Как выбрать частотный преобразователь для электродвигателя

Оформление заказа

Автор: Елена Сень

27.03.2025

Частотный преобразователь (ЧП) – это устройство, предназначенное для плавного регулирования скорости вращения асинхронных или синхронных электродвигателей путем изменения частоты и напряжения питающего тока.

Основные параметры электродвигателя, которые нужно учитывать

Перед покупкой ЧП важно знать ключевые характеристики электродвигателя.

1. Мощность (Вт, кВт)

Мощность электродвигателя определяет, насколько мощный частотник вам нужен. Обычно выбирается с небольшим запасом по мощности (на 10-20% больше номинальной мощности двигателя).

2. Номинальное напряжение

220 В – для однофазных двигателей.
380 В и выше – для трехфазных промышленных двигателей.

Важно подбирать ЧП в соответствии с рабочим напряжением двигателя.

3. Частота тока (50/60 Гц)

В разных странах используются сети с разной частотой (Европа – 50 Гц, США – 60 Гц). Неверная частота тока может привести к снижению эффективности работы двигателя и повреждению.

4. Количество фаз

Однофазные – подходят для бытовых электродвигателей и при небольшой нагрузке.
Трехфазные – используются в промышленности для мощных агрегатов.

5. Номинальный ток

Этот параметр определяет, какой ток потребляет двигатель при нормальной работе. Частотник должен выдерживать этот ток с запасом.

6. Тип нагрузки

Легкая нагрузка – вентиляторы, насосы.
Средняя нагрузка – конвейеры, компрессоры.
Тяжелая нагрузка – дробилки, экструдеры.

Частотник должен соответствовать нагрузке, чтобы не перегреваться и не выходить из строя.

Формулы расчета частотного преобразователя (ЧП)

1. Расчет по току двигателя

Основной параметр при выборе ЧП — номинальный ток двигателя.

I_ЧП ≥ I_дв

где:

I_ЧП — выходной ток частотного преобразователя, А
I_дв — номинальный ток двигателя (указан на шильдике), А

Если ток неизвестен, его можно рассчитать:

Для однофазного двигателя:

I_дв = (P_дв × 1000) / (U × cosφ × η)

Для трёхфазного двигателя:

I_дв = (P_дв × 1000) / (√3 × U × cosφ × η)

где:

P_дв — мощность двигателя, кВт
U — напряжение сети (220 В / 380 В / 660 В и т. д.)
cosφ — коэффициент мощности (обычно 0,75–0,93)
η — КПД двигателя (обычно 0,8–0,95)

Запас по току:
Рекомендуется выбирать ЧП с запасом 15–20%:

I_ЧП = 1,2 × I_дв

2. Расчет по полной мощности (кВА)

ЧП должен обеспечивать достаточную мощность для двигателя.

S_ЧП ≥ P_дв / (cosφ × η)

где:

S_ЧП — полная мощность ЧП, кВА
P_дв — номинальная мощность двигателя, кВт

Пример:
Двигатель 7,5 кВт, cosφ = 0,85, η = 0,9:

S_ЧП = 7,5 / (0,85 × 0,9) ≈ 9,8 кВА

Выбираем ЧП ≥ 10 кВА.

3. Расчет по активной мощности (кВт)

Номинальная мощность ЧП должна быть не меньше мощности двигателя:

P_ЧП ≥ P_дв

Рекомендуемый запас:

Легкий режим (насосы, вентиляторы): P_ЧП = 1,1 × P_дв
Тяжелый режим (дробилки, прессы): P_ЧП = 1,5–2 × P_дв

Итоговая последовательность выбора ЧП:

Определить номинальный ток двигателя (I_дв).
Выбрать ЧП с током ≥ 1,2 I_дв.
Проверить полную мощность (кВА) и активную мощность (кВт).
Учесть перегрузочную способность (обычно 110–150% на 60 сек).

Критерии выбора частотного преобразователя (ЧП)

При выборе частотного преобразователя необходимо учитывать несколько ключевых параметров, чтобы обеспечить надежную и эффективную работу системы.

1. Совместимость с двигателем

Мощность – ЧП должен соответствовать номинальной мощности двигателя (желательно с небольшим запасом).
Напряжение – 220 В, 380 В, 690 В и др. (должно соответствовать питающей сети и двигателю).
Частота – стандартная 50/60 Гц или специализированные диапазоны (для высокоскоростных двигателей).

2. Диапазон регулирования частоты

Широкий диапазон (1:1000 и более) нужен для точного управления скоростью (например, в станках, прецизионных механизмах).
Узкий диапазон (1:10–1:50) подходит для насосов, вентиляторов.

3. Тип управления

Скалярное (U/f) – простое управление, подходит для насосов, вентиляторов.
Векторное – точное регулирование скорости и момента (для станков, кранов, лифтов).
Прямое управление моментом (DTC) – максимальная динамика (в металлообработке, робототехнике).

4. Дополнительные функции

Рекуперация энергии – возврат энергии в сеть (актуально для подъемных механизмов, транспорта).
PID-регулятор – автоматическое поддержание давления, расхода, уровня.
Защита двигателя – от перегрузки, перегрева, обрыва фаз, КЗ.

5. Условия эксплуатации

Температура (–10°C…+50°C стандартно, для экстремальных условий – специальные модели).
Влажность – защита от конденсата.
Степень защиты IP (IP20 – для щитов, IP54/IP65 – для пыльных/влажных помещений).

6. Интерфейсы и управление

Цифровые (Modbus, Profibus, Ethernet) – интеграция в АСУ ТП.
Аналоговые входы/выходы (0-10 В, 4-20 мА) – подключение датчиков.
Релейные выходы – сигнализация и управление внешними устройствами.

Вывод

Выбор ЧП зависит от типа двигателя, требуемой точности управления, условий эксплуатации и необходимости интеграции в систему автоматизации. Для простых задач подойдут бюджетные скалярные модели, для сложных процессов – векторные или DTC-управляемые преобразователи с расширенным функционалом.

Бренд	Диапазон мощностей	Ключевые особенности	Типовые применения
ABB	0.18 кВт - 100+ МВт	Высокая надежность, IP67, прямое управление моментом (DTC)	Промышленность, инфраструктура, машиностроение
INNOVERT	0.09 кВт - 900 кВт	Адаптация к российским условиям, 3 года гарантии	Насосы, вентиляция, общепромышленные применения
Danfoss	0.1 кВт - 10+ МВт	Энергоэффективность, экологичность	HVAC, водоочистка, пищевая промышленность
M-Driver	0.4 кВт - 500 кВт	Компактность, простота настройки, доступная цена	Конвейеры, вентиляция, насосы, станки
Delta	0.2 кВт - 500+ кВт	Плавное регулирование, хорошее соотношение цены и качества	Общепромышленные применения