I. Важность согласования

Применение преобразователей частоты для управления двигателями стало необратимой тенденцией. На практике из-за не вполне рационального согласования преобразователя и двигателя часто возникают проблемы. При выборе преобразователя необходимо хорошо понимать нагрузочные характеристики оборудования, которое он приводит в движение.

II. Согласование по типу нагрузки

Производственные машины делятся на три типа нагрузки: с постоянной мощностью, с постоянным моментом и вентиляторные или насосные. Разные типы нагрузки предъявляют разные требования к преобразователю.

1. Нагрузка с постоянной мощностью

   Момент, требуемый шпинделями станков, прокатными станами, бумагоделательными машинами, намотчиками и размотчиками линий производства полимерных плёнок, примерно обратно пропорционален частоте вращения — это нагрузка с постоянной мощностью. Свойство постоянной мощности относится к определённому диапазону изменения скорости. При очень низкой скорости из-за ограничений механической прочности характеристика переходит в постоянный момент.

   При регулировании с постоянным магнитным потоком двигатель работает с постоянным моментом, при ослаблении потока — с постоянной мощностью.

2. Вентиляторные и насосные нагрузки

   В вентиляторах, водяных и масляных насосах момент снижается пропорционально квадрату частоты вращения рабочего колеса, а требуемая мощность пропорциональна кубу скорости.

   При снижении требуемого расхода воздуха или потока регулирование частотой вращения через преобразователь даёт значительную экономию электроэнергии. Однако на высокой скорости требуемая мощность растёт слишком быстро, поэтому вентиляторные и насосные нагрузки не следует эксплуатировать выше промышленной частоты.

3. Нагрузка с постоянным моментом

   При любой частоте вращения момент нагрузки (TL) остаётся постоянным или почти постоянным. При работе преобразователя на нагрузку с постоянным моментом момент на низкой скорости должен быть достаточно большим, а перегрузочная способность — достаточной. Если требуется устойчивая работа на низкой скорости, следует учитывать условия охлаждения двигателя и не допускать его перегрева и выхода из строя.

III. На что обращать внимание при выборе преобразователя

Ниже приведены технические моменты, которые особенно важно учитывать при согласовании преобразователя с двигателем:

1. Изменение тока и превышения температуры

   При управлении двигателем промышленной частоты от преобразователя ток двигателя возрастает на 10–15 %, а превышение температуры — примерно на 20–25 %.

2. Влияние высших гармоник

   При управлении высокоскоростным двигателем от преобразователя возникает больше высших гармоник, которые увеличивают выходной ток преобразователя. Поэтому преобразователь следует выбирать на одну ступень мощнее, чем для обычного двигателя.

3. Двигатель с фазным ротором

   У двигателя с фазным ротором чаще, чем у обычного двигателя с короткозамкнутым ротором, возникает отключение по сверхтоку, поэтому преобразователь следует выбирать чуть большей мощности, чем обычно.

4. Мотор-редуктор с зубчатой передачей

   При управлении мотор-редуктором от преобразователя диапазон применения ограничен способом смазки вращающихся частей редуктора. При превышении номинальной частоты вращения возможен риск выработки масла.

5. Критерий выбора

   Основой для выбора преобразователя служит значение тока двигателя, номинальная мощность двигателя принимается лишь как справочная.

6. Коэффициент мощности и КПД

   Выходной сигнал преобразователя богат высшими гармониками, что снижает коэффициент мощности и КПД двигателя.

7. Работа с длинным кабелем

   При работе преобразователя на длинный кабель необходимо учитывать влияние кабеля на характеристики и при необходимости применять специальный кабель. Для компенсации этого влияния преобразователь следует выбирать на одну-две ступени мощнее.

8. Особые условия эксплуатации

   Высокая температура, частые пуски и остановы, большая высота над уровнем моря и другие особые условия снижают мощность преобразователя; рекомендуется выбирать его на одну ступень мощнее.

9. Синхронный двигатель

   По сравнению с питанием от сети промышленной частоты при управлении синхронным двигателем от преобразователя выходная мощность снижается на 10–20 %.

10. Нагрузка с колебаниями момента

    Для компрессоров, вибрационного оборудования и других нагрузок с большими колебаниями момента, а также для нагрузок с пиками (например, масляных насосов) необходимо хорошо изучить режим работы при питании от сети и выбирать преобразователь большей мощности.