Обзор рынка глубинных высокочастотных вибраторов и
преобразователей частоты для вибраторов (по состоянию на июнь 2022г).
В настоящей статье приведен обзор рынка бетонного оборудования
в области высокочастотных вибраторов (со встроенными преобразователями и
подключаемых к преобразователю) и преобразователей частоты для вибраторов на 42В
200Гц при питании от
однофазной сети 220В 50Гц . Были использованы данные с сайтов
торгующих организаций и производителей, доступные в сети интернет.
Зачем нужны преобразователи частоты на 42В 200Гц? Чаще всего
они необходимы для подключения глубинных вибраторов со встроенным
электродвигателем. Увеличение частоты до 200Гц позволяет получить большее
значение вынуждающей силы вибратора при одновременном уменьшении его размера.
Напряжение же 42В было выбрано из соображений электробезопасности
(вибронаконечник, находящийся в токопроводящей бетонной смеси представляет
потенциальную угрозу поражения электрическим током для оператора в случае пробое
обмотки электродвигателя на корпус). Выпускаются также глубинные вибраторы со
встроенным электродвигателем и питанием 220В 200Гц, но для них кроме
преобразователя в обязательном порядке требуется еще и УЗО, обеспечивающее
отключение преобразователя от сети в случаях повреждения обмотки двигателя
вибратора (УЗО может быть как внешним, так и встроенным в преобразователь).
Глубинные вибраторы в зависимости от применения имеют разный диаметр
вибронаконечника. Как правило, пропорционально диаметру вибронаконечника
увеличивается и потребляемый электродвигателем ток (у разных производителей токи
при одном и том же диаметре вибронаконечника могут существенно различаться, что
зависит как от производительности, которой удалось достичь, так и от качества
изготовления). Поэтому при выборе преобразователя для вибратора ключевыми
моментами являются потребляемый вибратором номинальный ток и количество
одновременно подключаемых к преобразователю вибраторов.
Глубинные вибраторы для бетона – это специальное оборудование,
широко используемое в различных бетонных работах. Предназначены для уплотнения
бетонных смесей при укладке их в монолитные конструкции с различной степенью
армирования, а также при изготовлении бетонных и железобетонных изделий для
сборного строительства. Механические колебания, создаваемые вибратором при его
погружении в бетонную смесь, способствуют активному уплотнению бетона.
Использование глубинных вибраторов в монолитном строительстве способствует
улучшению сцепления бетона со стальной арматурой. Современное строительство,
особенно монолитное, а также производство бетонных и железобетонных блоков
нуждается в использовании глубинных вибраторов. Механические колебания,
создаваемые вибратором при его погружении в бетонную смесь, способствуют
активному уплотнению бетона. Использование глубинных вибраторов в монолитном
строительстве способствует улучшению сцепления бетона со стальной арматурой.
Глубинный вибратор осуществляет полное заполнение емкости, так
как улучшает текучесть бетона путем вибрации. Всем известно, что во время
приготовления в бетонную смесь попадает значительное количество воздуха. Если
попавший воздух не удалить, то бетон может оказаться пористым и как следствие
низкой прочности. Удаление попавшего воздуха и компактное расположение
составляющих достигается уплотнением бетонной смеси. Глубинные вибраторы для
бетона благодаря создаваемой вибрации и разрушению связующих между частицами сил
высвобождают свободную воду и пузырьки воздуха из раствора, что существенно
улучшает качество и технические свойства бетонных смесей.
Глубинный вибратор для бетона легко перемещается с места на
место и обрабатывает участки в радиусе от 0,6 до 0,9 м в течение 5—30 сек в
зависимости от консистенции смеси, хотя для некоторых смесей требуется до 2 мин.
Глубинные вибраторы для бетона достаточно эффективны, так как вся энергия от них
передается непосредственно бетонной смеси.
Грубая оценка диаметра уплотнения (источник
диаметр зоны действия высококачественного
глубинного вибратора для бетона приблизительно соответствует десятикратному
значению диаметра вибробулавы.
Электромеханические. Представителей этого типа -
большинство (преобразователи STP, VPK, V-MAX, Dynapac...) Основой
преобразователей служит связка двигатель-генератор. Двигатель питается от
входной сети и приводит во вращение ротор генератора, с обмоток генератора
снимается выходное напряжение. К преимуществам систем этого
типа можно отнести то, что они используются еще со времен Эдисона - все
отлажено и понятно.
Список недостатков гораздо шире
Весьма приличный вес, что для переносимой техники создает
определенные неудобства
Невысокий КПД
Скудный набор защит самого преобразователя и вибратора
Наличие частей, подверженных износу - подшипники, токосъемные щетки
Электронные. Представители этого типа - преобразователи
фирмы Wacker (серия FUE) и преобразователи ИСП. В них за преобразование
напряжения отвечает электроника. Основное отличие ИСП от Wacker - в способе
преобразования напряжения. В ИСП вначале идет конвертор с высокочастотным
трансформатором, понижающий напряжение, а затем уже низковольтный
полупроводниковый преобразователь частоты. В Wacker используется другая
структура - вначале высоковольтный преобразователь частоты, к выходу
которого уже подключен понижающий низкочастотный трансформатор. За счет
применения высокочастотного трансформатора преобразователи ИСП значительно
легче. К недостаткам электронных преобразователей можно
отнести более высокий уровень электромагнитных помех, что обычно некритично
(если, конечно, рядом не располагается какая-нибудь сверхчувствительная
электронная аппаратура). Достоинства электронных преобразователей частоты:
Меньший вес
Повышенный КПД, малое потребление в дежурном режиме (при выключенной
нагрузке)
Защиты вибратора и преобразователя (от просадок напряжения, обрыва
фаз, токовые защиты)
Отсутствие движущихся частей
Безрывковый, плавный разгон двигателя вибратора (что увеличивает его
ресурс)
Возможность регулировки выходной частоты (если эта функция заложена
в конкретной модели)
Выходное напряжение и частота. В данной статье рассматриваются
преобразователи с выходным напряжением 42В 200Гц. Существуют также, но менее
распространены преобразователи с выходным напряжением 115В 200Гц. Кроме
того, широко распространены преобразователи для вибраторов на напряжение
220В 200Гц, но они чаще всего встроенные, т.е. соединяются с вибратором
шлангом без разъемного соединения и продаются вместе, в комплекте.
Выходной ток (мощность). Этот параметр определяет типы и количество
вибраторов, которые можно подключить к данному преобразователю. К
декларируемой мощности стоит относиться осторожно - некоторые производители
указывают не выходную мощность, а потребляемую. Разница - около 30%.
Выходной же ток однозначно характеризует возможности преобразователя.
Вес. Этот параметр важен, если преобразователь придется часто перемещать
с места на место (а особенно, если по вертикали).
Габариты. Стоит учесть при хранении и транспортировке.
Надежность и ресурс. Неоднозначный параметр, у каждого производителя его
преобразователь - самый надежный.
Преобразователи серии ИСП. Электронные преобразователи частоты
производятся с 2006г. ООО
"Комито" (Россия). В изделиях применяется импортная
комплектация, а схемотехника и программное обеспечение собственной
разработки. Корпуса - металлические, степень защиты - IP56. Выделяются из
общего ряда небольшим весом и демократичной ценой.
Преобразователи частоты Wacker. Преобразователи Wacker
бывают как электронные, так и электромеханические. Производятся немецкой
фирмой Wacker Neuson. У Wacker самая широкая номенклатура преобразователей
различных мощностей.
Преобразователи частоты STP и V_MAX.
Электромеханические преобразователи итальянского производства.
Преобразователи серии V_MAX выпускаются в пластиковом корпусе чемоданного
типа для удобства переноски.
Преобразователи частоты ENAR. Электромеханические
преобразователи от испанского производителя. Аналогично итальянским
преобразователям V_MAX выпускаются в пластиковом корпусе чемоданного типа.
Преобразователи частоты Dypapac (Atlas Copco).
Электромеханические преобразователи из Швеции.
Вибратор АК-50, встроенный преобразователь с Uвых=220В 200Гц
Глубинный вибратор VPK Electron, встроенный преобразователь с Uвых=42В
200Гц
Все большую популярность начали приобретать высокочастотные глубинные
вибраторы для бетона со встроенным преобразователем частоты. Большим
преимуществом таких вибраторов является отсутствие необходимости
дополнительно приобретать к вибратору преобразователь, все идет в
комплекте. Кроме того, с глубинным вибратором легко управляется один
человек, так как при передвижении по площадке не нужно отвлекаться на
перемещение с места на место преобразователя (классические
электромеханические преобразователи, как правило, весят более 15кг). К
недостаткам можно отнести высокую стоимость. Кроме того, в большинстве таких
вибраторов для бетона на вибронаконечник подается небезопасное напряжение
220В, которое в случае неисправности обмотки электродвигателя может попасть
на вибронаконечник (обычно эту проблему решают обязательным применением
устройств УЗО на входе питания преобразователя). Вопрос с
электробезопасностью полностью решен в глубинных вибраторах со
встроенным преобразователем с
выходным напряжением 42В 200Гц.
Такие устройства производятся только в России, импортных аналогов до
настоящего момента еще не существует.
В Таблице 1
приведены
высокочастотные преобразователи частоты для вибраторов.
Преобразователи разбиты по выходной мощности на три группы. В первую группу
вошли преобразователи частоты, предназначенные для работы, в основном, с одним
вибратором при диаметре вибронаконечника до 50мм (а с некоторыми моделями
вибраторов и до 60мм). Преобразователи второй группы могут питать или один
вибратор с диаметром булавы 56-90мм, либо два вибратора меньшего типоразмера.
Преобразователи частоты из третьей группы достигают предела разрешенной нагрузки
на однофазную сеть 220В 50Гц (преобразователи большей мощности уже питаются от
сети 3х380В 50Гц) и позволяют подключать от 1 до 3-х вибраторов одновременно в
зависимости от их номинального тока.
В Таблице 2 приведены
высокочастотные глубинные вибраторы со встроенным преобразователем
частоты. Хорошо видно, что отечественные вибраторы имеют более
привлекательную стоимость (при вполне сопоставимом качестве). Кроме того, на
данный момент только в России выпускаются встроенные преобразователи для
вибраторов с выходным напряжением 42В, что значительно повышает безопасность
производимых работ. При этом, несмотря на существенно более сложное устройство
преобразователя (в сравнении с 220В аналогом) стоимость комплекта глубинный
вибратор - преобразователь увеличивается незначительно за счет того, что
вибраторы на 42В дешевле, чем их аналоги на 220В.
В Таблице 3 приведены распространенные марки
высокочастотных глубинных вибраторов, подключаемых к внешнему преобразователю
частоты, фоновый цвет ячейки таблицы указывает на совместимый с ним по
мощности преобразователь (в качестве примера взяты преобразователи из серии
ИСП, производство ООО
"Комито", Ярославль).
Преобразователи серии ИСП
производства ООО "Комито" на 42В 200Гц:
цветом обозначена совместимость с вибраторами из таблицы при одиночном
подключении,
(ток вибратора, или сумма токов нескольких вибраторов не должен
превышать номинальный ток используемого преобразователя) Каталог преобразователей
частоты (pdf)
