Недавние исследования рынка показывают, что мировой рынок низковольтных преобразователей переменного тока до сих пор примерно в 20 раз больше, чем мировой рынок низковольтных устройств плавного пуска. Это очень интересное явление, учитывая тот факт, что выбор в пользу устройства плавного пуска вместо преобразователя частоты для некоторых применений может привести к значительной экономии затрат, места в шкафу управления и электроэнергии.
Итак, почему преобразователи применяют в тех случаях, когда плавного пуска достаточно для выполнения задачи?
Ответ довольно простой: преобразователи частоты подходят практически для всех применений, в отличие от устройств плавного пуска. Некоторые люди воспринимают это как аргумент в пользу того, что преобразователи частоты легче выбирать, устанавливать и вводить в эксплуатацию, чем устройства плавного пуска. На самом деле, это не так. При применении преобразователей частоты необходимо учитывать гораздо больше факторов, чем при использовании устройств плавного пуска. Поэтому, нужно просто понимать, что преобразователи частоты подходят для решения более широкого спектра задач, чем устройства плавного пуска.
Таким образом, принимая решение о том, что выбрать, устройство плавного пуска или преобразователь частоты, необходимо учитывать прежде всего область применения.
Принимая решение, найдите ответы на следующие вопросы:
- Каковы требования к крутящему моменту?
- Требуется ли управлять скоростью во время работы? Требуется ли изменять направление вращения при максимальных оборотах?
- Существуют ли какие-либо ограничения со стороны питающей сети?
- Требования к крутящему моменту нагрузки очень важны при выборе между устройством плавного пуска и преобразователем частоты. Приводная система требует высокого пускового момента? Требуется номинальный крутящий момент при нулевой скорости или удержание нагрузки? Устройства плавного пуска по определению осуществляют пуск при пониженном напряжении. Это означает, что номинальный крутящий момент недостижим при нулевой или очень низкой скорости.
Из-за этого не рекомендуются применять плавный пуск для следующих типов нагрузки: экструдеры, поршневые насосы, наклонные конвейеры (нагруженные), лифты и подъемники (кроме гидравлических). Напротив, преобразователи частоты способны обеспечивать номинальный крутящий момент от нулевой до номинальной скорости и обычно могут справиться со всеми типами нагрузки.
Способность регулировать скорость — это еще одна ключевая особенность, которая продиктована топологией и конструкцией устройств плавного пуска и преобразователей частоты. Устройства плавного пуска построены на базе тиристоров, которые обеспечивают подключение обмоток двигателя к питающей сети. Физические свойства этих полупроводниковых приборов позволяют выбирать момент включения тиристора, но не момент отключения — тиристор выключается сам. Это позволяет изменять напряжение двигателя от нуля до номинального напряжения сети (регулирование напряжения). Это означает, что на двигатель всегда подается напряжение сетевой частоты и что после разгона двигатель будет вращаться со скоростью, соответствующей частоте 50 Гц (или 60 Гц). Направление вращения определяется порядком чередования фаз питания.
Напротив, преобразователи частоты состоят из гораздо большего числа активных электронных компонентов. Обычно в их состав входит диодный выпрямитель, шина постоянного тока и инвертор на базе биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT). IGBT-транзисторы можно включать и отключать в любой необходимый момент и практически с любой частотой. На двигатель может подаваться напряжение различной амплитуды и различной частоты, что обеспечивает непрерывное управление скоростью вращения в любом направлении.
Преобразователи частоты способны работать в большинстве существующих систем электроснабжения, включая те, мощность которых сравнима с мощностью двигателя. Как правило, при использовании устройства плавного пуска питающая сеть должна выдерживать пусковые токи от 150% до 450% номинального тока двигателя. Некоторые преобразователи
частоты также могут работать с 3-фазными двигателями с при питании от однофазной входной сети. Устройства плавного пуска могут работать только от трехфазной входной сети.
При принятии решения о выборе устройства плавного пуска или преобразователя частоты для конкретной приводной системы прежде всего необходимо учитывать особенности нагрузки. Следует в обязательном порядке учитывать такие факторы, как требования к крутящему моменту, регулирование скорости и параметры питающей сети.
Общие требования для применения устройств плавного пуска такие:
- Необходимость снижения механического износа и повреждения нагрузки при пуске
- Основное требование при пуске — ограничение пускового тока
- Нагрузка не требует высокого пускового момента
- Легкая или умеренная нагрузка на приводную систему
- Работа без регулирования скорости
Применение преобразователей частоты сопряжено со следующими требованиями:
- Регулирование скорости во время работы
- Высокий пусковой момент
- Управление положением
- Удержание ротора с нулевой скоростью
Независимо от того, какой способ управления двигателем вы выберете, при выборе конкретного устройства следует учитывать также требования к установке, вводу в эксплуатацию и дополнительным фильтрам или устройствам защиты цепи.
