратов
Рисунок 6 – Блок индикации и контроля (по стрелке - преобразователь частоты марки "ВЕСПЕР")
Исполнитель В.А. Синдинский
Заявитель С.В.Пахомов
Директор ФГБУ "Алтайская МИС" А.А. Бодрызлов
| 
