Устройство плавного пуска или частотный преобразователь

Главное отличие устройства плавного пуска от частотного преобразователя — возможность управлять скоростью двигателя во время работы. УПП помогает смягчить запуск и, при наличии соответствующей функции, останов. Частотный преобразователь позволяет дополнительно менять рабочую скорость под требования процесса. [1, 2]

Для выбора полезно сначала сформулировать задачу: нужно только уменьшить нагрузки при включении или требуется изменять производительность оборудования в течение смены. Именно режим работы, а не одинаковая мощность на шильдиках, определяет подходящий тип управления.

Сравнение по ключевым параметрам

Таблица показывает типичные различия. Реальный диапазон скорости, момент на малых оборотах, защиты и функции останова проверяют по характеристикам конкретного оборудования. [1, 2, 3, 5] Числа в строках о токе, потерях и стоимости ориентировочные: они зависят от мощности, настройки и модели, поэтому их уточняют по каталогу выбранного оборудования.

Когда подходит устройство плавного пуска

УПП рассматривают, когда двигатель после разгона работает с постоянной скоростью, а основные проблемы возникают в момент включения: рывок, проскальзывание ремней, механический удар или высокая нагрузка на сеть. Такой вариант может подойти конвейеру с неизменной скоростью или насосу, которому не требуется регулирование производительности вращением двигателя. [2]

Пример задачи: лента конвейера движется с одной рабочей скоростью, но при каждом пуске груз смещается. Здесь имеет смысл оценить УПП. Перед выбором всё равно проверяют, хватает ли пускового момента при снижении напряжения и соответствует ли устройство режиму запусков.

Типичные применения УПП: насосы с постоянной подачей, вентиляторы, компрессоры, конвейеры без регулировки скорости, дробилки, пилорамы.

Когда нужен частотный преобразователь

Частотный преобразователь нужен, если рабочую скорость требуется менять: согласовывать темп конвейера с линией, регулировать подачу насоса или расход воздуха вентилятора. Управление может быть ручным либо выполняться автоматикой по обратной связи. [4]

Например, если насос должен поддерживать заданное давление при меняющемся расходе, задача включает регулирование во время работы. Обычный софтстартер эту функцию не выполняет. Рассматривают частотный привод с подходящим алгоритмом управления и датчиком давления. [1, 4]

Типичные применения частотного преобразователя: насосные станции с переменным расходом, вентиляция и кондиционирование, подъёмные механизмы, станки, экструдеры, намоточное оборудование.

Чем отличаются пуск и останов

При снижении напряжения УПП уменьшает доступный пусковой момент. Для тяжело нагруженного механизма это может ограничивать возможность разгона. Частотный привод позволяет управлять моментом в более широком диапазоне скоростей, но результат зависит от выбранного режима управления, перегрузочной способности и двигателя. [5]

Плавный останов софтстартером не равнозначен активному торможению. У инерционной нагрузки уменьшение напряжения может не обеспечить требуемое время остановки. Если механизм нужно замедлять по заданному графику, выбирают привод и тормозное решение с учётом энергии нагрузки. Для отдельных задач могут потребоваться тормозной резистор, рекуперация или механический тормоз. [3]

Что учитывать при оценке энергопотребления

УПП снижает нагрузки при пуске, но это не означает большого сокращения потребления электроэнергии при длительной работе с той же скоростью. Байпас уменьшает собственные потери устройства после разгона. [2]

Частотный преобразователь способен уменьшать потребление в процессах, где допустимо снижать скорость по потребности. Это особенно актуально для насосов и вентиляторов с переменной нагрузкой. Экономию рассчитывают по рабочему графику и характеристикам системы; обещать одинаковый процент для любых установок нельзя. [4]

Когда используют оба устройства

Комбинированные схемы встречаются, например, на насосных станциях с несколькими насосами: один насос работает от частотного преобразователя и регулирует подачу, остальные подключают через УПП или контактор как постоянные. Такую схему определяет проект: нужно учесть последовательность переключений и защиту каждого двигателя.

Как сравнить два решения перед покупкой

• Определить, нужна ли регулировка рабочей скорости сейчас или при планируемом изменении процесса.

• Проверить характер нагрузки и требования к пусковому моменту.

• Задать допустимый ток пуска и требуемый режим повторных запусков.

• Определить требования к останову, автоматике и защите двигателя.

• Сравнить стоимость всего шкафа, монтажа, наладки и эксплуатации, а не только аппарата.

Частотник часто стоит дороже, но дополнительные функции могут быть необходимы для процесса. Если скорость постоянна, а УПП обеспечивает требуемый пуск, его более простой набор возможностей может оказаться достаточным. Оба варианта оценивают для одной и той же нагрузки и технического задания. [2]

Быстрый выбор: пять вопросов

1.       Нужно менять скорость во время работы? Да: частотный преобразователь. Нет: переходите к следующему вопросу.

2.       Нужен только плавный пуск и останов при постоянной скорости? Да: рассматривайте УПП.

3.       Нагрузка меняется, и важна экономия электроэнергии? Да: оцените частотный преобразователь.

4.       Ограничены бюджет или место в шкафу? Это довод в пользу УПП, если он обеспечивает требуемый пуск.

5.       Тяжёлый пуск при слабой сети? Сравните оба варианта: УПП снижает момент вместе с напряжением, а частотный преобразователь часто даёт больший момент при меньшем токе.

Материалы по работе и подключению

Подробное объяснение работы софтстартера приведено в статье «Устройство плавного пуска — что это, функции и принцип работы». Варианты силовой цепи представлены в статье «Схема подключения устройства плавного пуска электродвигателя».

Источники [1] Schneider Electric — Работа софтстартера на пониженной скорости FA235909 [2] Schneider Electric — Soft starters vs VFDs for conveyor motors [3] Schneider Electric — Способы торможения приводов FA22766 [4] Schneider Electric — VFDs and soft starters [5] Schneider Electric — Отличия частотного привода и УПП FA233948