Frekvenční měniče

Frekvenční měnič je zařízení, které slouží k přeměně elektrického proudu s určitou frekvencí a napětím na elektrický proud s jinou frekvencí a napětím.

Díky použití frekvenčního měniče lze přesně regulovat otáčky asynchronních elektromotorů a tím i výkon zařízení, navíc je možné značně snížit spotřebu elektrické energie.

Měnič je napájen střídavým napětím, ve vnitřních pracovních obvodech dochází k jeho usměrnění a na výstupu měniče je poté převedeno na střídavé napětí o požadované frekvenci.

Správný výběr a dimenzování frekvenčního měniče se odvíjí od těchto otázek:

• typ strojního zařízení, které má být měničem řízeno
• jmenovité napětí, výkon a proud elektromotoru
• napětí sítě (1-fáz. nebo 3-fázové, 230V, 400V, 500V,...)
• druh provozu (normální vs. těžký provoz)
• okolní teplota
• požadované krytí IP
• umístění frekvenčního měniče (v rozvaděči, na stěně, na motoru)
• požadovaná komunikace s nadřazenými systémy (různé typy sběrnic)
• požadované funkce (např. PID regulace, časovače, brzdění motoru,...)
• způsob ovládání a signalizace (lokální vs. vzdálené)

Lokální řízení = manuální ovládání měniče (start/stop, nastavení otáček, reverzace) přes ovládací panel pomocí tlačítek, případně i integrovaného potenciometru. Panel může být odnímatelný nebo i pevně zabudovaný (především u měničů menších výkonů).

Dálkové řízení = manuální nebo automatické ovládání měniče ze vzdáleného místa, a to přes vodiče zapojené do digitálních a analogových vstupů / výstupů (rozhraní I/O) nebo přes datovou sběrnici (komunikační rozhraní).

V případě manuálního ovládání přes I/O jsou ovládacími prvky tlačítka, spínače, potenciometry nebo také PLC panel. Při automatickém dálkovém řízení jsou řídící hodnoty brány z nadřazených řídících systémů, PLC, různých čidel (tlaková, teplotní,...) apod.

Parametrizace = nastavení (programování) měniče pro daný motor a aplikaci. Řídící systém měniče obsahuje desítky různých parametrů, pomocí nichž se měnič přizpůsobuje danému použití.

Správné nastavení je klíčové pro bezproblémový chod motoru / zařízení.

Minimální povolená frekvence pro naše radiální ventilátory se standardními motory 50/60 Hz, upravených pro provoz s frekvenčním měničem, je z důvodu chlazení elektromotoru 5 Hz, u ventilátorů s chladícím kotoučem (provedení pro teplotu média > 80^oC) je min. povolená frekvence 35 Hz. Pro vysokootáčkové ventilátory (jmenovitá frekvence > 60 Hz) je minimální frekvence 35 Hz.

Maximální povolená frekvence je uvedena na typovém štítku stroje. Například ventilátor s motorem 50 Hz nemůže být provozován při 60 Hz.

Ano, ale pouze přes jednofázový frekvenční měnič a pokud je na typovém štítku motoru uvedeno nominální napětí 230/400 V ∆/Y. Motor je potom nutné zapojit do trojúhelníka na napětí 3x 230 V, které má frekvenční měnič na svém výstupu.

Toto řešení je tedy obecně možné jen u motorů do výkonu cca 3,0 kW. Navíc bude mít zařízení větší odběr než při zapojení 3x 400 V.

Ano, ale pouze s frekvenčním měničem, přičemž mezi motor a měnič je nutno instalovat vhodný motorový filtr (du/dt filtr, sínusový filtr, ...) a frekvenční měnič musí být uzpůsoben pro dané napájecí napětí. Při návrhu je dále třeba mít na zřeteli fakt, že frekvenční měnič je schopen transformovat napětí na svém výstupu, ale pouze směrem dolů: napětí sítě ≥ napětí motoru.

Příklad:
Napětí sítě (vstupní napětí do měniče): 500 V
Výstupní napětí z měniče (nominální napětí motoru): 400 V

Opačný způsob není možný, tedy motor s nominálním napětím 500 V nemůže být provozován přes frekvenční měnič se vstupním napětím 400 V.

Pro měniče ABB (ACS 310, 320, 355, 550) jsou k dispozici 2 typy odnímatelných ovládacích panelů:

Základní panel - jednoduché provedení panelu pro měniče ABB s jednořádkovým číslicovým LCD displejem, obsahuje základní nástroje pro manuální zadávání parametrů, manuální ovládání pohonu (START/STOP, otáčky) a funkce kopírování parametrů do paměti panelu.

Asistenční panel - rozšířený panel pro měniče ABB s velkým třířádkovým alfanumerickým LCD displejem, kromě funkcí ze základního panelu nabízí navíc volbu jazyka, hodiny reálného času, start-up asistent pro snadné uvádění měničů do provozu a kontextovou nápovědu.

Ne, elektromotor je konstruován pro napětí 400 V až při vyšších frekvencích (např. 120 Hz). V případě přímého napojení na síť 50 Hz bude přiváděné napětí vyšší a motor bude v důsledku toho přetížen a může následně dojít k jeho poškození.

Vysokootáčkové motory musí být vždy provozovány přes frekvenční měnič !!!

NEMA 1 kit je příslušenství k frekvenčním měničům řad ACS 150, ACS 310, ACS 320 a ACS 355. Sada umožňuje instalovat měnič místo do rozvaděče přímo na stěnu nebo konstrukci stroje bez nebezpečí možného kontaktu obsluhy s napětím. Sada ovšem nezvyšuje stupeň IP krytí měniče.

Sada NEMA 1 obsahuje základový rám s průchodkami pro upevnění kabelů/ochranných trubek, kryt svorkovnice a kryt chladícího ventilátoru.