I. Основной состав преобразователя

Преобразователь состоит из четырёх основных частей: выпрямителя, промежуточного звена постоянного тока, инвертора и схемы управления. Выпрямитель преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный, промежуточное звено фильтрует и накапливает энергию, а инвертор по командам схемы управления преобразует постоянный ток в переменный с регулируемыми частотой и напряжением.

II. Отличия преобразователей с инвертором напряжения и инвертором тока

Главная цепь преобразователя делится на два типа: с инвертором напряжения и с инвертором тока. В преобразователе с инвертором напряжения фильтрующим элементом цепи постоянного тока является конденсатор, то есть источник напряжения; в преобразователе с инвертором тока — реактор (дроссель), то есть источник тока. Области применения различаются, поэтому при выборе нужно исходить из характеристик нагрузки.

III. Почему напряжение и частоту преобразователя нужно менять пропорционально?

Электромагнитный момент любого двигателя есть результат взаимодействия тока и магнитного потока. Из формулы E = 4.44 × K × F × N × Φ следует, что при частотном регулировании магнитная цепь изменяется в широких пределах вместе с рабочей частотой, что легко приводит к сильному насыщению магнитной цепи, искажению формы тока возбуждения и появлению пиковых токов. Поэтому при изменении частоты необходимо пропорционально регулировать выходное напряжение, чтобы магнитный поток оставался постоянным и не возникало ослабления поля или насыщения магнитной цепи. Такой способ управления V/f чаще всего применяется для энергосберегающих нагрузок — вентиляторов, насосов и т. п..

IV. На выходе преобразователя категорически нельзя подключать конденсаторы

На выходе преобразователя нельзя подключать конденсаторы, а также однофазные конденсаторные двигатели. Выход преобразователя имеет ШИМ-форму, конденсатор вызывает чрезмерный ток зарядки, отключение по сверхтоку и даже повреждение инверторного модуля.

V. Преобразователь нельзя использовать для управления однофазным двигателем

Преобразователь в основном непригоден для управления однофазным двигателем. У однофазного двигателя с пусковым переключателем при работе ниже диапазона регулирования сгорит вспомогательная обмотка; у однофазного двигателя с пусковым или рабочим конденсатором возможен взрыв конденсатора. Питание преобразователя обычно трёхфазное; лишь маломощные модели имеют исполнение с однофазным питанием.

VI. Преобразователь нельзя напрямую использовать как источник регулируемой частоты

Источник регулируемой частоты выдаёт чистую синусоиду и может обеспечивать напряжение и частоту сети любой страны; преобразователь же (правильное название — регулятор частоты вращения) выдаёт импульсную прямоугольную форму с большим содержанием гармоник, а напряжение и частота должны изменяться пропорционально и не регулируются раздельно. Поэтому преобразователь в принципе нельзя использовать как источник питания — он предназначен только для регулирования скорости трёхфазных асинхронных двигателей.

VII. При выборе преобразователя ориентируются на ток двигателя

При выборе преобразователя основным критерием служит номинальный ток двигателя, номинальная мощность — лишь справочно. При переходе от сетевого питания к частотному управлению ток возрастает на 10–15 %, а превышение температуры — примерно на 20–25 %. При управлении высокоскоростным двигателем возникает больше высших гармоник, выходной ток преобразователя растёт, поэтому следует выбирать преобразователь на одну ступень мощнее, чем для обычного двигателя.

VIII. Сигнальные и силовые линии должны прокладываться раздельно

Для сигнальных и управляющих линий следует применять экранированный кабель для защиты от помех. При большой длине линии (более 100 м) сечение проводников следует соответственно увеличить. Сигнальные и управляющие линии нельзя прокладывать в одном кабельном канале или лотке с силовыми, чтобы избежать взаимных помех; лучше прокладывать их в трубах. Для передачи сигналов предпочтителен токовый сигнал (например, 4–20 мА): он меньше затухает и более устойчив к помехам.

IX. Принципы задания времени разгона и торможения

Время разгона — это время, за которое выходная частота возрастает от 0 до максимальной, а время торможения — время снижения от максимальной до 0. При разгоне нужно ограничивать скорость нарастания частоты, чтобы избежать сверхтока, при торможении — скорость снижения частоты, чтобы избежать перенапряжения. При наладке обычно сначала задают большее время разгона и торможения, по пускам и остановам проверяют отсутствие аварий по сверхтоку и перенапряжению, затем постепенно сокращают время и определяют оптимальное значение по принципу отсутствия аварийных сигналов.

X. Риски слишком низкой минимальной рабочей частоты

При длительной работе двигателя на низкой частоте вращения охлаждение ухудшается, что приводит к перегреву и даже выходу из строя. Кроме того, на низкой скорости ток в кабеле возрастает, и кабель нагревается. Поэтому необходимо правильно задавать минимальную рабочую частоту и не допускать длительной работы двигателя на слишком низкой скорости.

XI. Функция пропуска частот для обхода резонанса

На некоторых частотах у двигателя и оборудования может возникать резонанс. Функция пропуска частот позволяет обходить такие резонансные частоты и защищает механическое оборудование. При управлении компрессором также необходимо избегать зоны помпажа..

XII. Защитные функции преобразователя

Защитные функции преобразователя делятся на две группы:

• Автоматическая коррекция: например, предотвращение опрокидывания по сверхтоку и по рекуперативному перенапряжению — после обнаружения отклонения устройство автоматически корректирует режим.

• Аварийный останов: отключение по сверхтоку, отключение по рекуперативному перенапряжению, защита от перегрева охлаждающего вентилятора, защита при мгновенном пропадании питания — после обнаружения отклонения блокируется ШИМ-сигнал, и двигатель автоматически останавливается.

При подключении нагрузки через муфту мгновенный большой ток вызывает отключение преобразователя по сверхтоку; при подключении к преобразователю двигателя с конденсатором компенсации коэффициента мощности ток зарядки конденсатора также вызывает отключение по сверхтоку, поэтому конденсатор необходимо демонтировать.