Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNERпроизводство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
Отзыв ★★★★★ Будем благодарны за отзыв в Яндексе — это помогает нам развиваться Оставить отзыв →
Правовая информация Условия использования технических материалов и калькуляторов Правовая информация →
INNER
Контакты

Подбор частотного преобразователя

Калькулятор подбора частотного преобразователя

Подбор по току (а не по «киловаттам шильдика»). Учитывает дерейтинги по T°/высоте/частоте ШИМ/длине кабеля. ГОСТ Р МЭК 61800, IEC 60034-30-1, ABB Tech Note 176, Schneider FA307557.

Мощность P, кВт Номинальная мощность с шильдика двигателя. Для скважинных/погружных насосов учтите, что I_ном выше на 25-35%, чем у поверхностных аналогичной мощности.
0,12–500 кВт
Напряжение U, В Линейное напряжение питающей сети. 380/400 В — стандарт РФ; 220 В — однофазный ЧП; 660 В — горнодобыча.
КПД η, % КПД двигателя с шильдика. Если пусто — авто-оценка по IEC 60034-30-1 (по мощности и числу полюсов).
70–95% (или 0,7–0,95)
cos φ Коэффициент мощности с шильдика. Если пусто — авто 0,80–0,88 по мощности. Для скважинных насосов 0,70–0,82.
0,75–0,90
I_ном двигателя, А Главный параметр подбора. Если пусто — рассчитывается из P/U/η/cosφ. Для скважинных насосов ВСЕГДА вводите с шильдика — расчётный занижается.
Из шильдика приоритет
Режим перегрузки Авто — по типу нагрузки (Schneider FA307557). ND 110-120% за 60с — насосы/вентиляторы. HD 150% — конвейеры/дробилки/краны/поршневые.
Инженерный анализ: дерейтинги среды, кабель, фильтры, тормозной резистор
Условия среды (ABB acs380, IEC 61800-1)
T° окружающей, °C При T° внутри шкафа >40 °C дерейтинг 1% на каждый °C (ABB ACS380, Schneider ATV).
Высота h, м НУМ При h >1000 м дерейтинг 1% на каждые 100 м. Лимит для 480 В — 4000 м, для 230 В — 2000 м.
Управление и кабель
Carrier frequency, кГц Частота ШИМ. Дефолт 4 кГц. Выше — тише, но падает I_ЧП. 8 кГц = -15%, 16 кГц = -45% (Mitsubishi FR-A800, ABB ACS580).
Длина кабеля ЧП–двигатель, м Самая частая причина F041, перегрева, пробоя изоляции. Пороги по ABB Tech Note 176: 30/50/100/300/1000 м.
Двигатель IEC 60034-25 / MG-1 Pt 31 «Inverter-duty» двигатели имеют усиленную изоляцию (Umax > 1600 В). Для них пороги фильтров мягче.
EMC-категория (IEC 61800-3) C1 — жильё/больница; C2 — общественная сеть; C3 — промышленная; C4 — оценка по факту (>1000 В / >400 А).
Параметры нагрузки
Момент трогания, % M_ном Момент трогания механизма / номинальный момент двигателя × 100%. Если пусто — типовое по типу нагрузки. Холодный пуск экструдера, заполненная мельница, поршн.компр. под давлением могут давать 200-280%.
20–300% (паспорт, замер)
Тип пуска Холодный пуск даёт +30-50% к моменту трогания (вязкое масло, осевший материал, прилипший груз).
Питание и тормозной резистор
Источник питания Автономный генератор требует +20-30% запаса мощности для нелинейной нагрузки ЧП.
УЗО на входе ЧП ЧП создаёт пульсирующий DC-ток утечки. УЗО типа A и AC ослепляются — нужен тип B (IEC 62423). Без УЗО допустимо в системах TN-C-S промышленных объектов с заземляющим контуром, по проекту.
Многомоторный (один ЧП — N двигателей) Только V/f, идентичные двигатели, синхронные обороты. ABB TN 204: I_ЧП ≥ 1,2 · ΣI_дв.
1 = одиночный двигатель
Момент инерции J, кг·м² Приведённый к валу. Если пусто — оценка по мощности и оборотам. Нужен для расчёта тормозного резистора.
Из паспорта или авто-оценка
Время торможения, с / ED, % t_торм — длительность одного торможения. ED — % времени торможения от цикла. Стандарт 10%; для лифтов/кранов 50-100%.
Заполните форму
требуемый ток ЧП
Параметры подбора
I_двиг (расчётный/шильдик)
Суммарный коэф. дерейтинга
Режим перегрузки
Минимальный I_ЧП_ном
Ориентир. P_ЧП_ном
Дерейтинги
Фильтр на выходе ЧП
Запас по моменту на пуске
Тормозной резистор
Как уменьшить дерейтинг
Кабели и автомат
Сечение питающего (вход), мм²
Сечение моторного (выход), мм²
Автомат на входе ЧП
Режимы перегрузки (Schneider FA307557, IEC 61800-2)
LD (Light) 110% за 60 с в каждые 10 мин — насосы с квадратичной нагрузкой
ND (Normal) 110-120% за 60 с в каждые 10 мин — насосы, вентиляторы, центробежные компрессоры
HD (Heavy) 150% за 60 с в каждые 5 мин — конвейеры, дробилки, экструдеры, краны, поршневые компрессоры
Один и тот же ЧП в HD «слабее» на 1 типоразмер (30 кВт ND ≈ 22 кВт HD).
Длина кабеля → фильтр (ABB TN 176, KEB, Hammond)
<30 м — без фильтра
30–50 м — моторный дроссель рекомендуется
50–100 м — моторный дроссель обязателен (для стандартного двигателя — + dV/dt)
100–300 м — dV/dt-фильтр обязателен
300–1000 м — sine wave filter
>1000 м — sine wave filter (без вариантов)
Дерейтинги (ABB ACS380, IEC 61800-1)
T° >40 °C: 1% / °C (до 60 °C предел)
Высота >1000 м: 1% / 100 м (до 4000 м для 480 В)
Carrier 4 кГц: 100%; 8 кГц: 85%; 12 кГц: 65%; 16 кГц: 55%
Длина кабеля 100-300 м без фильтра: -5-15% (ёмкостной ток)
EMC-категории (IEC 61800-3:2017)
C1 (CISPR 11 Class B) — жильё, офис, больница
C2 (Class A Group 1) — стандарт для общественной сети
C3 (Class A Group 2) — промышленная сеть с собств. трансформатором
C4 — >1000 В или >400 А, EMC-план обязателен
Момент трогания и режим ЧП (Чиликин §13-6, ABB ACS580 AppGuide)
Центр.насосы, вентиляторы: M_пуск ≈ 20-40% M_ном — любой ЧП справится
Конвейеры, краны: M_пуск ≈ 80-180% — нужен HD
Поршн.компр., экструдеры (холодный пуск): 120-250% — HD 150% впритык
Мельницы, дробилки с заполненной камерой: 150-250% — нужен 200% Cyclic / soft-starter
Альтернативы при K_M > 1,50: ЧП с режимом 200%/5 с, программа boost при низкой f, гидромуфта, soft-starter перед ЧП.
УЗО типа B и ток утечки (IEC 62423, IEC 61800-5-1)
ЧП без УЗО (TN-C-S промышленный, EMC C3): допустимо при усиленном PE
УЗО типа A: ослепляется DC-током, при ЧП НЕ использовать
УЗО типа B (Doepke, ABB FH200B, Schneider Vigi RCM): реагирует на AC + DC + ВЧ
Оценка I_утечки ≈ 2π·f·C·U·0,3, где C ≈ 0,25 нФ/м экранированного кабеля
I_утечки > 3,5 мА: IEC 61800-5-1 — PE ≥ 10 мм² или дублирование, табличка
I_утечки > 30 мА: УЗО 30 мА постоянно отрубает — нужно 100/300 мА типа B
Тормозной резистор (ural-asutp.ru, Instart)
P_пик = J · (ω₁² − ω₂²) / (2 · t_торм)
R_min = U_DC_brake / I_chopper_max
U_DC_brake ≈ 760 В для 380 В сети, ≈ 380 В для 220 В
P_сред = P_пик · ED% / 100 (стандарт ED = 10%)

Калькулятор частотного преобразователя помогает выполнить расчёт и подбор ЧП по току двигателя, типу нагрузки и условиям эксплуатации. Инструмент работает онлайн без регистрации: рассчитывает требуемый номинальный ток ЧП, учитывает дерейтинги по температуре, высоте, частоте ШИМ и длине кабеля, подбирает выходной фильтр, тормозной резистор, сечение кабеля и автоматический выключатель. Подходит для подбора ЧП на скважинный насос, вентилятор, компрессор, конвейер, кран, мельницу, экструдер и другую промышленную нагрузку 0,12–500 кВт при напряжении 220, 380, 400 или 660 В.

Что рассчитывает калькулятор

Принцип подбора — по току, а не по «киловаттам с шильдика». Один и тот же двигатель 11 кВт может иметь номинальный ток от 21 до 28 А в зависимости от КПД и cos φ. Подбор только по мощности приводит к ошибкам особенно для скважинных и погружных насосов, где номинальный ток на 25–35 % выше поверхностных аналогов.

Входной параметрДиапазонГде найти
Мощность двигателя P, кВт0,12–500Шильдик двигателя
Напряжение U, В220 / 380 / 400 / 660Шильдик или схема сети
КПД η, %70–95 (или авто по IEC 60034-30-1)Шильдик
cos φ0,75–0,90 (или авто)Шильдик
Ток I, АИз паспорта (приоритет над расчётным)Шильдик
Тип нагрузки12 типов: насос, вентилятор, конвейер, кран, компрессор, мельница и др.Назначение механизма

Методика расчёта по ГОСТ Р МЭК 61800

Шаг 1. Номинальный ток двигателя

Для трёхфазной сети (380/400/660 В):

I_дв = P · 1000 / (√3 · U · η · cos φ)

Для однофазной сети (220 В) формула без √3. Если КПД и cos φ не введены — калькулятор берёт типовые значения по таблицам IEC 60034-30-1 в зависимости от мощности и числа полюсов. Для двигателя 11 кВт 380 В при η = 0,88 и cos φ = 0,85 получаем I_дв ≈ 22,3 А.

Шаг 2. Дерейтинги

Условия эксплуатации снижают допустимый ток ЧП. Суммарный коэффициент дерейтинга:

K_total = K_load · K_T° · K_h · K_fc · K_кабель · K_источник · K_duty
ФакторКоэффициентИсточник
Температура шкафа > 40 °C1 % на каждый °C, до 60 °CABB ACS580/ACH580 HW Manual
Высота > 1000 м НУМ1 % на каждые 100 м, до 4000 мABB ACS380 Spec Sheet
Частота ШИМ 2/4/8/12/16 кГц+5 % / 0 / −15 % / −35 % / −45 %Mitsubishi FR-A800, Schneider ATV630
Длинный кабель без фильтра+5–15 % к ёмкостному токуABB Tech Note 176
Питание от генератора+25 % (синхронный) или +15 % (просадки)Caterpillar, Cummins generator sizing

Шаг 3. Подбор ЧП по току

I_ЧП_ном ≥ I_дв · K_total
P_ЧП ≈ √3 · U · I_дв · 0,78 / 1000 (для оценки шильдичной мощности)

Результат сравнивают с колонкой I_ND или I_HD каталога производителя. Важно: один и тот же ЧП в режиме Heavy Duty имеет I_шильдика на 25–30 % ниже, чем в Normal Duty (Schneider FA307557, ABB ACS580). Для конвейеров, дробилок, кранов, поршневых компрессоров режим HD обязателен.

Длина кабеля и выбор выходного фильтра

Длинный кабель между ЧП и двигателем — самая частая причина ошибок F041 (overcurrent), пробоя межвитковой изоляции и преждевременного выхода двигателя из строя. Пиковое напряжение из-за отражений волны может превысить 1300 В на клеммах при сети 400 В.

Длина кабеля (экранированный)Стандартный двигательИнверторный (IEC 60034-25)
До 30 мБез фильтраБез фильтра
30–50 мМоторный дроссель рекомендуетсяБез фильтра
50–100 мМоторный дроссель + dV/dtМоторный дроссель
100–300 мdV/dt-фильтр обязателенdV/dt-фильтр
300–1000 мСинусный фильтрdV/dt + проверить ёмкостной ток
Свыше 1000 мСинусный фильтр (без вариантов)Синусный фильтр
Совет. Старые двигатели без маркировки IEC 60034-25 / NEMA MG-1 Part 31 имеют изоляцию класса B или F с напряжением выдерживания 1000–1200 В. Установка dV/dt-фильтра при длине кабеля свыше 50 метров продлевает их ресурс на годы.

Тормозной резистор — когда нужен и как рассчитать

Резистор обязателен для механизмов с потенциальной нагрузкой (краны, лифты, центрифуги) и при необходимости быстрого торможения механизмов с большим моментом инерции. Без резистора напряжение DC-bus поднимется выше порога защиты OVF и ЧП отключится.

P_пик = J · (ω₁² − ω₂²) / (2 · t_торм)
P_сред = P_пик · ED% / 100
R_min = U_DC_brake / I_chopper_max
U_DC_brake ≈ 760 В для сети 380 В, ≈ 380 В для сети 220 В

Параметр ED % — отношение времени торможения к длительности цикла. Стандартные каталожные значения резисторов даны для ED = 10 %. Для лифтов и кранов ED достигает 50–100 % и резистор подбирается на длительный режим (по средней мощности).

Кабель и автомат на входе ЧП

Сечение питающего кабеля по ПУЭ 7-е изд.:

I_кабеля_вход ≥ 1,25 · I_двиг / η_ЧП
I_кабеля_выход ≥ I_двиг
I_автомата ≥ 1,25 · I_двиг / η_ЧП (кривая C или D)

Коэффициент η_ЧП ≈ 0,97 учитывает потери в инверторе. Кабель от ЧП к двигателю — обязательно экранированный с симметричной структурой (3 фазы + 3 PE-проводника или концентрический экран). Заземление экрана — 360° с двух концов.

УЗО на входе ЧП — только тип B

Внимание. ЧП создаёт пульсирующий DC-ток утечки через паразитные ёмкости на PE. УЗО типа A и AC по IEC 62423 в этом случае либо ослеплены и не сработают при реальной утечке, либо ложно отключаются при пуске. Применять только УЗО типа B (Doepke, ABB FH200B, Schneider Vigi iC60-RCM). В системах TN-C-S промышленных объектов с заземляющим контуром УЗО может не предусматриваться по проекту.

Оценка тока утечки: I_утечки ≈ 2π · f_ШИМ · C · U · 0,3, где C ≈ 0,25 нФ/м экранированного кабеля. При I_утечки свыше 3,5 мА требуется PE сечением ≥ 10 мм² и табличка «High leakage current» (IEC 61800-5-1).

Скачать инженерный мануал по подбору ЧП

Полное руководство в Excel

7 листов: пошаговая методика, таблицы дерейтингов, типы нагрузки с K_M и режимом перегрузки, длина кабеля и фильтры, тормозной резистор, кабель и автомат, источники по ГОСТ/IEC. Готов для печати и подшивки в проект.

Частые вопросы

Подбирать ЧП по мощности или по току?

Только по току. Мощность с шильдика — это механическая мощность на валу, а ЧП ограничен током инвертора. Два двигателя 11 кВт могут иметь номинальный ток 21 и 28 А — разница в КПД и cos φ. Для скважинных насосов разница доходит до 35 %.

Что такое Normal Duty и Heavy Duty?

ND — перегрузка 110–120 % за 60 секунд каждые 10 минут, подходит для центробежных насосов и вентиляторов. HD — 150 % за 60 секунд каждые 5 минут, нужен для конвейеров, дробилок, кранов, поршневых компрессоров. Один и тот же ЧП в HD имеет шильдичный ток на 25–30 % ниже, чем в ND.

Когда нужен тормозной резистор?

При торможении большой массы, в кранах при опускании груза, в центрифугах при остановке, в высокоинерционных вентиляторах-дымососах. Без резистора DC-bus заряжается выше 760 В (для сети 380 В) и ЧП отключается по OVF.

На какой длине кабеля нужен фильтр?

Для стандартного двигателя — моторный дроссель от 30 м, dV/dt-фильтр от 100 м, синусный фильтр свыше 300 м. Для инверторного двигателя IEC 60034-25 пороги мягче на одну ступень. Длина в проекте измеряется до 5 м точности.

Можно ли одним ЧП управлять двумя двигателями?

Да, при соблюдении условий ABB Tech Note 204: только скалярное управление V/f, двигатели идентичные, скорость одинаковая, каждый защищён индивидуальным тепловым реле. Ток подбирается с запасом 20 %: I_ЧП ≥ 1,2 · Σ I_дв.

Что такое EMC-категория C2?

Класс электромагнитной совместимости по IEC 61800-3:2017 для подключения ЧП к общественной сети. Большинство промышленных ЧП имеют встроенный фильтр C2 или C3. Для жилого/офисного применения нужна категория C1 — с дополнительным внешним фильтром.

Нужен ли инверторный двигатель для работы с ЧП?

Не обязательно при длине кабеля до 30 м. Для бóльших расстояний без dV/dt-фильтра рекомендуется двигатель класса IEC 60034-25 / NEMA MG-1 Part 31 с усиленной изоляцией витков. Старые двигатели работают, но межвитковая изоляция изнашивается за месяцы при длинном неэкранированном кабеле.

Сколько энергии экономит ЧП на центробежном насосе?

По закону подобия для центробежных машин P ∝ n³. Снижение оборотов на 20 % даёт потребление 0,8³ = 51 % от номинальной. Реальная экономия при работе с переменным расходом 70 % времени на 80 % оборотов — около 30–40 % годового потребления.

Дисклеймер. Калькулятор выполняет предварительный инженерный расчёт по типовым методикам производителей ЧП (ABB, Schneider, Danfoss) и нормативам ГОСТ Р МЭК 61800. Окончательный подбор ответственного оборудования должен выполнять специалист с учётом конкретной модели ЧП, особенностей сети, паспорта двигателя и требований проекта. Числовые значения дерейтингов могут отличаться у разных производителей в пределах ±20 %.
Нормативные документы и источники
  1. ГОСТ Р МЭК 61800-1, -2, -3, -5-1, -9-2 — системы регулируемого электропривода
  2. IEC 60034-30-1:2014 — классы энергоэффективности двигателей IE1–IE5
  3. IEC 60034-25:2014 — двигатели для питания от преобразователей частоты
  4. NEMA MG-1 Part 31 — спецификация двигателей для работы с ЧП (США)
  5. ПУЭ 7-е изд., разделы 1.3 (сечение проводников), 2.1 (электропроводки), 5.3 (электрические машины)
  6. IEC 62423:2019 — УЗО типа B для нагрузок с DC-составляющей
  7. ABB Technical Note 176 «Motor Cable Distance From Drives»
  8. ABB Technical Note 204 «Multiple motors controlled by a single drive»
  9. ABB ACS580/ACH580 Hardware Manual
  10. Schneider FA307557 — Normal Duty vs Heavy Duty в ATV600/ATV900
  11. Hammond Power Solutions Centurion D dV/dt Filter Specification
  12. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. «Общий курс электропривода», Энергоиздат, 1981
  13. Ural-asutp.ru (Delta Russia partner) — методика расчёта тормозных резисторов

Заказать товар

ООО «Иннер Инжиниринг»