Calculadora de seleção de conversor de frequência para potência da bomba. Como escolher um conversor de frequência para um motor elétrico

A escolha certa do conversor de frequência reduzirá os custos operacionais e, ao mesmo tempo, aumentará a produtividade dos equipamentos de processo.

Vantagens de usar conversores de frequência

• consumo econômico de recursos energéticos;
• custos mínimos de manutenção, observados os requisitos estabelecidos pelo fabricante;
• melhorar a qualidade da gestão operacional das instalações existentes;
• monitoramento constante de importantes processos tecnológicos;
• aumento da vida operacional de acionamentos elétricos e outros equipamentos complexos, em média, 35%.

Critérios de escolha

Infelizmente, não existe uma lista clara de critérios para a escolha de um conversor de frequência. Isso se deve às especificidades dos diferentes tipos de equipamentos industriais. Para cada equipamento operado em fábricas, fábricas, pequenos negócios, aplicam-se suas próprias condições e restrições. Portanto, a escolha dos parâmetros técnicos do conversor de frequência em cada caso é individual.

O critério principal é o tipo de atuador. As recomendações universais abaixo ajudarão você a navegar pelos demais parâmetros.

Poder

O parâmetro mais importante do acionamento elétrico é a sua potência. Por isso, antes de escolher um conversor de frequência para motor elétrico, deve-se decidir sobre a capacidade de carga do equipamento. A potência nominal do inversor deve corresponder à potência nominal do motor. Neste caso, a carga no eixo não deve sofrer alterações dinâmicas. Em outras palavras, o conversor de frequência é selecionado com base nos seguintes parâmetros:

• o valor máximo da corrente consumida pelo acionamento elétrico do chastotnik;
• capacidade de sobrecarga do conversor;
• tipo de carga planejada;
• nível, duração e frequência de ocorrência de sobrecargas.

Tensão de alimentação

Não menos importante é um indicador como a tensão de alimentação. Via de regra, o equipamento é alimentado por uma fonte de alimentação industrial trifásica com tensão de 380 V. Existem também inversores adaptados para operação em rede monofásica 220/240 V.

Além disso, no momento, os catálogos dos fabricantes contêm séries atualizadas de drives projetados para operação em redes de alta tensão. A potência desses equipamentos é medida em megawatts.

Faixa de controle

Caso os indicadores de velocidade do motor não caiam abaixo de 10% do valor nominal, a seleção do conversor de frequência não prevê o cumprimento de quaisquer condições especiais. Porém, em uma situação que exija uma redução adicional na velocidade mantendo o torque nominal no eixo, é importante garantir que o acionamento possa operar em frequências próximas de zero.

Modo de frenagem

A frenagem inercial é semelhante em suas características à desconexão de um motor elétrico da rede elétrica. Ambos os processos podem levar muito tempo, mas escolhendo o conversor de frequência correto e suas opções, é possível parar ou frear o motor para uma velocidade mais baixa em um curto período de tempo.

Métodos de controle motor

Vários mecanismos permitem operação com controle a partir de um sinal mestre, sujeito a uma mudança suave na velocidade do motor elétrico. Às vezes é necessário trabalhar em velocidades fixas. Ambos os pontos fornecem controle tanto a partir do painel de controle do conversor de frequência quanto por meio dos terminais dos circuitos de controle do inversor, botões, potenciômetros, interruptores e dispositivos de automação.

Todos os aspectos acima da escolha de um chastotnika não são exaustivos. Ao selecionar também é importante levar em consideração a presença da função de indicação de parâmetros, a integridade das funções de proteção, as características de instalação e instalação do inversor, a possibilidade de sintonia automática, as condições de utilização do dispositivo, o disponibilidade de várias interfaces de comunicação.

Outros recursos úteis:

Seleção do conversor de frequência

Ao caracterizar um conversor de frequência para uma determinada carga, o primeiro passo é considerar as características da carga. Existem quatro maneiras diferentes de calcular os parâmetros de saída necessários, com a escolha do método dependendo das características do motor.

Características de carga

Antes de dimensionar um conversor de frequência, deve-se fazer uma distinção entre as duas classificações de carga mais comumente utilizadas. As características de carga diferem entre si da seguinte forma:

Arroz. 1. Momento de carga constante e quadrático

Quando a velocidade das bombas centrífugas e ventiladores aumenta, o consumo de energia aumenta para a terceira potência (P = n 3).

A faixa normal de operação de bombas centrífugas e ventiladores está entre 50% e 90%. O fator de carga aumenta com o quadrado da velocidade, ou seja, aproximadamente 30 a 80%.

Ambos os fatores aparecem nas características de torque do motor controlado pelo conversor de frequência.

As Figuras 2 e 3 mostram as características de torque para dois tamanhos de conversores de frequência, um (Figura 3) possui uma faixa de potência menor que o outro. Ambas as características de torque receberam as mesmas características de carga da bomba centrífuga.

Na fig. 2 toda a faixa de operação da bomba (0-100%) está dentro dos valores nominais dos parâmetros do motor. Como a faixa normal de operação da bomba está entre 30% e 80%, um conversor de frequência com potência de saída mais baixa pode ser selecionado.

Arroz. 2. Conversor de frequência de alta potência

Arroz. 3. Conversor de frequência de baixa potência

Se o torque da carga for constante, o motor deverá ser capaz de fornecer mais torque do que o torque da carga, pois o excesso de torque é usado para aceleração.

Para aceleração e alto torque inicial, por exemplo, no caso de acionamentos de transportadores de correia, é suficiente um torque de sobrecarga de curto prazo de 60% do torque desenvolvido pelo conversor de frequência. O torque de sobrecarga também fornece ao sistema a capacidade de lidar com aumentos repentinos de carga. Um conversor de frequência que não permita qualquer torque de sobrecarga deve ser selecionado de forma que o torque de aceleração (T B) esteja dentro do torque nominal.

Arroz. 4. O torque de sobrecarga é usado para aceleração

A classificação de carga considera quatro conjuntos diferentes de especificações do motor para ajudá-lo a decidir como dimensionar o conversor de frequência em termos de potência.

1. O conversor de frequência pode ser selecionado com rapidez e precisão com base no valor da corrente l M que o motor consome. Se o motor não estiver totalmente carregado, sua corrente poderá ser medida com um sistema semelhante funcionando em plena carga.

Arroz. 5.

Motor elétrico de 7,5 kW, 3 x 400 V consome uma corrente de 14,73 A.

No que diz respeito aos dados técnicos do conversor de frequência, é selecionado o conversor de frequência cuja corrente de saída máxima contínua é maior ou igual a 14,73A com característica de torque constante ou quadrática.

Observação:

Se o conversor de frequência for selecionado com base na potência (métodos 2 a 4), é necessário comparar a potência calculada e a potência especificada nos dados técnicos do conversor de frequência na mesma tensão. Se o conversor de frequência estiver calculando a partir da corrente (método 1), isso não será necessário porque a corrente de saída do conversor de frequência afeta outros dados.

2. O conversor de frequência pode ser selecionado com base na potência aparente SM consumida pelo motor e na potência aparente fornecida pelo conversor de frequência.

Arroz. 6.

Exemplo de cálculo e seleção de um conversor de frequência:

Motor elétrico 7,5 kW, 3x400 V consome uma corrente de 14,73 A. Sm = U x I x √3/1000 = 400 x 14,73 √3/1000 = 10,2 kVA

Com relação aos dados técnicos do conversor de frequência, selecione um conversor de frequência cuja potência de saída máxima contínua seja maior ou igual a 10,2 kVA em torque constante ou quadrático.

3. O conversor de frequência também pode ser selecionado de acordo com a potência R m gerada pelo motor elétrico. No entanto, este método é impreciso porque o cos φ e a eficiência η mudam com a carga.

Arroz. 7.

Um exemplo de cálculo da potência de um motor elétrico

Um motor elétrico de 3 kW com cos φ = 0,80 e η = 0,81 consome potência S M = P M / (η x cos φ) = 3,0 / (0,80 x 0,81) = 4,6 kVA

Com relação aos dados técnicos do conversor de frequência, é selecionado um conversor de frequência cuja potência de saída máxima contínua seja maior ou igual a 4,6 kVA em uma característica de torque constante ou quadrática.

4. Na prática, a potência nominal da maioria dos conversores de frequência corresponde à série padrão de motores assíncronos. Portanto, os conversores de frequência são frequentemente escolhidos com base nesta consideração, o que, no entanto, pode levar a uma determinação imprecisa das suas características, especialmente se o motor não estiver totalmente carregado.

Arroz. 8.

Distribuição de corrente no conversor de frequência (cos φ (phi) do motor)

A corrente para magnetização do motor é fornecida por um capacitor localizado no circuito intermediário do conversor de frequência. A corrente de magnetização é uma corrente reativa que flui entre o capacitor e o motor (Fig. 9).

Arroz. 9. Correntes no conversor de frequência

Apenas a corrente ativa (l W) vem da rede. É por isso que a corrente de saída do conversor de frequência é sempre maior que a corrente de entrada. Além da corrente ativa, a corrente I loss, (corrente de perda) é consumida da rede.

Exemplo de cálculo

Sem carga, a corrente de um motor de 4 pólos de 1,1 kW é 1,6 A. A corrente de saída do conversor de frequência conectado é de cerca de 1,6 A e a corrente de entrada quando funcionando sem carga é quase zero.

Os fabricantes de motores geralmente indicam o cos φ do motor na corrente nominal. Com um valor menor de cos φ (por exemplo, no caso de um motor de relutância síncrono), a corrente nominal do motor nos mesmos valores de potência e tensão será maior, como pode ser visto a seguir equação:

Eu S = Eu W / cos φ

Se o conversor de frequência for selecionado com base na corrente nominal do motor (método 1), o torque nominal do motor não será reduzido.

O capacitor conectado aos terminais do motor para compensar a corrente reativa deve ser removido. Devido à alta frequência de chaveamento do conversor de frequência, o capacitor se comporta como um curto-circuito e provoca um aumento significativo na corrente do motor. O inversor interpretará isso como uma falha à terra ou curto-circuito e desarme.

Controle de velocidade do motor

A frequência de saída do conversor de frequência e, portanto, a velocidade do motor são controladas por um ou mais sinais (0-10V, 4-20mA ou pulsos de tensão). Quando um sinal de aumento de velocidade é dado, a velocidade do motor aumenta e a porção vertical da curva de torque do motor se desloca para a direita (Fig. 10).

Arroz. 10. Relação entre sinal de controle e características de torque do motor

Se o torque da carga for menor que o torque nominal do motor, a velocidade atingirá o valor requerido. Como mostrado na fig. 11, as características de carga se cruzam com as características de torque do motor elétrico na parte vertical (no ponto A). Se o cruzamento ocorrer na parte horizontal (ponto B), a velocidade do motor não pode ultrapassar o valor correspondente por muito tempo. O conversor de frequência permite ultrapassar o limite de corrente de curto-circuito sem desarmar (ponto C), mas o a duração da ultrapassagem deve necessariamente ser limitada no tempo.

Arroz. 11. A corrente do motor pode exceder o limite de corrente por um curto período de tempo

Rampas de aceleração e desaceleração

A característica (rampa) de aceleração mostra a taxa com que ocorre o aumento da velocidade e é definida na forma de tempo de aceleração t acc . Estas rampas são baseadas principalmente na frequência nominal do motor, por exemplo, uma rampa de aceleração de 5 s significa que o conversor de frequência levará 5 segundos para ir de zero até a frequência nominal do motor (f = 50 Hz).

Arroz. 12. Tempo de aceleração e desaceleração

A rampa de desaceleração mostra a rapidez com que a velocidade está desacelerando. É dado como um tempo de desaceleração tdec.

A transição direta de aceleração para desaceleração é possível porque o motor sempre segue a frequência de saída do inversor.

Se o momento de inércia do eixo do motor for conhecido, os tempos ideais de aceleração e desaceleração podem ser calculados.

tac \u003d J x (n 2 -n 1) / [(T acc - T fric) x 9,55]

tdec = J x (n 2 -n 1)/[(T acc + T fric) x 9,55]

J - momento de inércia do eixo do motor.

Tfric é o momento de atrito do sistema.

Tass - torque excessivo (sobrecarga) usado para aceleração.

T dec é o torque de frenagem (torque de frenagem) que ocorre quando a referência de velocidade diminui.

n 1 e n 2 - velocidades de rotação nas frequências f 1 e f 2 .

Se o conversor de frequência for capaz de torque de sobrecarga de curto prazo, então os torques de aceleração e desaceleração serão ajustados para o torque nominal do motor T. Na prática, o tempo de aceleração e o tempo de desaceleração geralmente são os mesmos.

Exemplo de cálculo

J \u003d 0,042 kgm 2, T fric \u003d 0,05 x M N, n 1 \u003d 500 rpm, n 2 \u003d 1000 rpm, T N \u003d 27 Nm

tacc \u003d J x (n 2 - n 1) / [(T bunda - T fric) x 9,55] \u003d 0,042 x (1000 - 500) / [(27,0 - (0,05 x 27,0)) x 9,55] = 0,1 [ e]

Frenagem dinâmica

Quando o sinal de referência de velocidade diminui, o motor se comporta como um gerador e freia. A desaceleração durante a frenagem depende da magnitude da carga do motor.

Motores elétricos conectados diretamente à rede devolvem a energia de frenagem à rede.

Se o motor for acionado por um conversor de frequência, a energia de frenagem será armazenada no circuito intermediário do conversor de frequência. Se a potência de frenagem for grande e o conversor de frequência não puder dissipá-la por seu próprio projeto, a tensão do circuito intermediário aumentará.

A tensão do circuito intermediário pode aumentar até que o conversor de frequência seja desabilitado pela proteção e, às vezes, o circuito intermediário deve ser carregado com um módulo de freio e um resistor externo para absorver a potência de frenagem.

A utilização de um módulo de frenagem e de um resistor de frenagem permite uma frenagem rápida sob cargas pesadas. No entanto, existem problemas associados ao aquecimento. Outra solução é usar uma unidade de frenagem regenerativa. Tais blocos são utilizados para conversores de frequência com retificador não controlado e retornam energia de frenagem para a rede de alimentação.

Nos conversores de frequência com retificadores controlados, a potência de frenagem pode ser devolvida à rede (ver fig. 13) utilizando, por exemplo, um inversor conectado em antiparalelo ao retificador.

Arroz. 13. Ligar o módulo de frenagem e o resistor de frenagem

Arroz. 14. Inversor costas com costas

Outra forma de frear um motor elétrico é a frenagem CC. Para criar um campo magnético no estator, uma tensão CC é aplicada entre duas fases do motor elétrico. Como a energia de frenagem permanece no motor e é possível o superaquecimento, recomenda-se utilizar a frenagem CC na faixa de baixa velocidade para não exceder a corrente nominal do motor. Normalmente, a frenagem CC é limitada no tempo.?

Reverter

O sentido de rotação dos motores assíncronos é determinado pela ordem das fases da tensão de alimentação.

Se duas fases forem invertidas, o sentido de rotação do motor mudará e ele girará no sentido oposto.

A maioria dos motores elétricos são projetados para fazer com que o eixo do motor gire no sentido horário se a conexão for feita da seguinte forma:

Arroz. 15. O sentido de rotação do motor elétrico é alterado alterando a ordem das fases

A mesma regra se aplica à ordem das fases nos terminais de saída da maioria dos conversores de frequência.

O conversor de frequência pode reverter o motor alterando eletronicamente a ordem das fases. A reversão é feita definindo uma velocidade negativa ou por um sinal de entrada digital. Se for necessário que o motor tenha um sentido de rotação específico durante o comissionamento inicial, a configuração padrão de fábrica do conversor de frequência deverá ser conhecida.

Como o conversor de frequência limita a corrente do motor ao valor nominal, o motor controlado pelo conversor de frequência pode ser revertido com mais frequência do que um motor direto on-line.

Arroz. 16. Torque de frenagem do inversor durante a reversão

Rampas

Todos os conversores de frequência possuem funções de rampa para garantir uma operação suave. Estas rampas podem ser alteradas e graças a elas a referência de velocidade pode ser aumentada ou diminuída em um determinado intervalo.

Arroz. 17. Tempo de aceleração e desaceleração ajustável

A inclinação de aceleração/desaceleração (duração da aceleração/desaceleração) pode ser definida tão pequena que em algumas situações o motor não será capaz de completar a tarefa (não pode acelerar/desacelerar o motor em um determinado tempo).

Isto faz com que a corrente do motor aumente até que o limite de corrente seja atingido. No caso de um tempo de desaceleração curto (t-a), a tensão do circuito intermediário pode subir a um nível tal que o circuito de proteção do conversor de frequência irá parar o conversor de frequência.

O tempo de rampa ideal pode ser calculado usando as fórmulas abaixo.

t a = J x n/[(T N -T fric)x9,55]

t-a = J x n/[(T N +T fric)x9,55]

t a - tempo de aumento de velocidade

t -a - tempo de desaceleração

n - número de revoluções

T N - torque nominal do motor elétrico

Tfric - momento de atrito

Arroz. 18. Configuração do tempo de rampa

O tempo de aceleração/desaceleração geralmente é selecionado com base na velocidade nominal do motor.

controle atual

Os conversores de frequência podem monitorar o processo controlado e intervir em caso de falha.

Tal controle pode ser dividido em três tipos dependendo do objeto: controle de planta de processo, controle de motor elétrico e controle de conversor de frequência.

Controle de instalação baseado no controle da frequência de saída, corrente de saída e torque do motor. Com base nestes parâmetros, é possível definir vários limites, cuja superação afeta a função de controle. Esses limites podem ser a velocidade mínima permitida do motor (frequência mínima), a corrente máxima permitida (limite de corrente) ou o torque máximo permitido do motor (torque limite).

O conversor de frequência pode ser programado, por exemplo, para emitir um sinal de alerta, reduzir a velocidade do motor ou parar este último se a sua velocidade ultrapassar os limites definidos.

Exemplo

Em instalações que utilizam uma correia em V para conectar o motor ao restante do sistema, o conversor de frequência pode ser programado para monitorar a condição da correia em V.

Como em caso de ruptura da correia a frequência de saída aumentará mais rápido que a rampa configurada, nessas situações, pode-se utilizar esta frequência para avisar ou parar o motor.

Controle motor pode ser feito com um conversor de frequência monitorando o padrão térmico do motor ou conectando um termistor ao motor. O conversor de frequência pode evitar a sobrecarga do motor agindo como um relé térmico. A frequência de saída também está incluída nos cálculos realizados pelo conversor de frequência. Isto garante que o motor não fique sobrecarregado em baixas velocidades devido à má ventilação interna. Os conversores de frequência modernos também são capazes de proteger motores ventilados se a corrente ficar muito alta.

Controle do conversor de frequência tradicionalmente feito de forma que em caso de sobrecorrente o conversor seja desligado. Alguns conversores permitem sobrecorrente de curto prazo. O microprocessador no conversor de frequência é capaz de levar em consideração simultaneamente o valor da corrente do motor e o tempo de sua aplicação, o que garante que o conversor de frequência possa ser utilizado de forma ideal sem sobrecarga.

De acordo com Danfoss

Hoje, comprar um conversor de frequência é bastante simples. Muitas vezes, fazemos isso com a ajuda de motores de busca ou ligando para fornecedores já verificados. Ao mesmo tempo, é preciso lembrar que a escolha certa do equipamento é uma das tarefas mais importantes para qualquer estabelecimento comercial! Considerando todos os critérios e características importantes, você obtém um drive que funcionará com máxima eficiência.

1. Potência do conversor de frequência. A escolha deve ser feita levando em consideração o valor nominal do motor de acionamento, levando em consideração a capacidade de sobrecarga. Para isso, é necessário conhecer o tipo de sobrecargas do mecanismo controlado: a magnitude das sobrecargas, sua duração e frequência de ocorrência.
2. Tensão de rede. Na maioria das vezes, usamos uma rede de alimentação trifásica de baixa tensão de 380 V. Mas há casos em que são utilizados equipamentos elétricos para 660, 690 V, 3 kV, 6 kV e 10 kV.
3. Regulação de frequência. Quase qualquer chastotnik pode ser instalado, nos casos em que a velocidade é reduzida para 50% da nominal. Mas se for necessário garantir um fluxo de trabalho confiável em frequências próximas de zero, será necessário um motor elétrico especial com capacidade de trabalhar nesses parâmetros. Aqui, também é importante observar a forma como o motor é resfriado. Nestes casos, a proteção da temperatura do motor é importante.
4. Método de controle do motor. O gerenciamento do fluxo de trabalho é possível tanto através do painel de controle local quanto remotamente. Além disso, a transferência de dados através de vários protocolos deve ser levada em consideração aqui, o que permitirá a implementação de um sistema de controle automatizado.
5. Funcionalidade. O conversor de frequência deve possuir o conjunto de funções necessárias para combinar o melhor preço e realizar as tarefas. A orientação para o funcionamento do conversor de frequência é importante aqui: controle de nós padrão (bombas, ventiladores) ou especiais (guindastes, persianas, sistemas multimotores).
6. Execução estrutural. O desempenho do conversor de frequência deve corresponder às condições operacionais. Nestes casos são possíveis execuções para operação em ambientes agressivos, úmidos, empoeirados, etc.

Ao escolher um conversor de frequência para as necessidades de uma empresa, você poderá saber o modelo exato do equipamento necessário e encomendá-lo pela Internet sem dificuldades. Mas nós, como fabricantes confiáveis ​​de conversores de frequência, recomendamos que você entre em contato com profissionais para a seleção de conversores de frequência. Uma ampla gama de conversores de frequência Triol permite que você escolha um modelo com a potência necessária e uma ampla gama de funcionalidades. A empresa armazena atuadores padrão e fabrica equipamentos para atender às suas necessidades individuais. Os especialistas na área de equipamentos elétricos da Triol Corporation irão ajudá-lo a selecionar, fornecer, instalar e manter conversores de frequência no futuro.

A criação de um motor elétrico assíncrono trifásico ocorreu no final do século XIX. Desde então, nenhum trabalho industrial é possível sem a sua utilização. O momento mais significativo no processo de trabalho é a partida e desaceleração suaves do motor. Este requisito é totalmente atendido com um conversor de frequência.

Existem várias opções de nomes para conversores de frequência para motores elétricos trifásicos. Entre outras coisas, pode ser chamado:

• Inversor;
• Conversor de frequência CA;
• conversor de frequência;
• Acionamento controlado por frequência.

Com a ajuda de um inversor, ele é projetado para converter energia elétrica em energia mecânica. O movimento realizado neste caso pode ser transformado em outro tipo de movimento.

1. "Triângulo".

O esquema é relevante se você deseja controlar um inversor monofásico. O nível de potência do conversor no circuito é de até três quilowatts e a energia não é perdida.

1. "Estrela".

Método adequado para conectar os terminais de conversores de frequência trifásicos alimentados por redes trifásicas industriais.

A figura mostra o diagrama de conexão do chastotnik 8400 Vector

Para limitar a corrente de partida e reduzir o torque de partida na partida de um motor elétrico com potência superior a 5 kW, utiliza-se a comutação estrela-triângulo.

Quando a tensão é aplicada ao estator, aparece a conexão em estrela do dispositivo. Assim que o valor da velocidade do motor começar a corresponder ao nominal, a alimentação é realizada segundo o esquema “delta”. Mas esta técnica é usada apenas quando as capacidades técnicas permitem a conexão de acordo com dois esquemas.

No esquema combinado de "estrela" e "triângulo", são observados saltos bruscos nas correntes. Ao mudar para o segundo tipo de conexão, as indicações de velocidade de rotação são significativamente reduzidas. Para restaurar o modo de operação e velocidade anteriores, é necessário aumentar a intensidade da corrente.

Os Chastotniki são usados ​​​​mais ativamente no projeto de um motor elétrico com um nível de potência de 0,4 a 7,5 kW.

Montagem do conversor de frequência faça você mesmo

Simultaneamente à produção industrial de conversores de frequência, a montagem "faça você mesmo" de tal dispositivo continua relevante. Isto é especialmente facilitado pela relativa simplicidade do processo. Como resultado da operação do inversor, uma fase é convertida em três.

A utilização em condições domésticas de motores elétricos que possuam tal dispositivo na configuração não causa dificuldades adicionais. Portanto, você pode começar a trabalhar com segurança.

A figura mostra um diagrama de blocos de conversores de frequência com link CC.

Os circuitos conversores de frequência utilizados na montagem são compostos por uma unidade retificadora, elementos filtrantes (responsáveis ​​pelo corte da componente de corrente variável e construídos a partir de transistores IGBT). A um custo, comprar componentes individuais do conversor e fazer você mesmo a montagem é mais barato do que comprar um dispositivo acabado.

Conversores de frequência automontados podem ser usados ​​em motores elétricos com potência de 0,1 - 0,75 kW.

Ao mesmo tempo, os chastotniki de fábrica modernos expandiram a funcionalidade, aprimoraram algoritmos e melhoraram o controle de segurança do fluxo de trabalho devido ao fato de microcontroladores serem usados ​​em sua produção.

Escopo dos conversores:

• Engenharia Mecânica;
• Industria têxtil;
• Complexos de combustível e energia;
• Bombas de furo e esgoto;
• Automação de controle de processos.

O custo dos motores elétricos depende diretamente da presença de conversores em sua configuração.

Produzimos e comercializamos conversores de frequência para conversão de rede doméstica 220V em trifásica, para controle de velocidade de motores elétricos e soft start-stop.
Preço de energia do modelo
CFM110 0,25 kW 90 USD
CFM110 0,37kW 95 USD
CFM110 0,55kW 100 USD
CFM210 1,0 kW 130 USD
CFM210 1,5 kW 140 USD
CFM210 2,2 kW 155 USD
CFM210 3,3 kW 170 USD
AFM 210/310 7,5 kW 400 USD


É possível conectar o controle remoto via rádio ao conversor de frequência como no vídeo:

Foto do controle remoto via rádio e do conversor de frequência CFM110:

O preço do controle remoto via rádio é de 30 dólares americanos
Entrega de chastotnikov em todo o mundo pelo serviço EMC às custas do consumidor
Contatos para pedidos de conversores de frequência:
+38 050 4571330
chastotnik@site

Como escolher um conversor de frequência

O autor destas linhas muitas vezes teve que ajudar os clientes na escolha de diversos dispositivos, de uma forma ou de outra ligados ao controle de motores assíncronos, colocar esses dispositivos em funcionamento e, se possível, corrigir os erros cometidos na fase de seleção. Este artigo resume alguma experiência neste assunto e tem como objetivo ajudar o usuário final a escolher o equipamento certo.

Você já esteve em uma planta industrial? Bem, sim, você trabalha lá... Você entra na loja e lá tudo faz barulho, uiva, sobe, desce, corta, gira - em uma palavra, se move. Se isso não é sobre você, então você não pode ler mais este artigo - tudo o que está escrito nele está de alguma forma relacionado ao movimento. Muitas vezes a qualidade e o custo do produto final, seja um carro ou água quente de uma caldeira, dependem de como ocorre esse movimento. E o movimento depende do motor. Qual motor é hoje o mais barato e confiável e, portanto, o mais comum? Isso mesmo, assíncrono. Um motor de indução CA tipo gaiola de esquilo, para ser mais preciso e dar honra e respeito ao nosso motor. Caso contrário, ele ficará ofendido e queimará inadvertidamente, e haverá paralisação do equipamento e subprodução. Ele é um cara caprichoso e às vezes teimoso. Forneça a ele uma corrente de partida sete vezes maior, configure a proteção térmica... E ele concordará em girar rapidamente. E se não precisarmos disso rápido? Se não precisarmos de seus 2.950 rpm? Isso mesmo, você pode encontrar um motor mais lento, então será 1480 ou algo parecido. Ou 950. E se precisar de 2300? Ou é necessário alterar a velocidade, escolhendo a ideal para esta tora específica ou para este lote de tábuas? Você terá que colocar uma caixa de câmbio ou variador. Mas a caixa de câmbio muda de velocidade passo a passo, e para isso tudo precisa ser parado, e o variador é muito caprichoso ... Então a gente inventou um aparelho que consegue negociar com um motor assíncrono e, em troca de facilitar sua vida, tenha a oportunidade de controlar suavemente a velocidade e ao mesmo tempo reduzir o consumo de eletricidade. Em termos técnicos secos, o conversor de frequência nos oferece as seguintes vantagens principais:

controle operacional automático ou manual da velocidade ou de um parâmetro que dependa desta velocidade;

economia de energia ao substituir outros métodos de regulação;

redução das correntes de partida ao mínimo necessário para a implementação da partida;

redução de cargas de choque no mecanismo durante a partida;

proteção abrangente do motor e mecanismo.

Esta não é uma lista completa das funções do conversor de frequência, mas mesmo as propriedades listadas permitem proporcionar uma ordem de grandeza melhor controlabilidade do equipamento e um aumento significativo na sua vida útil. Porém, por todas essas oportunidades tentadoras, você terá que pagar uma quantia bastante elevada e realmente não quer cometer um erro ao escolher um modelo que resolva exatamente os seus problemas. Vamos tentar lidar com essa escolha. Na verdade, comprar um conversor não é mais difícil do que comprar um carro, ou seja, muito provavelmente, seu carro novo vai rodar, mas quão rápido, confortável e por quanto tempo é a questão.

Então, vamos supor que já temos um motor. Ao escolher um conversor, a maioria dos usuários depende da potência do motor. Via de regra, as potências do motor e do conversor são iguais, porém, existem motores (por exemplo, a série VASO), cuja corrente nominal excede significativamente o valor padrão para uma determinada potência. Sem entrar em detalhes do projeto das máquinas assíncronas, notamos apenas que a potência necessária do conversor pode ser significativamente maior que a potência nominal do motor, e como o fator limitante na operação do conversor é sua corrente nominal, você precisa escolher um modelo cuja corrente nominal não seja inferior à corrente nominal do seu motor.

A segunda questão é a natureza da carga. Se o motor estiver carregado com uma bomba de circulação ou ventilador, o torque de carga será proporcional ao quadrado da velocidade. Essa carga é até chamada de “bombeamento” e é a opção mais fácil para o motor. Qualquer carga diferente desta, na primeira aproximação, pode ser considerada independente da velocidade. Muitos fabricantes produzem uma série de conversores especificamente para bombas e geralmente são mais baratos. Outras empresas permitem a utilização de modelos standard com bombas maiores, o que também se revela mais rentável.

Outro ponto significativo é a sobrecarga do motor (continuando a analogia com a escolha do carro, você prefere uma direção calma ou esportiva?). Praticamente não há sobrecargas para bombas e ventiladores, mas para outros mecanismos esta questão é muito importante. A capacidade de sobrecarga de vários modelos de conversores de frequência pode variar bastante. Portanto, para selecionar um transdutor, você precisa conhecer a natureza das sobrecargas do seu mecanismo específico, em particular: qual o nível das sobrecargas, qual a sua duração e com que frequência ocorrem.

Agora decidiremos em que faixa iremos regular a velocidade. Se a velocidade não cair abaixo de 10% da nominal, quase qualquer conversor servirá, mas se você precisar reduzir ainda mais a velocidade, mantendo o torque nominal no eixo, será necessário obter a confirmação do fabricante da capacidade do conversor para garantir a operação do motor em frequências próximas de zero. Além disso, outro problema que precisa ser resolvido com a faixa de controle de velocidade é o resfriamento do motor. O fato é que normalmente um motor assíncrono é resfriado por um ventilador montado em seu eixo, portanto, à medida que a velocidade diminui, a eficiência de resfriamento cai drasticamente. Se o motor funcionar em baixas frequências por muito tempo, é necessário fornecer refrigeração independente, ou seja, instalar um ventilador com alimentação independente. É impossível dar uma receita exata de quando tal ventilador é necessário e quando não, sem cálculos especiais, tudo depende do tempo de operação em velocidade reduzida, do valor dessa velocidade e da carga. Com uma carga com característica de “bombeamento”, geralmente não é necessário ventilador, sendo mais fácil não instalá-lo inicialmente em uma esteira ou motor de serra, mas simplesmente medir a temperatura do motor durante a operação. Grosso modo, se você não consegue manter a mão no motor, o ventilador deve ser instalado. A propósito, o problema de resfriamento é problema do usuário, não do fabricante, então o vendedor pode não lhe dizer nada. Porém, empresas sérias alertam sobre esse problema.

A terceira questão que precisamos considerar é a frenagem. Quando a velocidade diminui, a energia cinética do motor e do mecanismo precisa ser colocada em algum lugar. Conversores capazes de devolver essa energia à rede costumam ser significativamente mais caros e, sem necessidade especial, dificilmente se justifica sua compra. Se for utilizada a frenagem por inércia, semelhante a uma desconexão normal do motor da rede elétrica, a energia se transformará em atrito, mas a parada poderá ser bastante longa. O inversor pode parar o motor mais rapidamente, dissipando ativamente o calor através dos dissipadores de calor e do motor (freio motor - familiar?). Se isso não for suficiente, será necessário um conjunto de freio especial, composto por um módulo de freio (às vezes chamado de "chave de freio" ou "chopper") e um resistor de freio externo para dissipar o calor. O módulo de frenagem pode ser embutido no conversor como item padrão, e então você não precisará pagar por ele separadamente, pode ser embutido no pedido com dinheiro extra ou pode ser adquirido e conectado posteriormente, se necessário. A última opção é preferível se não se sabe se este módulo será necessário. Ao contrário do módulo de frenagem, o resistor de frenagem é um produto de tamanho único e pode ser adquirido tanto do fornecedor do inversor quanto de fabricantes terceirizados. Se você comprar da mesma empresa que o conversor, pode ter certeza de que o resistor será selecionado corretamente. E se você comprar de terceiros, poderá encontrar uma opção mais barata. Do ponto de vista do autor, ao comprar dois ou três conversores, a economia não justificará o tempo gasto na pesquisa e o risco de fazer a escolha errada, mas na compra de grandes quantidades vale a pena gastar um pouco de tempo em cálculos e pesquisas para obter uma redução global significativa do preço.

Respondendo a essas perguntas, determinamos praticamente os requisitos para a parte de potência do conversor (são selecionados tipo de carroceria, potência do motor, número de portas e eixos motrizes, agora vamos tratar da caixa de câmbio).

Primeiro, vamos decidir como controlaremos a velocidade do motor. A opção mais simples é semelhante ao ajuste do volume de um receptor de rádio: gire o botão do potenciômetro em uma direção - a velocidade aumenta, na outra - diminui. Às vezes, esse potenciômetro está presente no conversor. Outra opção são dois botões: um para aumentar a velocidade e outro para diminuí-la. Este tipo de controle é denominado “potenciômetro automático”, é mais conveniente porque é impossível alterar acidentalmente a velocidade do drive, além disso, os botões em condições de produção costumam ser muito mais confiáveis ​​​​do que um resistor variável. O circuito do "potenciômetro automático" é implementado em quase todos os conversores.

Se o inversor for controlado por um controlador ou outro dispositivo externo, é necessário prestar atenção se os sinais de controle do controlador e do conversor são consistentes. Na tecnologia moderna, restam apenas dois desses sinais - 0-10 V e 4-20 mA. Se o sinal em seu sistema for diferente das opções indicadas, você precisará verificar com o vendedor se o conversor oferecido a você pode funcionar com ele.

Às vezes é conveniente manter valores de velocidade diferentes, mas previamente conhecidos, em diferentes modos, selecionando o valor desejado na memória do conversor (uma espécie de controle de cruzeiro). Neste caso, as velocidades desejadas são determinadas e armazenadas na memória na fase de configuração e, durante a operação, o operador seleciona apenas o valor desejado com uma chave externa.

A opção de controle mais “inteligente” é forçar o conversor a alterar a velocidade de forma independente, mantendo um determinado parâmetro em um determinado nível (pressão na saída da bomba, carga do mecanismo, etc.). Neste caso, será necessário ter um chamado controlador PID no conversor e a possibilidade de conectar um sensor de feedback que meça o valor atual do parâmetro controlado. Via de regra, os conversores modernos permitem implementar todos esses modos, bastando imaginar com precisão a opção desejada e saber com o vendedor a possibilidade de sua implementação.

Além das funções de controle, o conversor geralmente recebe funções de proteção do motor (cintos de segurança, airbags). Quase todos os inversores possuem uma ampla gama de funções de limitação de corrente - na partida, durante a operação contínua, na parada e até mesmo durante um curto-circuito. Isso evita que o motor falhe em caso de mau funcionamento do mecanismo, travamento do rotor ou desgaste inaceitável dos mancais. Além disso, muitos conversores possuem um modelo térmico do motor em seu programa de controle e, com base nos resultados de sua operação, são capazes de proteger o motor contra superaquecimento. Em outras palavras, o conversor “sabe” qual é a temperatura do motor e não permitirá seu superaquecimento. Se um sensor de temperatura for montado no motor, então é desejável ter uma entrada apropriada no conversor de frequência para proteção adicional do motor de acordo com as leituras deste sensor.

Vamos dar uma olhada no painel de controle agora. Normalmente é composto por um display e um teclado (não há volante...). No caso mais simples, apenas os números que mostram o número do parâmetro e seu valor são exibidos. Se o painel de controle for necessário apenas na fase de comissionamento, isso é suficiente, embora trabalhar com tal display seja bastante inconveniente. A maioria dos transdutores modernos possui um display alfanumérico composto por várias linhas. Isso permite que você navegue melhor no menu do conversor e, com alguma habilidade, você pode prescindir de uma folha de dicas na forma de um manual de instruções. Isto é especialmente importante se, em caso de acidente, for necessário agir rapidamente: nesta situação, é importante saber a causa do acidente e não há tempo para “decifrar” as leituras. Alguns conversores possuem display gráfico, que pode exibir não apenas os valores dos parâmetros, mas também um gráfico de suas alterações. A maioria dos dispositivos de fabricação estrangeira não tem a capacidade de exibir o idioma russo, porém, como mostra a prática, esse inconveniente rapidamente se torna uma vantagem: o léxico das mensagens não é muito grande e não é difícil lembrá-lo, principalmente lembrando o curso escolar de uma língua estrangeira, mas isso protege contra a curiosidade excessiva do pessoal. A propósito, sobre proteção contra intervenção não autorizada no funcionamento do conversor (lembre-se das chaves da porta e da ignição). A maioria dos dispositivos possui proteção por senha, às vezes separada para controle e alterações de parâmetros. Além disso, para alguns conversores, o painel de controle pode ser simplesmente removido e levado após o ajuste. Caso se pretenda utilizar o controle remoto para controle operacional e exibição de informações atuais, vale a pena perguntar ao vendedor se é possível levar o painel de controle para o painel frontal do gabinete ou para outro local conveniente.

No processo de trabalho, também precisaremos de meios de sinalização (algo como “nível baixo de óleo”, luzes de “porta aberta” no painel do carro e um rangido tedioso ao dar ré). Todos os inversores possuem diversas saídas digitais, geralmente relés ou saídas de coletor aberto, que podem informar sobre uma variedade de eventos dentro do inversor: sobre um alarme, quando a velocidade definida é atingida, sobre a prontidão do conversor para operação, etc. Muitas vezes, cada uma dessas saídas é equipada com um temporizador que atrasa a ativação ou desativação do relé correspondente, que também pode ser utilizado na construção de um sistema de controle. Muitos conversores também possuem saídas analógicas, às quais você pode conectar amperímetros ou voltímetros comuns para mostrar velocidade, corrente, tensão, torque de carga, etc. As mesmas saídas podem ser usadas para transferir valores de parâmetros para um controlador externo ou outro dispositivo de controle ou gravação.

Agora vamos pensar onde e como vamos instalar o conversor (isso já é semelhante a encontrar uma garagem). Se o local de instalação pretendido for um armário elétrico, além das dimensões, estaremos interessados ​​​​na disponibilidade de espaço livre ao redor do dispositivo e na quantidade de ar necessária para o resfriamento. Além disso, é preciso pensar em como será retirado o calor gerado pelo conversor, cuja perda pode chegar a 5% da potência do conversor. Caso esteja prevista a instalação do conversor separadamente (no chão ou na parede), é necessário esclarecer o grau de sua proteção. A versão IP00 só é adequada para instalação em gabinete ou ambiente especial, pois não possui proteção contra choque elétrico. A versão IP20 permite instalação em áreas públicas, sendo que quando instalado em ambientes com alta umidade ou muita poeira no ar é necessário utilizar a versão IP54 ou outra de acordo com os requisitos das normas. E mais um aspecto importante relacionado ao local de instalação do dispositivo: se o cabo de saída entre o conversor e o motor ultrapassar um determinado comprimento, deverá ser instalado um indutor especial. Este comprimento é diferente para cabos diferentes, correntes diferentes e conversores diferentes, portanto informe ao vendedor a distância da instalação pretendida do conversor ao motor, e ele lhe dirá se uma bobina de saída é necessária no seu caso.

Especificamos os parâmetros principais. No entanto, os conversores de frequência modernos possuem vários recursos adicionais que podem ser úteis. Listamos os mais comuns em ordem de importância (do ponto de vista do autor).

Trabalhe com fonte de alimentação instável. Um parâmetro muito relevante para a Rússia (lembra das nossas estradas?). Qual é a faixa de tensão de alimentação? Como o conversor se comporta quando a tensão de alimentação muda? Em bons modelos, a tensão da rede é de 380 a 460 V com flutuações de +/- 10%. Mas durante cortes de energia ou seu desligamento completo por um curto (e não muito) tempo, o comportamento dos conversores é muito diferente. É possível manter a operabilidade com diminuição da velocidade proporcional ao rebaixamento, reinício automático quando a energia for restaurada, detecção da rotação do motor na reinicialização (para não iniciar a aceleração do zero) e ainda função de parada suave controlada do motor com uma falha completa (!) de energia. Todas essas funções possuem um grande número de parâmetros programáveis ​​​​que permitem definir exatamente o algoritmo de operação que levará a menores perdas em caso de falhas na rede.

Meios de comunicação serial. Cada vez mais, é necessário incluir imediatamente o acionamento elétrico no sistema de controle automatizado ou prever tal possibilidade no futuro. Para tanto, é utilizada uma porta de comunicação serial, geralmente RS485. O padrão e protocolo de troca devem ser esclarecidos no momento da compra, bem como a possibilidade de adquirir uma unidade de comunicação serial ou substituí-la por uma unidade de padrão diferente no futuro. É melhor deixar essas aprovações à mercê dos especialistas que se dedicam à automação de processos tecnológicos. Mas mesmo que sua empresa não tenha um sistema de controle centralizado, você pode conectar o conversor a um computador por meio dessa porta, o que simplificará bastante a configuração. Já existem fabricantes cujos equipamentos, com esta conexão, permitem configuração, gerenciamento e controle remoto via Internet de qualquer lugar do mundo: seja um escritório vizinho ou um departamento de serviço do fabricante.

Possibilidade de proibir o funcionamento em determinadas frequências. Esta função é relevante se, a determinadas velocidades, forem observados fenómenos ressonantes no mecanismo, ou seja, se ao mesmo tempo a instalação começar a tremer e ameaçar desmoronar. É verdade que enquanto você não tiver um conversor, é impossível saber se haverá tais problemas e, quando aparecer, será tarde demais para mudar alguma coisa. Portanto, é melhor ter a capacidade de bloquear a operação em determinadas frequências.

Procedimento de correspondência automática do motor. Nos conversores mais simples, não há coordenação: o conversor produz uma tensão de certa frequência e amplitude, e os parâmetros dos enrolamentos do motor não lhe interessam muito. Modelos mais modernos exigem a entrada de uma série de parâmetros adicionais que precisam ser procurados em livros de referência. A última geração de transdutores utiliza o chamado início de identificação, no qual o próprio transdutor mede todos os parâmetros, ou as medições são feitas diretamente durante a operação. Neste último caso, isso acontece de forma imperceptível para o usuário. Você deve prestar atenção a esta função somente se sua unidade for muito complexa e responsável.

Princípio de controle. Três tipos de controle podem ser distinguidos - controle V/F (controle da relação tensão-frequência), controle vetorial de campo e controle direto de torque (listados em ordem crescente de “inteligência” e preço). Agora é difícil traçar uma linha clara entre eles, muitas vezes o fabricante usa vários tipos de controles em seu conversor. Na grande maioria das aplicações os dois primeiros tipos de controle são suficientes, mas com cargas muito diferentes e grandes sobrecargas pode ser necessário controlar diretamente o torque. Se o seu estado não possui engenheiro de acionamento elétrico, é melhor consultar o vendedor para resolver esse problema.

Capacidade de usar vários conjuntos de parâmetros. Esta função permite configurar o conversor para dois ou mais modos de operação e alternar entre eles usando uma chave seletora ou outro sinal externo. Isto pode ajudar se você planeja usar o instrumento com motores diferentes, cargas diferentes, condições diferentes, etc.

Metade das funções adicionais possíveis não estão listadas aqui. Se você tiver algum desejo exótico (assistir TV enquanto trabalha, aquecer a chaleira no resistor do freio, etc.), não hesite em perguntar - de repente alguém tem essas funções!

Apesar do tom um tanto lúdico deste artigo, a questão da escolha deve ser levada muito a sério. Você não deve superestimar suas necessidades, mas também não deve abrir mão das funções necessárias. Lembre-se de que você precisará pagar por todos os recursos. Deliberadamente não tocamos aqui nas questões de confiabilidade do equipamento, já que normalmente cada um decide essa questão por si mesmo, e pode-se discutir indefinidamente sobre a confiabilidade dos produtos de um ou outro fabricante ... O autor só pode desejar-lhe sucesso em sua escolha , e o conversor escolhido - longa vida.

Ruslan KHUSAINOV, diretor técnico da ZAO Santerno