Отличия частотного преобразователя и устройства плавного пуска

Частотные преобразователи и устройства плавного пуска представляют собой специальные приборы, оптимизирующие работу асинхронных электродвигателей. С ними двигатель легче запускается, упрощается регулировка скоростей вращения, обеспечивается защита от возможных аварий. Результаты действия обоих приборов примерно одинаковы, поэтому возникает вопрос – зачем использовать и тот, и другой одновременно? Для ответа на этот вопрос рассмотрим подробно их функционал и принцип работы.

Особенности принципа действия

Асинхронные электрические двигатели, для которых применяются устройства плавного пуска и частотные преобразователи, имеют простую конструкцию и недорого стоят. Эти несомненные достоинства позволяют широко использовать их в приводах бытовых инструментов и промышленного оборудования. Однако у них имеются недостатки, способные привести к сбоям и даже аварийным ситуациям. Это большие пусковые токи и трудности регулирования частоты вращения.

В целях минимизации рисков и применяют спецустройства:

1. Частотные преобразователи (ЧП) – работают за счет изменения скорости вращения электродвигателя при изменении частоты питающего напряжения. В большей степени популярны ЧП на базе схемы двойного преобразования с ШИМ-модуляцией.

Данная схема содержит выпрямитель, блок управления и инвертор. Питающее переменное напряжение сначала выпрямляется, затем инвертируется в напряжение другой частоты. Значение частоты определяется широтой и длительностью управляющих импульсов, отпирающих полевые транзисторы инвертора.

2. Устройства плавного пуска (УПП) – бесступенчато изменяют величину напряжения, подаваемого на обмотки электродвигателя во время его пуска, разгона и торможения. Принцип действия УПП основан на бестрансформаторном регулировании напряжения в цепи обмоток статора электродвигателя.

Когда достигается номинальная частота вращения вала двигателя, включается шунтирующий контактор. Ток в силовой цепи протекает, минуя УПП. Таким образом, устройство плавного пуска включается только при запуске и остановке электрической машины.

Назначение преобразователей частоты и устройств плавного пуска

Теперь о функционале. Несмотря на, казалось бы, похожие задачи, рассматриваемые приборы имеют разное назначение.

Частотные регуляторы применимы в случаях, если необходимо:

1. Ограничить пусковые токи.
2. Отрегулировать скорость вращения ротора и нужный на валу конкретной электромашины момент силы, различающийся в зависимости от подаваемой на двигатель нагрузки.
3. Защитить электродвигатель от аварий и выходящих за нормы режимов работы.
4. Точно позиционировать вал двигателя претенциозных механизмов.
5. Поддерживать определенные значения технологических параметров.

ЧП позволяет обойтись без редукторов, электромагнитных муфт и других устройств для механического регулирования скорости.

Назначение устройств плавного пуска следующее:

1. Снижение пусковых токов.
2. Запуск и остановка электродвигателей в плавном режиме.
3. Использование электродвигателей в сети ограниченной мощности.
4. Синхронизация момента на валу двигателя с нагрузкой при пуске оборудования.

Итак, области применения частотных преобразователей и устройств ПП существенно отличаются. Простой пример: есть модели УПП, изменяющие скорость вращения ротора электродвигателя. Однако они не могут заменить устройство ЧП, так как не предназначены для длительной эксплуатации в данном режиме.

УПП или ЧП: когда какое устройство лучше выбрать

Каждый из этих аппаратов – необходимое дополнение к дорогостоящему производственному и даже бытовому оборудованию. Они снижают износ электрических двигателей, защищают от перегрузок, экономят электроэнергию. Однако существующие между ними различия требуют более внимательного подхода к покупке. Если кратко, то ориентироваться нужно на следующее:

• с помощью преобразователей частоты, например векторных ПЧ, можно решить практически любые задачи. Они считаются многофункциональными устройствами, то есть практически универсальны. УПП выбирается в большей степени по экономическим причинам;
• главные преимущества устройств плавного пуска перед преобразователями частоты – сравнительно небольшая цена и малые размеры, позволяющие разместить аппарат даже в ограниченном пространстве. В числовом выражении оба фактора для УПП ниже в несколько раз (от 1,5 до 10-ти раз).

Выбор конкретного устройства зависит от требований к электроприводу и промышленному оборудованию, а также от особенностей сети. Прежде чем покупать тот или иной прибор, следует проанализировать условия работы электропривода, его цели и задачи, параметры питающей сети и другие факторы. Принять правильное решение помогут объективная оценка производственных факторов, инженерно-технические и экономические расчеты.