Если двигатель после разгона работает с постоянной скоростью и нужно только смягчить пуск, достаточно устройства плавного пуска (УПП). Оно ограничивает пусковой ток, снимает удар по механике и стоит заметно дешевле. Частотный преобразователь (ЧП) нужен, когда скорость приходится менять в работе: поддерживать давление, регулировать расход воздуха, менять темп конвейера. Он также подходит для тяжёлого пуска под нагрузкой и для слабой сети, где пусковой ток нужно держать около номинального.
Проще всего выбирать по одному вопросу: должна ли меняться скорость двигателя после пуска. Если нет, в большинстве случаев хватает УПП. Если да, нужен частотник.
Чем устройство плавного пуска отличается от частотного преобразователя
Оба устройства ставят между сетью и асинхронным двигателем, и оба убирают резкий прямой пуск. Внутри они устроены по-разному.
УПП плавно поднимает напряжение на двигателе с помощью тиристоров. Частота остаётся сетевой, 50 Гц, поэтому двигатель разгоняется до своей обычной скорости, только мягче. Когда разгон закончен, большинство современных моделей замыкают обводной контактор (байпас). Дальше двигатель работает напрямую от сети, а УПП почти не нагревается и не тратит энергию. При остановке процесс идёт в обратном порядке: напряжение плавно снижается.
Частотный преобразователь выпрямляет сетевое напряжение и собирает из него новое, с той частотой, которая нужна в данный момент. Меняется частота, меняется и скорость двигателя. ЧП работает не только при пуске, а всё время, пока работает двигатель. Поэтому он может держать любую скорость от почти нулевой до номинальной и выше, поддерживать давление или расход по датчику, реверсировать и тормозить.
Требования к устройствам плавного пуска задаёт ГОСТ IEC 60947-4-2, к преобразователям частоты – стандарты серии IEC 61800 (ГОСТ Р МЭК 61800).
Сравнение УПП и частотного преобразователя
| Параметр | Устройство плавного пуска | Частотный преобразователь |
|---|---|---|
| Что регулирует | Напряжение только на время пуска и остановки | Частоту и напряжение всё время работы |
| Скорость в работе | Номинальная, не регулируется | Любая в рабочем диапазоне |
| Пусковой ток | Обычно 2–4 номинальных (при прямом пуске 5–7) | Около номинального, до 1,5 номинала |
| Пусковой момент | Снижен: падает вместе с напряжением | Номинальный и выше уже на малой скорости |
| Экономия энергии | Нет: двигатель работает от сети | Есть на насосах и вентиляторах с переменной нагрузкой |
| Потери в работе | Почти нулевые при байпасе | Около 2–3% мощности, нужен отвод тепла из шкафа |
| Влияние на сеть | Только во время пуска | Гармоники всё время, могут понадобиться дроссели и фильтры |
| Стоимость и габариты | Ниже, особенно на больших мощностях | Выше, корпус крупнее |
| Настройка | Несколько параметров: время разгона, начальное напряжение, ограничение тока | Больше параметров: данные двигателя, режим управления, ПИД-регулятор |
Таблица показывает главное: УПП решает одну задачу, пуск и остановку, и решает её дешевле. ЧП решает и её, и задачу управления скоростью, но за это приходится платить ценой, потерями и более сложной настройкой.
Когда достаточно устройства плавного пуска
УПП стоит выбирать, если выполняются все условия ниже:
Типичные примеры: насос, который перекачивает воду с постоянным расходом, вытяжной вентилятор без регулирования, компрессор с постоянной производительностью, ленточный конвейер, который запускают без груза.
Отдельный плюс УПП – плавная остановка. На насосах она снижает риск гидроудара в трубопроводе. Для длинных напорных линий с высоким риском гидроудара частотник справляется лучше, потому что может вести остановку по заданной кривой давления.
Когда нужен частотный преобразователь
ЧП необходим, если хотя бы одно из условий ниже верно:
Главный экономический довод за частотник – насосы и вентиляторы с переменной нагрузкой. Мощность, которую они потребляют, зависит от скорости в кубе. Если снизить скорость на 20%, двигатель потребляет примерно половину номинальной мощности. Регулирование задвижкой или заслонкой такой экономии не даёт. Поэтому на системах водоснабжения, вентиляции и подпорных насосах ЧП часто окупается за счёт электроэнергии. Если же двигатель всё время работает на полной скорости, частотник экономии не даст и только добавит свои потери.
Подробнее о том, как подобрать частотник по мощности двигателя и типу нагрузки, мы рассказали в статье «Как выбрать частотный преобразователь».
Что выбрать для насосов, вентиляторов, конвейеров и других механизмов
| Механизм и режим работы | Что выбрать | Почему |
|---|---|---|
| Насос с постоянным расходом | УПП | Скорость не меняется, достаточно мягкого пуска и плавной остановки |
| Насос, который поддерживает давление или уровень | ЧП | Скорость меняется по датчику, есть экономия энергии |
| Вентилятор без регулирования | УПП | Пуск лёгкий, на работе ничего не регулируется |
| Вентиляция с регулированием расхода воздуха | ЧП | Регулирование скоростью вместо заслонки снижает потребление |
| Конвейер, пуск без груза, постоянная скорость | УПП | Нагрузка при пуске небольшая |
| Конвейер, пуск под нагрузкой или с регулировкой темпа | ЧП | Нужен полный момент с нуля и управление скоростью |
| Компрессор с постоянной производительностью | УПП | Задача – только снизить пусковой ток |
| Компрессор с переменным расходом | ЧП | Производительность подстраивается под потребление |
| Дробилка, мельница, центрифуга (большая инерция) | УПП для тяжёлого пуска или ЧП | УПП подбирают с запасом по току; при слабой сети выбирают ЧП |
| Мешалка, экструдер, подъёмный механизм | ЧП | Тяжёлый пуск и необходимость менять скорость |
Это ориентиры, а не жёсткие правила. Если сомневаетесь, полезно ответить на три вопроса: какой момент нужен при пуске, должна ли меняться скорость и сколько пусков в час. По этим трём ответам выбор обычно становится очевидным.
Как подобрать устройство плавного пуска
Если выбор пал на УПП, при подборе обратите внимание на несколько вещей.
- 1
Номинальный ток двигателя, а не только мощность.Ток берите с шильдика, он учитывает реальный КПД и cos φ.
- 2
Тип пуска.Для лёгкого пуска (насосы, вентиляторы) достаточно модели по номиналу двигателя. Для тяжёлого (дробилки, гружёные конвейеры) берут УПП на ступень или две мощнее, чтобы оно выдерживало длительный повышенный ток.
- 3
Байпас.Модели со встроенным обводным контактором проще в монтаже и меньше греют шкаф. Если байпаса нет, его ставят отдельным контактором.
- 4
Защиты двигателя.Многие УПП сами защищают от перегрузки, обрыва и перекоса фаз, перегрева. Это не отменяет автомат или предохранители для защиты линии от короткого замыкания.
- 5
Управление и связь.Если устройство встраивают в систему автоматизации, проверьте поддержку Modbus RTU или другого нужного протокола.
- 6
Частота пусков.У каждой модели есть ограничение по количеству пусков в час. При частых пусках выбирают модель мощнее или переходят на ЧП.
Частые ошибки при выборе между УПП и частотником
Устройства плавного пуска и частотные преобразователи в каталоге Пром Вольт
В разделе «Устройства плавного пуска» представлены серии нескольких производителей, от компактных моделей для небольших насосов до устройств на сотни киловатт:
- Instart: SSI – стандартная серия общего применения, SBI – та же задача, но со встроенным байпасом, SNI – расширенный набор функций и защит, встроенный Modbus RTU, а также компактная SBIM и серии SBIP и SSIP;
- CNC Electric: серия YCQR2 на 380 В в диапазоне от 5,5 до 500 кВт и серия YCQR8;
- ESQ: модели GS7, GS9 и компактная GS9mini со встроенным шунтирующим контактором.
Частотные преобразователи CNC Electric, CHINT, Instart и других производителей собраны в разделе «Преобразователи частоты». Контакторы, пускатели и тепловые реле для комплектации схемы пуска есть в разделе «Оборудование коммутационное и устройства управления».
Поможем выбрать между УПП и частотником
Если не уверены, что подойдёт для вашего механизма, пришлите данные с шильдика двигателя и коротко опишите задачу: что приводит двигатель, как часто пускается, нужно ли менять скорость. Инженеры Пром Вольт подберут устройство плавного пуска или частотный преобразователь из наличия и предложат комплект для схемы пуска.
Пишите на zakaz@prom-volt.ru или звоните по телефону +7 (495) 740-24-95.