Выбор инвертора осуществляют по следующим критериям:
Номинальный ток, напряжение, мощность.
Способ управления: векторный и скалярный
Диапазон регулирования скорости и момента.
Количество аналоговых, цифровых и релейных входов и выходов.
Электромагнитная совместимость.
Класс пылевлагозащиты (IP).
Возможность подключения нескольких электродвигателей.
Наличие дисплея, пульта дистанционного управления, протокола обмена данными, и другим дополнительным функциям.
При выборе инвертора необходимо ориентироваться на ток и напряжение питания электродвигателя, такая информация указывается на шильде двигателя. Мощность интересна только для начального выбора, поскольку модель инвертора, как правило, содержит в наименовании именно мощность, а не номинальный ток. Например:
Рабочий ток электродвигателя напрямую зависит от КПД, коэффициента мощности и оборотов, и при равной мощности может быть различен, например: Электродвигатель 5,5 кВт 750 об/мин имеет рабочий ток 13,6А, в то время как электродвигатель 5,5 кВт 3000об/мин имеет рабочий ток 10,8А, разница 25% .
Фактический длительный рабочий ток двигателя не должен превышать номинального выходного тока инвертора. Даже небольшое превышение рабочего тока электродвигателя на 3-5% не желательно, рекомендуется выбрать следующий типономинал инвертора.
Выбор режима управления
Вольт-частотный V/F (или скалярный) режим управления:
Поддерживает постоянной величину магнитного поля статора при заданной частоте (отношение напряжения питания к частоте постоянно). Это значит, что при различных скоростях номинальный момент на валу двигателя останется неизменным. Есть особенности работы на низких частотах.
Скорость вращения двигателя зависит от приложенной нагрузки: при увеличении нагрузки двигатель замедляется, при уменьшении — ускоряется. При постоянной нагрузке скорость вращения не изменяется;
Позволяет работать с несколькими двигателями одновременно (для работы с несколькими двигателями необходимо обеспечить дополнительную защиту по току для каждого двигателя).
Для большинства применений достаточно использования V/F (вольт-частотного режима): насосы, вентиляторы, конвейеры, деревообрабатывающие станки, упаковочные станки, фасовочные аппараты, дозаторы, компрессоры и другое оборудование.
Векторный режим управления:
поддерживает постоянную скорость вращения при изменяющихся нагрузках (за счет автоматической регулировки выходного напряжения);
более стабильно работает при низких частотах (за счет компенсации падения напряжения в обмотках двигателя).
Векторный режим способен более точно поддерживать момент при низких частотах (особенно при изменяющейся нагрузке). Диапазон возможной регулировки шире, чем у вольт-частотного режима. Применяется с подъемно-транспортными механизмами, дробилки, механизмы, требующие контроля момента. Работает только с одним двигателем и правильно заданными параметрами двигателя.
И вольт-частотный (V/F), и векторный режимы управления, при наличии встроенного ПИД-регулятора способны точно поддерживать технологический параметр по датчику обратной связи (скорость, давление, влажность, температуру и другие).
Интерфейс и комуникация
Инвертор может быть оснащен кнопочным управлением, цифровым, либо графическим дисплеем, потенциометром. На дисплее отображаются параметры работы инвертора и коды диагностики.
Дисплей, он же пульт, может быть съемным, и применяться для группы инверторов. При отсутствии дисплея устанавливается заглушка. Также съемный дисплей может служить для защиты параметров от несанкционированного воздействия.
Для дистанционного управления пуском и остановом двигателя с помощью кнопок и переключателей необходимы дискретные входы, либо выносной пульт.
Наличие аналогового входа позволяет дистанционно осуществлять плавную регулировку оборотов с помощью потенциометра или аналогового сигнала 0...10В/4...20мА. Совместно со встроенным ПИД-регулятором аналоговый вход позволяет непрерывно поддерживать значение технологического параметра (давление, расход, температура и т. д.)
Наличие интерфейса RS-485 либо RS-232 позволяет подключиться к верхнему уровню АСУТП.
Программный режим позволяет изменять скорость и направление вращения по заранее заданной программе.
Применение и выбор номинала инвертора.
Все инверторы можно разделить на два типа по роду нагрузки:
CT (от англ. constant torque – «постоянный вращающий момент»). Режим CT подразумевается по умолчанию, как стандартный режим работы, на который следует ориентироваться в случае классического подбора преобразователя частоты. Применяется на приводных механизмах, в том числе и в векторном режиме (лебедки, конвейера, мельницы).
VT (от англ. variable torque – «переменный вращающий момент»). Под режимом VT подразумевается так называемая переменная нагрузка, «легкая», не требующая расчета момента, вектора магнитного потока двигателя (насос, вентилятор, компрессор.).
Следующий важный параметр: Допустимая перегрузка по току в течении 1 минуты, указывается в процентах. Соответственно каждому применению своя перегрузка:
110% (VT) Применяется для "насосно-вентиляторной" нагрузки. Фактическая перегрузка центробежного насоса, или вентилятора, не бывает больше 110%. Например новая насосная серия H100 от LSIS рассчитана на перегрузку в 120%, что положительно сказывается на надежности агрегата в целом.
150% (CT) Применяется для общепромышленного применения с большинством механизмов (конвейера, привода, подъемники, упаковка, металло и деревообработка, мельницы).
200% (CT) Применяется в лифтах, ответственных подъемниках, дробилках. Как правило применяется с векторным режимом преобразователя.
Важно отметить, что при применении преобразователя частоты, на электродвигатель не воздействуют каки-либо кратные пусковые токи. Электродвигатель запускается и работает на номинальных токах.
Особенности монтажа и эксплуатации
При установке преобразователя частоты необходимо соблюдать требования как к сети, так и к преобразователю. Преобразователь частоты является достаточно серьезным источником гармонических искажений, уровень THDI может достигать 70%, и в простых случаях достаточно установить дроссель или фильтр ЕМС, а в сложных может понадобиться установка активного фильтра гармоник. Преобразователь тоже предъявляет требования по установке, т.е. мощность сети не должна многократно (6 и более крат) превышать мощность преобразователя, в противном случае придется установить сетевой дроссель на входе преобразователь. Кабель до электродвигателя не должен превышать 50 метров, в противном случае придется установить фильтр dU/dt что бы снизить пиковое напряжение и отношение dU/dt импульсов на клеммах двигателя примерно до 500 В/мкс.