Отличия частотного преобразователя от устройства плавного пуска

В приводных механизмах оборудования различных отраслей промышленного производства широко применяются асинхронные электрические двигатели. При этом для достижения поставленных целей важно корректно регулировать пусковой момент этих моторов, показатель тока при запуске, рабочий вращающий момент в процессе функционирования. При таком подходе можно добиться стабильной работы электродвигателя и связанного с ним производственного агрегата, повысить КПД и сократить объемы потребляемой электроэнергии.

Для управления параметрами асинхронного двигателя можно использовать частотный преобразователь или устройство плавного пуска. В предлагаемой статье рассматривается, какова принципиальная разница между этими приборами. Это нужно понимать, чтобы корректно подобрать частотник или устройство плавного пуска, с учетом специфики назначения и особенностей каждого из этих средств.

Что такое частотный преобразователь?

Частотным преобразователем называют устройство, сглаживающее опасное воздействие повышенного пускового тока на электрический двигатель. Это предупреждает риски возгорания обмоток мотора, поддерживая корректный режим для надежного функционирования агрегата. Для этого частотник регулирует обороты мотора, исходя из текущей нагрузки, для экономного расходования электроэнергии.

Если обобщить отмеченное, то частотный преобразователь в двигателях электрических машин обеспечивает достижение следующих задач:

• регулирует и стабилизирует обороты;
• ограничивает пусковой момент;
• безопасно затормаживает электродвигатель.

Широкий функционал частотных преобразователей позволяет применять эти устройства в двигателях приводных механизмов вентиляционных установок, климатических систем, водяных насосов.

Эффект от применения частотника удобнее оценить на примере насосного агрегата водоснабжения. Интенсивность работы насоса, подающего воду в жилые дома, одинакова в течение суток. Но в ночные часы объемы водопотребления снижаются. При отсутствии дополнительных регулирующих приспособлений, поддерживалось бы избыточное давление в магистралях, когда пользователи потребляют относительно небольшие объемы ресурсов. Частотный преобразователь автоматически снижает обороты электродвигателя, в зависимости от уровня расхода воды, чтобы не тратить электроэнергию впустую, когда водоснабжение необходимо осуществлять в минимальных объемах.

С учетом специфики назначения, предусмотрено применение таких разновидностей частотников:

• векторного или скалярного управления;
• контролирующих частоту проскальзывания.

По условиям использования эти аппараты бывают универсальными, высокопроизводительными специализированными, высокочастотными, для однофазных и трехфазных цепей.

Функции устройства плавного пуска электродвигателя

В отличие от частотного преобразователя, функции устройства плавного пуска электрического двигателя ограничены. УПП применяется для плавного запуска и остановки мотора, экономии энергии и защиты блока управления силовой установки. Этот узел состоит из тиристоров (полупроводниковых элементов), подключенных встречно-параллельным способом между следующими компонентами схемы прибора:

• источником питания;
• трехфазным асинхронным электродвигателем, который нуждается в защите;
• блоком управления.

Тиристоры УПП плавно увеличивают ток на выходе при запуске, смягчая нагрузку на электрический мотор. После набора оборотов и нормализации характеристик, питание электродвигателя осуществляется с отключением предохранительного элемента.

УПП при защите мотора от перегрузок выполняет следующие задачи:

• сглаживает нагрузку при запуске;
• уменьшает уровень стартового тока;
• отключает питание, если фактические параметры электротока превышают критические ограничения для безопасной работы электрооборудования.

Это предупреждает аварийный выход агрегата из строя при резком увеличении тока в момент включения и при остановке.

Отличия и нюансы применения

Если коротко подытожить, то функции частотного преобразователя более разнообразны, по сравнению с устройством плавного пуска. Первый прибор стабилизирует характеристики в процессе работы мотора, с регулированием тока и оборотов, второй защищает от перегрузок при включении и отключении агрегата.

При постановке задачи о выборе схемы подключения электродвигателей в промышленных технологических, в приоритете устройство, использование которого обеспечивает большую экономию и безопасность оборудования.

Дополнительно необходимо учитывать такие важные нюансы:

• при подключении УПП необходимо компенсировать реактивную мощность, в то время как при использовании частотного преобразователя необходимость этого дополнительного условия отсутствует;
• с помощью частотника можно регулировать производительность мотора в определенном диапазоне, тогда как схема с УПП исключает такую возможность;
• значительный объем памяти частотно-регулируемых систем обеспечивает эффективную координацию работы мотора в пределах диапазона рабочей мощности преобразователя; возможности схем с устройством плавного пуска в этом отношении ограничены, а если для привода нужен более мощный электродвигатель, придется подбирать соответствующее УПП по указанному показателю.

Нельзя однозначно сказать, что лучше устанавливать для управления и защиты электрического асинхронного двигателя: устройство плавного пуска или частотный преобразователь. Корректный выбор прибора для привода оборудования продиктован обеспечением экономичности и безопасности при работе силового агрегата. Несмотря на некоторые общие опции, функционально УПП и частотник – разные устройства, отличия между которыми состоят в возможностях и назначении.

А чтобы исключить ошибку в выборе, составлением схемы при проектировании приводных механизмов должны заниматься квалифицированные специалисты. Целесообразность использования соответствующего компонента необходимо подтвердить расчетами, подтверждающими безопасность, надежность и экономичность подключения электрооборудования.