Приобретая частотный преобразователь, многие и не знают о существовании такой особенности как наиболее допустимой протяженности моторного кабеля, связывающего выход частотника с двигательной установкой асинхронного типа. В этой статье будет рассказано о пользе асинхронного двигателя привода, размещаемого на существенной дистанции от преобразователя.
У многих недорогих преобразователей, имеющих скалярный алгоритм создания выходящего напряжения, протяженность неэкранированного кабеля составляет максимум 50 метров, а экранированного – 25.
Векторные преобразователи имеют протяженность линии выше, а специальные модели FC 102, FC 202 и FC 302 производства Danfoss, а также Bosch EFC5610 имеют наибольшую протяженность неэкранированного провода в 300 метров.
Чем ограничена протяженность линии при функционировании асинхронника от преобразователя? Для начала нужно знать, что величина напряжения выхода в преобразователе обладает формой ШИМ-сигнала. Она по передающей линии направляется к двигательному устройству. Если протяженность передающей линии больше длины волны, то она является длинной. Так, как включаются и выключается силовые IGBT- ключи частотника меньше чем за микросекунду, то кабель является длинной линией.
В протяженной линии протекают процессы интерференции подающей и отражающей волн, формирующих пики напряжения, превышающие напряжение питающей сети. Они вызывают раннюю деградацию изоляции обмоток двигательного устройства, кабеля и их повреждение.
При управлении скалярного типа, коммутационная частота стабильна, и при формировании пиков напряжения они стабильно «бьют» в одну точку, что формирует прорывы изоляции и повреждение преобразователя, при превышении наибольшей протяженности провода. Векторное управление обеспечивает не стабильную частоту коммутации.
Скалярные преобразователи для насосов и вентиляторов производят благодаря их дешевизне, по сравнению с векторными. В частотниках векторного типа, частота регулируется выходящими датчиками, приводящими к усложнению силовой части и системы управления, что повышает стоимость.
Протяженность моторного кабеля повышается, благодаря специальным преобразователям марки Danfoss, которые функционируют с кабелем, протяженностью менее 300 метров. Покупая преобразователь с протяженностью провода выше допускаемой величины, можно снизить частоту коммутации, к примеру, до 1 кГц.
Чтобы повысить протяженность кабельной линии, применяется дроссельный элемент, dU/dt-фильтры и sin-фильтры выходного типа. Дроссельные устройства просты и имеют небольшую стоимость, но не способны полностью решить вопрос. dU/dt-фильтры уменьшают скорость повышения и уменьшения импульсов выходного напряжения, что повышает протяженность кабельной линии.
В конце отметим, что на моторном дроссельном элементе, на dU/dt-фильтре выхода и на выходном синусоидальном фильтре образуются потери, снижающие коэффициент полезного действия системы регулирования на 2 – 3 %.
|