Принцип работы преобразователя частоты
Преобразователь частоты (ПЧ) — это сложное электронное устройство, основными элементами которого являются: диодный мост - выпрямитель, который преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный, далее в звене постоянного тока, группа электролитических конденсаторов стабилизируют выпрямленное напряжение и далее инвертор с ШИМ модуляцией преобразует постоянный ток в переменный ток с заданной частотой и амплитудой при помощи IGBT-модулей. Если к выходу ПЧ подключена высокоинерционная нагрузка, то к клеммам звена постоянного тока (ЗПТ) необходимо подключить тормозной модуль.
Частотный преобразователь целесообразно применять в любой сфере связанной с электродвигателями. Это обеспечивает не только плавный пуск, но и регулирование скорости и момента вращения во время работы, защиту от перегрузки и холостого хода, контроль подключённой нагрузки по множеству параметров.
Применение в системах водоснабжения
Само частотное регулирование скорости вращения вала асинхронного двигателя осуществляется путём изменения частоты и амплитуды выходного трёхфазного напряжения. Таким образом, изменяя параметры напряжения, поступающего на электродвигатель, изменяется и скорость вращения вала электродвигателя.
Метод поддержания давления у потребителя основывается на следующем принципе. Например, при скорости вращения вала двигателя около 2800 оборотов в минуту, он создаёт на выходе насосного агрегата номинальный напор и производительность. Частотный преобразователь способен управлять скоростью вращения электродвигателя, формируя определённые частоту и амплитуду подаваемого напряжения. Соответственно снизится скорость вращения вала электродвигателя, и, следовательно, снизиться производительность насосного агрегата. Значение текущего давления в напорном трубопроводе поступает в частотный преобразователь от датчика давления, установленного в расчётной точке, где необходимо поддерживать заданное давление. На основании разности значений текущего и заданного давлений, преобразователь и формирует (с помощью встроенного ПИД-регулятора) на выходе необходимую частоту и амплитуду напряжения.
Применение такого оборудования в насосных установках позволяет:
- Снижать расход электроэнергии - при отсутствии расхода в системе, снижать скорость вращения, тем самым регулируя мощность электропривода;
- Снизить расходы на ремонт трубопровода. По статистике, применение частотного регулирования исключает гидроудары в трубопроводной системе подачи воды, тем самым сохраняя существующую инфраструктуру труб. Число аварийных ситуаций снижается, а ресурс службы оборудования повышается более чем в 1,5 раза;
- При необходимости существует возможность изменить рабочую точку в системе - увеличить или снизить напор;
- Полностью автоматизировать систему водоснабжения, исключить влияние «человеческого фактора» на работоспособность системы.
По собранным данным, срок окупаемости оборудования при внедрении преобразователей частоты составляет от года до трех лет.
