ГОСТ IEC/TS 60034-31—2015
5.9 Согласование двигателей и различных частотных преобразователей
Добавление в систему энергоснабжения преобразователя с регулируемой частотой создает во
многих случаях благоприятные условия для повышения ее экономичности. Однако возникающие при
этом дополнительные затраты на преобразователь (обычно превышающие стоимость двигателя бо
лее высокой мощности) и добавочные потери, которые зависят от размеров и конструкции преобразо
вателя и обычно исчисляются 2—5 % при номинальных значениях момента и скорости и составляют от
10 до 30 % при крутящем моменте и скорости на уровне 25% их номинальных величин, требуют
серьезного анализа используемого приложения.
Первая группа приложений — это насосные агрегаты, вентиляторы и другие аналогичные объ
екты с переменной нагрузкой, у которых крутящий момент возрастает примерно пропорционально ква
драту скорости вращения двигателя. Входная электрическая мощность будет при этом
увеличиваться пропорционально кубу скорости, когда расход потока в закрытых каналах и
трубопроводах регулиру ется только заслонками и дроссельными клапанами. Непрерывное
сглаживание входной мощности до требуемого уровня расхода может обеспечиваться приводом с
регулируемой скоростью; соответствен но этому будут снижаться и потери. Должно приниматься во
внимание и традиционное регулирование нагрузки с помощью многоскоростных двигателей или
параллельных схем управления односкорост ными двигателями, если такой способ может обеспечить
выполнение нужной работы с меньшими за тратами и потерями. Ощутимые выгоды приносит
использование приводов с регулируемой скоростью вращения, так как в этом случае открываются
широкие возможности для серьезного повышения уровня экономичности.
Ко второй группе приложений относятся конвейеры, эскалаторы, лобедки и другие аналогичные
механизмы, момент которых относительно независим от скорости. Привод с регулированием скорости
может обеспечивать непрерывную бесступенчатую настройку скорости вращения вдиапазоне от почти
неподвижного состояния до полной величины и таким образом минимизировать потребляемую мощ
ность. Выигрыш в затратах и экономичности при этом будет меньше, чем в первой группе приложений,
поскольку вданном случае входная мощность изменяется пропорционально скорости.
Третью группу образуют приложения, в которых изменения нагрузки искорости минимальны, ноот
привода с регулированием скорости могут быть получены выгоды иного характера; например, безудар
ный пуск и мягкая остановка или требование высокогопускового момента. Основным выигрышем здесь
является не повышение эффективности использования энергии, а уменьшение износа машинного обо
рудования. Существует множество других, более дешевых технических решений, ориентированных на
обеспечение безударного пуска, однако все они. в отличие от привода с регулируемой скоростью, не
приводят к экономии энергии.
В некоторых приложениях двигатели имеют излишне большие размеры и постоянно работают
с неполной нагрузкой (50 % или меньше); хотя использование регулируемого частотного преобразо
вателя способно в данном случае улучшить энергетические показатели за счет уменьшения входного
напряжения двигателя, более подходящий выбор габаритных размеров с учетом требуемой нагрузки
может способствовать сокращению затрат и большей экономии энергии.
Если не используются дополнительные синусоидальные фильтры, то двигатели, оснащенные
приводом с регулируемой скоростью, подвергаются воздействию выбросов напряжения, которые су
щественно больше пиков, возникающих при питании от сети. В настоящее время большинство новых
промышленных двигателей на напряжение до 500 В имеют систему изоляции, которая способна вы
держать такие напряжения без каких-либо проблем. Для более высоких напряжений питания должны
рассматриваться двигатели, охватываемые стандартом IEC 60034-25.
В случае использования в существующих приложениях двигателей старой конструкции в со
четании с частотными преобразователями с регулируемой частотой необходимо консультирование с
изготовителем двигателя. Кроме того, важно определить максимально безопасную рабочую скорость
двигателя в случае существенного превышения регулируемым приводом промышленной частоты
(50 или 60 Гц). Такая информация обычно присутствует в каталогах или в эксплуатационной докумен
тации (руководствах); по этому вопросу см. также стандарты IEC 60034-1 и IEC 60034-17.
Приводы с регулированием скорости должны выбираться и конфигурироваться на основе четкого
знания типичных эксплуатационных условий:
- моментов и скоростей, требуемых ведомой машиной;
- зависимости изменения номинальной мощности от выбранного метода воздушного охлаждения
(самовентиляция или принудительный обдув).
10