Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подбор однофазного преобразователя частоты

Подбор однофазного преобразователя частоты

Применение преобразователя частоты для управления однофазными асинхронными двигателями позволяет улучшить качество работы двигателя, а также в разы повысить срок его службы. При этом значительно снижается расход электроэнергии для работы управляемого двигателя.

Однофазные преобразователи частоты производителей INNOVERT, INSTART, Delta, Siemens, Lenze, Mitsubishi представляют собой функциональные и надежные решения для управления двигателями.

Области применения однофазных преобразователей частоты

Однофазные преобразователи частоты успешно применяются в следующих отраслях:

  • Пищевая промышленность;
  • Металлургическая промышленность;
  • Добыча, переработка;
  • Фармацевтическая промышленность;
  • Деревообрабатывающая промышленность;
  • Гражданская отрасль и т.д.

В целом, однофазные преобразователи применяются там, где используются следующие виды оборудования:

  • Конвейеры, экструдеры;
  • Промышленные вентиляторы и кондиционеры воздуха;
  • Насосное оборудование;
  • Различные станки и металлообрабатывающее оборудование;
  • Лифты, эскалаторы;
  • Упаковочные и фасовочные машины и т.д.

Особенности частотных преобразователей однофазных

Главное отличие однофазного преобразователя от трехфазного, это возможность запуска и управления трехфазного асинхронного двигателя от бытовой сети 220 вольт. При этом двигатель подключается по схеме треугольник, что позволяет избежать потерь мощности.

Еще одним отличием является цена. Однофазные преобразователи намного дешевле и отлично подходят для управления двигателями небольших мощностей.

Преимущества однофазных преобразователей частоты

Ключевыми преимуществами однофазных преобразователей частоты можно назвать следующее:

  • компактный размер;
  • высокий коэффициент энергосбережения;
  • значительное улучшение вращающего момента двигателя;
  • широкий модельный ряд;
  • наличие высокого функционала;
  • наличие специальных исполнений для определенных видов оборудования;
  • защита двигателя;
  • отличное соотношение цена/качество.

Недостатки

Прямыми недостатками данный вид преобразователей не обладает. Некоторыми ограничениями обладают определенные модели ПЧ, что связанно с их узкой направленностью. В зависимости от необходимого для вашей задачи функционала будет зависеть и цена однофазного преобразователя частоты.

Это следует учитывать при выборе преобразователя для решения конкретной задачи.

Принцип работы однофазных преобразователей частоты

Принцип действия однофазных преобразователей частоты такой же, как и для трехфазных, а именно:

  • выпрямление напряжения сети (2);
  • фильтрация, которая сглаживает сигнал (3);
  • управляющий микропроцессор попеременно открывает/закрывает IGBT транзисторы, тем самым формируя сигнал необходимой частоты (4);
  • последовательность прямоугольных сигналов сглаживается благодаря индуктивности обмоток и приобретает синусоидальную форму(5).

Преобразователи частоты для однофазных асинхронных двигателей очень просто внедряются в уже существующие системы. ПЧ в таком случае выступает в роли промежуточного звена между питающей сетью и двигателем. После подключения требуется лишь задать настройки, оптимизирующие работу двигателя.

Выбор однофазных преобразователей частоты

Широкий выбор преобразователей частоты для однофазных двигателей позволяет очень точно подобрать модель для решения конкретной задачи. Для этого требуется обратить особое внимание на следующее:

  • Параметры управляемого однофазного двигателя (тип, мощность);
  • Тип рабочего оборудования (у многих частотников имеется своя специализация);
  • Функциональные параметры (режимы работы, выходы и т.д.);
  • Конструкционные параметры.

Чтобы купить однофазный преобразователь частоты, позвоните по бесплатному номеру или заполните анкету, нажав на «Заказать звонок». Наш специалист проконсультирует вас, а также сориентирует по цене и наличию на складе.

Подключение трехфазного двигателя

Трехфазные асинхронные электродвигатели имеют значительно больший вращающий момент, чем однофазные. Поэтому многие самодеятельные мастера стремятся использовать их при реализации своих проектов, а для домашней мастерской станок с трехфазным двигателем – это просто находка. Однако на пути прогресса стоит банальнейшее препятствие – подключение трехфазного двигателя к бытовой сети 220 вольт напрямую технически невозможно. Традиционно для этого используется схема со сдвигом фаз посредством электролитического конденсатора, однако она сводит на нет все преимущества электрической машины такого типа – она становится такой же нестабильной, что и ее однофазный аналог, а ее мощность падает минимум на треть. Сегодня мы предлагаем вам ознакомиться с более совершенным способом включения асинхронной трехфазной электрической машины в бытовую однофазную сеть 220 вольт 50 Гц. Для этого понадобится преобразователь частоты ESQ-A500-021.

Знакомимся с ESQ-A500-021

Преобразователи частоты этой серии являются однофазными – они подключаются к бытовой сети переменного тока 220 вольт 50 Гц. Однако на выходе у них три клеммы, линейное напряжение (измеренное между фазой и землей) на каждой из которых равно 220 вольт, а сдвиг фаз между ними 1200. Это нормальные условия для того, чтобы питать трехфазный двигатель мощностью от 0,2 до 2,2 кВт. Используя этот прибор, вы сможете управлять и частотой, и направлением вращения его вала.

Собираем электрическую установку

Чтобы подключение трехфазного двигателя было выполнено по всем правилам, необходимо соблюсти нормы, установленные Правилами Эксплуатации Электроустановок.

В первую очередь организуется возможность полного обесточивания на случай аварии и для безопасного проведения ремонта. Для этого можно использовать механический рубильник с так называемыми ножевыми контактами. Обычно в их конструкции предусмотрена установка трех плавких предохранителей. Однако лучший вариант – это автоматический выключатель (АВ). Он меньше размерами, а кроме перегрузки по току (короткое замыкание), защищает еще и от перегрева в цепи. Вам необходимо взять так называемый двухполюсный АВ, подключаемый одновременно к фазной линии и нейтрали. Остается выбрать лишь номинал тока срабатывания. Он должен быть в три раза больше, чем тот, что на выходной клемме частотного преобразователя. Например, у вас есть асинхронный трехфазный двигатель мощностью 0,75 кВт, для управления им подходит модель ESQ-A500-021-0,75. Номинальный ток на выходе у него 4,5 ампера. Поэтому берите автоматический выключатель на 16 ампер. Менее мощный будет отключаться во время пуска.

Читать еще:  Аутлендер 2008 года 3х литровый двигатель расход

Второй элемент – так называемое УЗО или Устройство Защитного Отключения, которое необходимо на случай нарушения целостности изоляции силовых кабелей, из-за чего при касании корпуса электрического прибора можно получить удар током. Включается он последовательно с АВ, однако надо не перепутать фазную линию с нейтралью: тот провод, при касании которого светится лампа отвертки-пробника подключается к клемме L, а другой к N. Номинал тока утечки выбираем как для группового потребителя – 30 мА.

Шина заземления в каждой электроустановке должна присутствовать обязательно! В магазинах электротехнических товаров их продают в виде бронзового бруска с отверстиями и винтовыми зажимами. Они бывают разной длины. Подключать к ним можно только клеммы, обозначенные PE или специальным значком, похожим на ↓. Она служит для подключения к заземляющему контуру. Обратите внимание на то, что клемма N – это так называемая техническая нейтраль, обеспечивающая работу электротехнических устройств. Ее еще называют занулением, поскольку она имеет нулевой потенциал относительно фазного провода или клеммы. По ней во время работы течет ток, она так же опасна, как и токоведущая шина. Соединять ее с корпусом приборов нельзя!

Частотные преобразователи ESQ всех серий имею одинаковую маркировку силовых клемм. У однофазных приборов 021 входные зажимы объединены в группу Power, имеют обозначение L1 и N. Выходные – Motor и U, V, W или T1, T2, T3. Рядом с ними есть клеммы для подключения тормозного резистора PR. Их можно использовать, если вы хотите, чтобы двигатель останавливался после снятия питания без выбега – инерционного прокручивания – вала.

Подключение трехфазного двигателя может осуществляться как по схеме «Звезда», тогда у него на обмотках 220 вольт, так и «Треугольник», с обмотками под напряжением 380 вольт. При использовании однофазного частотного преобразователя применяется схема «Звезда», как наименее нагруженная по току во время пуска. Треугольника однофазная электроустановка не выдержит, будут гореть плавкие предохранители или срабатывать АВ.

Все элементы, кроме двигателя, устанавливаются внутри металлического ящика с дверцей, запирающейся на ключ. Для монтажа используется DIN-рейка.

Подключение дистанционного управления

Управлять электродвигателем можно с помощью кнопок FWD (вперед), REV(назад) и STOP на центральной панели частотника.

Однако лучше это делать дистанционно, чтобы не лезть в силовой ящик. На схеме указаны клеммы, к которым подключаются кнопки пуска и реверса. Ниже находится блок, который управляет частотой вращения. К клеммам подключается стандартный потенциометр номиналом 220 вольт. Обозначения клемм соответствуют тем, что расположены на приборе выше силовых контактов.

Настройка и пробное включение

Настройка подключения электродвигателя к частотному преобразователю сводится к установке частоты питающего напряжения. Это делается верньером на лицевой панели прибора. Перед этим надо нажать и удерживать в течение 5 секунд кнопку SET. Они указаны на рисунке стрелкой. Обычно ограничиваются номиналом 60 Гц, для большинства выполняемых в домашних условиях задач этого достаточно.

Включение осуществляется по следующей схеме:

— Убедитесь, что все элементы соединены согласно схеме, нет кабелей с оголенными и неподключенными концами.

— Подайте питание – рычаг АВ поднять вверх. На частотнике загорятся индикаторы Hz и Mon.

— Нажмите кнопку, подключенную к клемме STF.

— Поверните бегунок потенциометра по часовой стрелке. Двигатель должен начать вращение.

— Нажмите кнопку STR. Двигатель изменит направление вращения.

Если мотор вращается не в ту сторону, то отключите электроустановку от питания и поменяйте местами два фазных провода на выходных клеммах частотного преобразователя.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Выбор частотного преобразователя по току, мощности и другим параметрам

На какие параметры обратить внимание

Сразу стоит отметить, что с помощью частотного преобразователя вы можете подключить асинхронный трёхфазный двигатель к однофазной сети без конденсаторов, соответственно и без потери мощности.

Чтобы понять, как правильно выбрать частотный преобразователь, давайте рассмотрим ряд основных параметров:

  1. Мощность. Подбирают большую, чем полная мощность двигателя, который будет к нему подключен. Для двигателя на 2.5 кВт, если он работает с редкими незначительными перегрузками или в номинале, частотный преобразователь выбирают ближайший в сторону увеличения из модельного ряда, допустим на 3 кВт.
  2. Количество питающих фаз и напряжение – однофазные и трёхфазные. К однофазным на вход подключается на 220В, а на выходе мы получаем 3 фазы с линейным напряжением 220В или на 380В (уточняйте какое выходное напряжение при покупке, это важно для правильного соединения обмоток двигателя). К мощным трёхфазным приборам подключается три фазы соответственно.
  3. Тип управления – векторное и скалярное. Частотные преобразователи со скалярным управлением не обеспечивают точной регулировки в широких пределах, при слишком низких или слишком высоких частотах могут изменяться параметры двигателя (падает момент). Сам же момент поддерживается так называемой ВЧХ (функция U/f=const), где напряжение на выходе зависит от частоты. Для частотников с векторным управлением применяются цепи обратной связи, с их помощью поддерживается стабильность работы в широком диапазоне частот. А также, когда при постоянной частоте изменяется нагрузка на двигатель, такие преобразователи частоты более точно поддерживают момент на валу таким образом снижая реактивную мощность двигателя. На практике чаще встречаются частотные преобразователи со скалярным управлением, например, для насосов, вентиляторов, компрессоров и прочего. Однако при повышении частоты выше чем в сети (50 Гц) момент начинает снижаться, говоря простым языком – некуда повышать напряжение с увеличением оборотов. Модели с векторным управлением стоят дороже, их основная задача – поддержание высокого момента на валу, независимо от нагрузки, что может быть полезным для токарного или фрезерного станка, для поддержания стабильных оборотов шпинделя.
  4. Диапазон регулирования. Этот параметр важен, когда вам нужно регулировать электропривод в широком диапазоне. Если вам, например, нужно подстраивать производительность насоса – регулировка будет происходить в пределах 10% от номинала.
  5. Функциональным особенности. Например, для управления насосом будет хорошо, если в частотном преобразователе будет функция отслеживания режима «сухого хода».
  6. Исполнение и влагозащищенность. Этот параметр определяет, где может быть установлен частотник. Чтобы сделать правильный выбор определитесь где вы его установите, если это будет сырое помещение – подвал, например, то лучше поместить прибор в щит с классом защиты IP55 или близкий к нему.
  7. Способ торможения вала. Инерционное торможение происходит при простом отключении питания от двигателя. Для резкого разгона и торможения применяется рекуперативное или динамическое торможение, за счет обратного вращения электромагнитного поля в статоре, или быстрое понижение частоты с помощью преобразователя.
  8. Способ отвода тепла. При работе полупроводниковые ключи выделяют достаточно большое количество тепла. В связи с этим их устанавливают на радиаторы для охлаждения. В мощных моделях используется активная система охлаждения (с помощью кулеров), что позволяет снизить габариты и вес радиаторов. Это нужно учесть еще до покупки, перед тем как вы решите выбрать ту или иную модель. Сперва определите где и как будет проведен монтаж. Если он будет установлен в шкафу, то следует учесть и то, что при малом объеме пространства вокруг прибора охлаждение будет затруднено.
Читать еще:  Ваз 2114 с какими двигателями выпускались

Часто преобразователи частоты подбирают для глубинного насоса. Он нужен для регулирования производительности насоса и поддерживания постоянного давления, плавного пуска, контроля работы «на сухую» и экономии электроэнергии. Для этого есть специальные приборы, которые отличаются от частотников общего назначения.

Как рассчитать частотник под двигатель

Есть несколько способов расчета для выбора частотного преобразователя. Рассмотрим их.

Подбор по току:

Ток преобразователя частоты должен быть равен или большим чем ток для трёхфазного электродвигателя, потребляемый при полной нагрузке.

Допустим есть асинхронный двигатель с характеристиками:

  • P = 7,5 кВт;
  • U = 3х400 В;
  • I = 14,73 А.

Значит длительный выходной ток частотного должен быть равен или больше чем 14.73А. Расчет показывает, что это равняется 9.6 кВА при постоянной или квадратичной характеристике крутящего момента. Таким требованиям с небольшим запасом соответствует модель: Danfoss VLT Micro Drive FC 51 11 кВт/3ф, которую будет вполне разумно выбрать.

Выбор по полной мощности:

Допустим есть двигатель АИР 80А2, на табличке которого указано (для треугольника):

  • P= 1,5 кВт;
  • U=220 В;
  • I=6 А.

S=3*220*(6/1,73)=2283 Вт =2,3 кВт

Выбираем преобразователь частоты с хорошим запасом, при том что мы его будем подключать к однофазной сети и использовать для управления вращением шпинделя токарного станка. Ближайшая модель, которая для этого подойдет: CFM210 3,3 кВт.

Стоит отметить, что модельный ряд большинства производителей соответствует стандартному ряду мощностей асинхронных двигателей, что позволит сделать выбор частотника с соответствующей мощностью (не превышающей). Если вы используете заведомо более мощный двигатель и не нагружаете его полностью, можно измерить фактический ток потребления и подобрать преобразователь частоты исходя из этих данных. В общем при расчёте частотника для двигателя учитывайте:

  1. Максимальный потребляемый ток.
  2. Перегрузочную способность преобразователя.
  3. Тип нагрузки.
  4. Как часто и насколько долго могут возникать перегрузки.

Теперь вы знаете, как выбрать частотный преобразователь для электродвигателя и на что обратить внимание при выборе данного типа устройств. Надеемся, предоставленные советы помогли вам подобрать подходящую модель под собственные условия!

Частотный преобразователь для электродвигателя

Недостатки механического регулирования оборотов ротора электродвигателя

Управление крутящим моментом двигателя посредством механических устройств не снижает пусковой ток двигателя и обладает малым диапазоном регулирования. К тому же, механические устройства – вариаторы при работе испытывают значительные механические нагрузки и подвержены износу. Это обуславливает высокую себестоимость по сравнению с преобразователями частоты, которые лучше адаптированы под частые перегрузки.

Частотные преобразователи подключаются непосредственно к двигателю, что позволяет исключить применение дополнительных механизмов. Также при необходимости преобразователь частоты может временно повысить скорость выше номинальной, в отличие от механического регулирования скорости, которое обычно ограничивает ее диапазон и сужает возможности в выборе режима функционирования электродвигателя.

Технические аспекты применения частотных преобразователей

В настоящее время, асинхронный электродвигатель стал основным устройством в большинстве электроприводов. Все чаще для управления им используется частотный преобразователь – инвертор с ШИМ регулированием. Такое управление дает массу преимуществ, но и создает некоторые проблемы выбора тех или иных технических решений. Попробуем разобраться в них более подробно.

Выбор мощности частотного преобразователя

Читать еще:  Что отмывает мазут с двигателя

При выборе мощности частотного преобразователя необходимо основываться не только на мощности электродвигателя, но и на номинальных токах и напряжениях преобразователя и двигателя. Дело в том, что указанная мощность частотного преобразователя относится только к эксплуатации его со стандартным 4-х полюсным асинхронным электродвигателем в стандартном применении.

Реальные приводы имеют много аспектов, которые могут привести к росту токовой нагрузке привода, например, при пуске. В общем случае, применение частотного привода позволяет снизить токовые и механические нагрузки за счет плавного пуска. Например, пусковой ток снижается с 600% до 100-150% от номинального.

Работа привода на пониженной скорости

Необходимо помнить, что хотя частотный преобразователь легко обеспечивает регулирование по скорости 10:1, но при работе двигателя на низких оборотах мощности собственного вентилятора может не хватать. Необходимо следить за температурой двигателя и обеспечить принудительную вентиляцию.

Электромагнитная совместимость

Поскольку частотный преобразователь – мощный источник высокочастотных гармоник, то для подключения двигателей нужно использовать экранированный кабель минимальной длины. Прокладку такого кабеля необходимо вести на расстоянии не менее 100 мм от других кабелей. Это минимизирует наводки. Если нужно пересечь кабели, то пересечение делается под углом 90 градусов.

Питание от аварийного генератора

Плавный пуск, который обеспечивает частотный преобразователь позволяет снизить необходимую мощность генератора. Так как при таком пуске ток снижается в 4-6 раз, то в аналогичное число раз можно снизить мощность генератора. Но все равно, между генератором и приводом должен быть установлен контактор, управляемый от релейного выхода частотного привода. Это защищает частотный преобразователь от опасных перенапряжений.

Питание трехфазного преобразователя от однофазной сети

Трехфазные частотные преобразователи могут быть запитаны от однофазной сети, но при этом их выходной ток не должен превышать 50% от номинального.

Экономия электроэнергии и денег

Экономия происходит по нескольким причинам. Во-первых, за счет роста косинуса фи до значений 0.98, т.е. максимум мощности используется для совершения полезной работы, минимум уходит в потери. Во-вторых, близкий к этому коэффициент получается на всех режимах работы электродвигателя.

Без частотного преобразователя, асинхронные двигатели на малых нагрузках имеют косинус фи 0.3-0.4. В-третьих, нет необходимости в дополнительных механических регулировках (заслонках, дросселях, вентилях, тормозах и т.д.), все делается электронным образом. При таком устройстве регулирования, экономия может достигать 50%.

Синхронизация нескольких устройств

За счет дополнительных входов управления частотного привода можно синхронизировать процессы на конвейере или задавать соотношения изменения одних величин, в зависимости от других. Например, поставить в зависимость скорость вращения шпинделя станка от скорости подачи резца. Процесс будет оптимизирован, т.к. при увеличении нагрузки на резец, подача будет уменьшена и наоборот.

Защита сети от высших гармоник

Для дополнительной защиты, кроме коротких экранированных кабелей, используются сетевые дроссели и шунтирующие конденсаторы. Дроссель, кроме того, ограничивает бросок тока при включении.

Правильный выбор класса защиты

Для безотказной работы частотного привода необходим надежный теплоотвод. Если использовать высокие классы защиты, например IP 54 и выше, то трудно или дорого добиться такого теплоотвода. Поэтому, можно использовать отдельный шкаф с высоким классом защиты, куда ставить модули с меньшим классом и осуществлять общую вентиляцию и охлаждение.

Параллельное подключение электродвигателей к одному частотному преобразователю

С целью снижения затрат, можно использовать один частотный преобразователь для управления несколькими электродвигателями. Его мощность нужно выбирать с запасом 10-15% от суммарной мощности всех электродвигателей. При этом нужно минимизировать длины моторных кабелей и очень желательно ставить моторный дроссель.

Большинство частотных преобразователей не допускают отключение или подключение двигателей с помощью контакторов во время работы частотного привода. Это производится только через команду “стоп” привода.

Задание функции регулирования

Для получения максимальных показателей работы электропривода, таких как: коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, перегрузочная способность, плавность регулирования, долговечность, нужно правильно выбирать соотношение между изменением рабочей частоты и напряжения на выходе частотного преобразователя.

Функция изменения напряжения зависит от характера момента нагрузки. При постоянном моменте, напряжение на статоре электродвигателя должно регулироваться пропорционально частоте (скалярное регулирование U/F = const). Для вентилятора, например, другое соотношение – U/F*F = const. Если увеличиваем частоту в 2 раза, то напряжение нужно увеличить в 4 (векторное регулирование). Есть приводы и с более сложными функциями регулирования.

Преимущества использования регулируемого электропривода с частотным преобразователем

Кроме повышения КПД и энергосбережения такой электропривод позволяет получить новые качества управления. Это выражается в отказе от дополнительных механических устройств, создающих потери и снижающих надежность систем: тормозов, заслонок, дросселей, задвижек, регулирующих клапанов и т.д. Торможение, например, может быть осуществлено за счет обратного вращения электромагнитного поля в статоре электродвигателя. Меняя только функциональную зависимость между частотой и напряжением, мы получаем другой привод, не меняя ничего в механике.

Изучение документации

Следует заметить, что хотя частотные преобразователи похожи друг на друга и освоив один, легко разобраться с другим, тем не менее, необходимо тщательно изучать документацию. Некоторые производители накладывают ограничения на использование своей продукции, а при их нарушении снимают изделия с гарантии.

Популярные товары

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector