Частотные преобразователи (Частотник, Инвертор)

Инвертор или частотный преобразователь — это электротехническое устройство, регулирующее параметры переменного напряжения. Обычно используются в комбинации с асинхронным электродвигателем (насосы, винтеляторы, шпиндели). Корректировка частоты оборотов мотора с применением инвертора позволяет экономить до 50% энергии в различных механизмах. Эффективность достигается за счет регулировки производительности основного оборудования.

Сортировать по умолчанию цене

Как работает частотный преобразователь

Принцип действия инверторов заключается в изменении вращающего момента и количества оборотов, подаваемых на рабочий орган фрезерных станков, машин. Функционирует частотный преобразователь для электродвигателя по следующему алгоритму:

  1. Подача напряжения из стандартной бытовой сети 220 В или промышленной трехфазной 380 В;
  2. Преобразование параметров электропитания за счет комплексного воздействия модулей устройства;
  3. Формирование на выходе системы импульсного напряжения с диапазоном частоты пускового тока в пределах от нуля до нескольких сотен герц.

Благодаря изменению преобразователем характеристик питающего напряжения, достигается заданная скорость движущихся частей токарного станка или другого оборудования. Плавное регулирование исключает резкие изменения параметров, тем самым продлевается срок службы прочих компонентов механизма. 

Технические характеристики частотника

Диапазоны параметров частотника должны соответствовать паспортным данным шпинделя. При выборе преобразователя следует ориентироваться на:

  • Входное напряжение, количество фаз и диапазон относительно номинала, от его ширины зависит стабильность работы инвертора;
  • Мощность, нужен запас не менее 10% сверх мощности, которая потребляется асинхронный двигателем на максимальных оборотах;
  • Частота выходного напряжения, особенно важна для высокоскоростных шпинделей от 10 тысяч об/мин (указывается как RPM в импортных версиях);
  • Наличие защиты электродвигателя от перегрузок, отключающей шпиндель при перегреве обмоток, предотвращает поломку двигателя при обработке материала с большим сопротивлением;
  • Способ управления из двух вариантов — недорогой скалярный или векторный с более точной регулировкой скорости вращения ротора;
  • Дополнительные функции для комфорта, к примеру, входы/выходы для настройки дистанционного управления.

Актуальна в инверторе опция автоматического распознавания характеристик мотора, особенно когда отсутствует документация на шпиндель. Данная функция применяется только в качестве ориентира. Точные значения характеристик электродвигателя следует брать из технических паспортов. Их можно найти в Интернете по маркировке и серийному номеру, указанным на специальной табличке, шильдике, который находится на корпусе шпинделя.

Виды инверторов

Преобразователи частоты производятся двух типов — непосредственные (НПЧ) и двухзвенные. Непосредственный представляет собой реверсивный тиристорный частотник. Достоинство данного вида состоит в подключении к сети напрямую, без дополнительных устройств. 

Двухзвенный преобразователь— это тиристорный или транзисторный инвертор. Для его безопасной и корректной работы необходимо дополнительное звено постоянного напряжения. При подключении такого вида устройства к общепромышленным сетям используется выпрямитель, который обычно поставляется вместе с преобразователем и работает в общей системе управления. Двухзвенный частотник создается на базе автономного инвертора напряжения (АИТ) или тока (АИТ). Для сглаживания пульсаций тока и напряжения, в комплект входит фильтр.

Сферы применения частотников

Не так давно при проектировании сложных механизмов выбирались двигатели постоянного тока, с которыми было возможно точное регулирование скорости, момента, прочих параметров. После появления на рынке инверторов, моторы постоянного тока вытесняются из данных систем, их меняют на модели переменного тока. Даже в тяговых электроприводах более популярным стал асинхронный двигатель.

Повсеместно частотники применяются как средство управления для насоса. Возможна установка на однофазный или трехфазный мотор в системах водоснабжения и очистки воды. Комплектующие необходимы в транспортерах, сушильных агрегатах, на конвейерах, подъемном оборудовании.

Многофункциональный преобразователь частоты используется для плавного пуска и изменения скорости вращения шпинделей в высокоточном станочном оборудовании. Современные лазерные, плазменные, фрезерные станки с ЧПУ рассчитаны на форсированные режимы обработки материалов. Высокооборотный шпиндель, оснащенный инвертором, легко справляется с длительной работой на частотах свыше 30 тысяч об/мин.

Особенности эксплуатации

При работе связки шпиндель-частотник может возникнуть проблема внезапного перехода на вращение с пониженной частотой или остановка шпинделя. Часто такая ситуация сопровождается нагревом мотора и даже появлением дымка. Причиной может быть подсыхание электролита конденсаторов внутри инвертора или остановившийся от пыли вентилятор охлаждения. Неисправность устраняется заменой частотника. При сбое в настройках преобразователя потребуется обновление программного обеспечения инвертора в соответствии с характеристиками шпинделя.