Для чего нужен частотный преобразователь для вентиляции
Зачем нужен частотный преобразователь для вентилятора
Частотные преобразователи необходимы для управления скоростью и моментами вращения электрических двигателей. Это позволяет управлять производительностью насосов, воздуходувок и вентиляторов. При использовании преобразователя двигатель запускается плавно и не производит резких пусковых ударов, что значительно уменьшает нагрузку на сеть и увеличивает срок службы механизмов.
Если использовать частотный преобразователь для вентилятора в совокупности с асинхронными двигателями, мотор будет постепенно менять скорость двигателей. Данный прибор действует по следующему принципу. Диоды выпрямления выравнивают напряжение переменного типа, после чего оно фильтруется через батарею конденсаторов, обладающих значительным емкостным ресурсом. Это позволяет минимизировать пульсацию выданного напряжения.
Напряжение передается схеме мостового типа, включающей транзисторы MOSFET или IGBT. Благодаря тому, что диоды не включаются параллельно, транзистор защищен от пробивания напряжением обратной полярности во время взаимодействия с обмотками устройства. В некоторых случаях схема может содержать цепь рассеивания. Она применяется во время торможения для гашения напряжения, вырабатываемого механизмом. Это позволяет избежать проблем при перезарядке конденсаторов.
Преимущества использования частотного преобразователя для вентилятора:
• Возможность эффективного использования на промышленных объектах;
• Повышение мощности вентиляции с увеличением температуры помещения;
• Экономия электричества до 50%;
• Предотвращение перегрева устройства;
• Приемлемый режим работы механизма на всем частотном диапазоне;
• Мягкий запуск и остановка прибора.
При правильном использовании, частотный преобразователь может поддерживать постоянную производительность вентилятора даже при засорении фильтра или изменять ее по заданному графику. При этом значительно упрощается настройка вентиляционной системы и обеспечивается надежная защита вентилятора от поломки.Это позволяет минимизировать пульсацию выданного напряжения.
Частотные преобразователи автоматического управления вентиляции
Чтобы обеспечить эффективность использования энергии и длительную работу энергонасыщенных производственных вентиляторов применяют преобразователи частоты. Применение инверторов в систему вентиляции решает важные производственные проблемы:
Преобразователь частоты для вентилятора заводского исполнения продлевает срок службы механизма в два раза, увеличивает его работоспособность. Эффект от использования преобразователя появится в течение месяца по отчетам: уменьшение мощности из-за отсутствия дросселей и заслонок, улучшения технологии производства.
Преобразователь частоты для вентилятора
Когда выбираете вид частотного преобразователя, то можете определить точное задание, которую будет выполнять привод с электромотором, точность регулировки скорости (частоты вращения), точности тип электродвигателя. Можете принимать нюансы конструкции частотника, его параметры, класс защищенности, удобство пользования.
Классификация преобразователей частоты:
Вентиляторы
Мощность вентилятора равна скорости вращения в кубе, поэтому применение преобразователя частоты является делом экономии. Для запуска вентиляторов с большой массой делают моторы высокой мощности. Это позволяет экономить электроэнергию и окупаемость частотного преобразователя получается около года. Также решается вопрос гидроударов: эксплуатация частотника, пуск и торможение вентилятора делается мягко. Частотник оснащен управлением, которая позволяет работать с групповыми вентиляторами, без лишних контроллеров. При разработке механизмов применяют с частотным преобразователем мотор сниженной мощности, экономия выходит за счет уменьшения расходов на холостом ходу.
Функции преобразователей частоты для вентиляторов:
Эти значения параметров надо брать во внимание, когда подходит время для выбора инвертора.
Применение преобразователей частоты для дымоудаления
Преобразователи нужны для регулирования скорости вращения мотора дымососа. В новой редакции СП 7.13130.2013 появилось такое требование, которого ранее не было. Суть его в следующем. Возможность использования частотников в механизме вентиляции дымоудаления нужно определять по испытаниям ГОСТ Р 53302. Ищем, на какие параметры механизма вентиляции влияют преобразователи по стандарту:
а) уменьшение подачи, давления вентилятора в испытаниях более 15% к параметрам, которые получены в начале испытания;
б) отклонение выше 15% параметров значений аэродинамики, которые получены на температурном воздействии на образец и охлаждении, в сравнении с параметрами вентилятора в аэродинамике;
Получается, что это вопрос по совмещаемости при эксплуатации механизма вентиляции. Вентилятор подвергается процессу испытания вместе с видом частотника для доказательства возможности применения. Сам частотник всегда соответствует стандарту, но является частью шкафа вентиляционного управления, который становится частью прибора пожарного оборудования управления, имеющего опции удаления дыма. Количество типов механизмов вентиляции должно быть равно количеству исполнений ППУ, которые прошли испытание.
Преобразователи частоты не имеют информации о совместимости с дымоудаляющим оборудованием вентиляции.
Частотный преобразователь (он же «частотник», он же «инвертор»)
В обиходе частотный преобразователь чаще называют частотником или инвертором.
Как уже было сказано, частотник предназначен для управления скоростью вращения электродвигателя. Это происходит за счёт изменения характеристик питающего напряжения.
Существуют модификации частотников для управления трёхфазными и однофазными двигателями.
Типовая структурная схема управления электродвигателем выглядит так:
На схеме трёхфазное питание подаётся на вход инвертора через автоматический выключатель, выполняющий защитную функцию, и магнитный пускатель (расцепитель), с помощью которого можно разорвать цепь по внешнему сигналу, когда это необходимо.
Частотник преобразует характеристики входного напряжения в соответствии с заданной схемой управления и требуемой частотой электродвигателя, и «выдаёт» на выход три фазы с изменёнными параметрами (частотой, величиной напряжения, сдвигом фаз).
Задание частоты может производится непосредственно с пользовательской панели преобразователя частоты или дистанционно с ПК или пульта оператора.
Для однофазного двигателя структурная схема управления аналогична.
Схема частотного преобразователя
Рассмотрим основные структурно-функциональные узлы преобразователя частоты:
Настройка частотного преобразователя
Для того, чтобы начать использование частотного преобразователя, его необходимо настроить, — то есть задать минимально-необходимый набор параметров:
Как узнать цену и получить коммерческое предложение
Чтобы узнать цену решения для вашего объекта, вы можете:
Преобразователь частоты для вентиляции — управление вентиляторами частотником
Чтобы обеспечить эффективность использования энергии и длительную работу энергонасыщенных производственных вентиляторов применяют преобразователи частоты. Применение инверторов в систему вентиляции решает важные производственные проблемы:
Преобразователь частоты для вентилятора заводского исполнения продлевает срок службы механизма в два раза, увеличивает его работоспособность. Эффект от использования преобразователя появится в течение месяца по отчетам: уменьшение мощности из-за отсутствия дросселей и заслонок, улучшения технологии производства.
Автоматическое управление вентиляцией, отоплением и системой кондиционирования в жилых домах и производственных помещениях, щиты, контроллеры датчики, блоки управления приточной и вытяжной вентиляцией предлагает в Москве компания «Вентавтоматика».
Преобразователь частоты для вентилятора
Когда выбираете вид частотного преобразователя, то можете определить точное задание, которую будет выполнять привод с электромотором, точность регулировки скорости (частоты вращения), точности тип электродвигателя. Можете принимать нюансы конструкции частотника, его параметры, класс защищенности, удобство пользования.
Классификация преобразователей частоты:
Вентиляторы
Мощность вентилятора равна скорости вращения в кубе, поэтому применение преобразователя частоты является делом экономии. Для запуска вентиляторов с большой массой делают моторы высокой мощности. Это позволяет экономить электроэнергию и окупаемость частотного преобразователя получается около года. Также решается вопрос гидроударов: эксплуатация частотника, пуск и торможение вентилятора делается мягко. Частотник оснащен управлением, которая позволяет работать с групповыми вентиляторами, без лишних контроллеров. При разработке механизмов применяют с частотным преобразователем мотор сниженной мощности, экономия выходит за счет уменьшения расходов на холостом ходу.
Функции преобразователей частоты для вентиляторов:
Эти значения параметров надо брать во внимание, когда подходит время для выбора инвертора.
INNOVERT VENT – преобразователь частоты для вентиляторов
Системы, у которых обмен воздуха меняется часто, требуют постоянного изменения оборотов вентилятора. Это обусловлено необходимостью изменения потребности расхода воздуха из-за скопившихся веществ (вредных), изменения образования теплоты, увеличения влажности и т.д. Чтобы оптимизировать размер расхода воздуха, надо использовать преобразователь частоты для вентилятора.
Возможность регулирования количества оборотов вращения вентилятора дает увеличение срока службы системы.
Где применяется Innovert Vent?
Преобразователь для вентиляторов Innovert Vent для эксплуатации с 3-фазными двигателями асинхронного типа. Его принцип действия очень надежен и прост в управлении – подключение к механизму и запуск – в итоге можете контролировать обороты вентилятора.
Innovert Vent является частотным преобразователем высокой эффективности, удобный в управляемости. Параметры настройки ясны персоналу. Это не доставит трудности для подключения. Он хорошо сочетается с эксплуатацией мотора на конвейерах, экструдерах, станках по обработке металлов, механизмах заводского назначения, вентиляции и водоснабжения. Частотник при настройке не программируется, это делает простым его в наладке.
Введение преобразователя в эксплуатацию делается быстро. Пульт управления имеет потенциометр с электронной начинкой. Механизм двигателя с частотником повышает период между ремонтами, делает лучше технологический системный процесс. После наладки частотника механизм эксплуатируется в экономном режиме, нет риска простоев вне плана. С его использованием появляется возможность делать прогнозы по отказам в работе, так как механизм будет предупреждать вас или останавливать мотор из-за поломки.
Цена частотного преобразователя меньше, чем оборудования двигателя вентиляции, вы будете экономить во время ремонта и замене запчастей.
Преобразователь частоты Омрон для вентиляционных систем.
Частотник Омрон в настоящее время является наиболее распространенным. Для запуска вентилятора нужен электромотор и механизм по регулировке напора воздуха. Методом регулировки вентиляции является заслонка. Электродвигатель запущен на всю мощность, запорная арматура регулирует воздушное давление. Чтобы экономно и правильно производить управление вентилятором, можете применять преобразователи частоты Омрон. Мотор работает от этого преобразователя на энергии, которая подается преобразователем, для поддержки воздушного давления. Экономия электроэнергии двигателя доходит до 50%. Если посчитать сколько энергии за весь период работы расходует электромотор, то получается огромная экономия. Преобразователь Омрон окупается за один год работы, а далее дает производству прибыль.
Питание частотника Омрон
Частотные преобразователи Омрон работают от сети переменного тока как 3-фазной, так и 1-фазной. При одной выходной фазе формируется синусоидальное 3-фазный потенциал нормального управления моторами. Это приемлемо для частотников с мощностью 0,2-2.2 киловатт. Трехфазные частотники Омрон эксплуатируют в большем интервале мощности 0,2-250 киловатт.
Применение преобразователей частоты для дымоудаления
Преобразователи нужны для регулирования скорости вращения мотора дымососа. В новой редакции СП 7.13130.2013 появилось такое требование, которого ранее не было. Суть его в следующем. Возможность использования частотников в механизме вентиляции дымоудаления нужно определять по испытаниям ГОСТ Р 53302. Ищем, на какие параметры механизма вентиляции влияют преобразователи по стандарту:
а) уменьшение подачи, давления вентилятора в испытаниях более 15% к параметрам, которые получены в начале испытания;
б) отклонение выше 15% параметров значений аэродинамики, которые получены на температурном воздействии на образец и охлаждении, в сравнении с параметрами вентилятора в аэродинамике;
Получается, что это вопрос по совмещаемости при эксплуатации механизма вентиляции. Вентилятор подвергается процессу испытания вместе с видом частотника для доказательства возможности применения. Сам частотник всегда соответствует стандарту, но является частью шкафа вентиляционного управления, который становится частью прибора пожарного оборудования управления, имеющего опции удаления дыма. Количество типов механизмов вентиляции должно быть равно количеству исполнений ППУ, которые прошли испытание.
Преобразователи частоты не имеют информации о совместимости с дымоудаляющим оборудованием вентиляции.
Выбор преобразователя частоты для применения в системе вентиляции
Использование преобразователя частоты в системе вентиляции позволяет снизить шумность, продлить срок службы вентилятора и электродвигателя и получить заметную экономию электроэнергии.
Общие принципы выбора преобразователя частоты для двигателя изложены в статье «Помощь при выбора преобразователя частоты».
Использование преобразователя частоты для применения с вентиляционным оборудовванием может иметь свои особенности, которые можно выделить, рассмотрев выбор преобразователя частоты на примере конкретного применения.
1. Определение параметров двигателя.
Для корректного выбора преобразователя частоты для применения с вентилятором необходимо выяснить мощность, номинальный ток и напряжение электродвигателя вентилятора. Наиболее точно эти параметры можно узнать из паспорта или шильдика (таблички) двигателя.
Шильдик выглядит следующим образом:
Из шильдика следует, что двигатель трехфазный, его номинальное напряжение 380 В, его номинальный ток (Iн) 1,94 А и мощность 0,75 кВт.
Иногда определить параметры электродвигателя невозможно по причине повреждения или отсутствия шильдика. Теоретически, используя справочники, можно определить недостающие параметры, зная тип электродвигателя, его типоразмер и высоту вала. Но на практике отсутствие или повреждение шильдика часто свидетельствует о длительной эксплуатации электродвигателя и старении изоляции его обмоток. При последующей работе такого электродвигателя с преобразователем частоты, усталость изоляции обмоток может привести к быстрому выходу электродвигателя из строя. Поэтому многие производители преобразователей частоты рекомендуют применять преобразователи частоты только с новыми электродвигателями. Год выпуска также обычно указывается на шильдике электродвигателя.
2. Определение максимального тока преобразователя частоты
Каждая рабочая машина или механизм имеет свои значения перегрузки и пускового момента. Так, например, для обеспечения работы работы осевого вентилятора коэффициент запаса по пусковому моменту (Kз) равен 1,1. Это означает, что преобразователь частоты должен иметь возможность выдавать ток на 10% выше номинального тока электродвигателя.
Расчет максимального тока (Im) для преобразователя частоты на примере осевого вентилятора будет следующим:
Im=Kз*Iн=1,1*1,94=2,13 А.
Таким образом, преобразователь частоты должен обеспечивать максимальный ток не ниже 2,13 А.
В параметрах преобразователя частоты указывается номинальный ток (In) и значение перегрузочной способности, которая указывается в процентах от номинального тока. Например, для преобразователя частоты серии Danfoss FC-051 Micro Drive значение перегрузочной способности (Kp) равно 150%.
При выборе преобразователя частоты должны соблюдаться следующие правила:
а) Номинальный ток преобразователя частоты (In) должен быть не ниже номинального тока двигателя (Iн) вентилятора:
Iн ≤ In;
б) Максимальный ток преобразователя частоты (Imp) должен быть не ниже расчетного максимального тока:
Im ≤ Imp
Максимальный ток преобразователя частоты (Imp) можно рассчитать по следующей формуле:
Imp = (In / Kp)*100%.
3. Требования электромагнитной совместимости (ЭМС).
Преобразователь частоты является источником электромагнитных помех, которые могут негативно сказываться на работе электроустановок и электронных приборов. Для снижения негативного воздействия помех в преобразователе частоты могут устанавливаться входные фильтры ЭМС.
Для нашего примера будем считать, что вентилятор расположен в офисном помещении категории С2, потому необходим преобразователь частоты с фильтром ЭМС А1 или лучше.
4. Определение длины моторного кабеля.
Моторным кабелем называется кабель, которым соединяется преобразователь частоты и электродвигатель. Большинство производителей преобразователей частоты ограничивают длину моторного кабеля расстоянием 30-50 метров. Для увеличения длины моторного кабеля может потребоваться дополнительная установка дорогостоящих dU/dt фильтров или синус-фильтров.
При большой длине моторного кабеля можно использовать некоторые серии преобразователей частоты Danfoss или Vacon. Так, например, преобразователи частоты серии Vacon 100 FLOW могут эксплуатироваться с моторным кабелем длиной до 200 метров без применения специальных фильтров, а Danfoss FC-102 HVAC Drive до 300 метров.
Для нашего примера будем считать, что расстояние от преобразователя частоты до вентилятора не более 25 метров.
5. Определение режима торможения электродвигателя.
Большинство вентиляторов останавливают выбегом, поэтому наличие тормозного прерывателя с возможностью подключения дополнительного тормозного сопротивления не нужно. Исключения составляют некоторые дымососы и вентиляторы градирен, где в зависимости от требований технического процесса может потребоваться установка дополнительных тормозных сопротивлений из-за большой инерции вентилятора.
При выборе преобразователя частоты для нашего примера наличие дополнительных тормозных сопротивлений не нужно и наличие тормозного прерывателя не принципиально..
6. Степень защиты и окружающая среда.
Преобразователь частоты может быть установлен в специальном шкафу с высокой степенью защиты от воздействий окружающей среды — влаги и пыли. В этом случае можно выбрать преобразователь частоты со степенью защиты IP21 и ниже. Преобразователь частоты в исполнении IP21 можно также установить без шкафа непосредственно на стену в сухом и чистом помещении, но при вероятности появления пыли или повышенной влажности степень защиты преобразователя частоты при установке вне шкафа должна быть не менее IP54.
Для нашего примера будем считать, что преобразователь частоты будет смонтирован в шкафу. Исходя из этих условий, выбираем привод в исполнении IP20 или IP21.
7. Выбор способа управления преобразователем частоты.
Управление преобразователем частоты может осуществляться разными способами: со встроенной панели управления преобразователя частоты, кнопками на двери шкафа или на панели управления, по сетевому протоколу (при наличии такой возможности).
Также нужно определить, что будет выступать сигналом для регулирования скорости вращения внтилятора: аналоговый датчик давления, дискретный датчик давления, задание скорости вращения потенциометром или по сетевому протоколу.
Предположим, что управлять и задавать скорость преобразователю частоты будет удаленный контроллер через сетевой протокол Modbus RTU. В тоже время нужна возможность местного управления преобразователем частоты с панели оператора, вынесенной на дверь шкафа.
Также необходимо иметь удаленную сигнализацию аварийного режима.
Учитывая вышесказанное, необходимо чтобы у преобразователя частоты был порт RS485 и поддержка Modbus RTU, возможность выноса панели на дверь шкафа и сигнальное реле — для передачи сигнала «Авария».
Удобство применения универсальных преобразователей частоты может проявляться в хорошем знании обслуживающим персоналом принципов настройки и эксплуатации, унификации запасных частей и применимостью на разных типах механизмов (одна серия преобразователей частоты может использоваться например и на грузоподъемном оборудовании, и для примения с вентиляторами). Но эта особенность зачастую определяет более сложную конструкцию и наличие множества невостребованных функций.
Наличие большого количества прикладных функций у универсального преобразователя частоты является его преимуществом, но в тоже время для конкретного применения количество функций может быть минимальным. Например, универсальный преобразователь частоты может управлять вентилятороми иметь ПИД-регулятор для точного поддержания давления в трубе, но не иметь функции каскадного регулятора для управления несколькими вентиляторами.
Кроме того, универсальный преобразователь частоты зачастую дороже узкоспециализированного. Исключения составляют универсальные привода малой мощности, обычно до 15-22 кВт
Специализированный преобразователь частоты, в свою очередь, имеет очень ограниченные возможности применения (например, основными сферами применения Vacon 100 FLOW являются насосы, вентиляторы и компрессоры). Но, для «своих» применений у специализированного преобразователя частоты есть множество специальных функций. Например, для управления вентиляторами у специализированных преобразователей частоты есть функции спящего режима, каскадного регулирования для вентиляторов, пожарный режим, часы реального времени, функция попеременного управления вентиляторами для оптимальной наработки ресурса.
На нашем примере видно, что мощность двигателя мала — 0,75 кВт, а наличие специализированных функций не нужно.
В связи с этим предпочтительнее выбор универсального преобразователя частоты малой мощности.
9. Подведем итоги:
Для выбора преобразователя частоты для применения с вентилятором нужна следующая информация:
— Параметры электродвигателя вентилятора;
— Тип внтилятора;
— Тип входного фильтра преобразователя частоты;
— Длина кабеля от вентилятора до преобразователя частоты;
— Степень защиты преобразователя частоты от воздействий окружающей среды;
— Способ управления преобразователем частоты;
— Необходимость использования специализированные функций.
Для нашего примера эти параметры будут такими:
Номинальный ток двигателя — 1,94 А;
Максимальный ток ПЧ (не ниже) — 2,13 А;
Входной фильтр — не хуже А1;
Длина моторного кабеля — 15 метров;
Тормозной прерыватель — не нужен;
Степень защиты корпуса ПЧ — IP20 или IP21;
Поддержка протокола Modbus RTU;
Возможность выноса панели на дверь шкафа;
Количество релейных выходов — 1;
Специальные функции не нужны.
Исходя из этого, выбираем преобразователь частоты
Danfoss серии FC-051 Micro Drive FC-051PK75T4E20H3XXCXXXSXXX, имеющий следующие характеристики:
Номинальный ток — 2,2 А;
Максимальный ток — 3,3 А;
Входной фильтр — A1;
Максимальная длина моторного кабеля — 50 метров;
Тормозной прерыватель — есть;
Степень защиты корпуса — IP20;
Поддержка протокола Modbus RTU – есть;
Возможность выноса панели на дверь шкафа — есть;
Количество релейных выходов — 1.
Преобразователи частоты Danfoss FC-051 Micro Drive не укомплектованы панелью оператора, поэтому её нужно заказывать отдельно. Существует два варианта панели оператора, отличающиеся наличием или отсутствием потенциометра на лицевой панели и степенью защиты от воздействий окружающей среды:
