Инструменты

Подключение пч к двигателю. Схема подключения частотного преобразователя: звезда – треугольник. Плавный пуск асинхронного электродвигателя

Очень часто необходимо произвести подключение электродвигателя 380В к сети 220В. В промышленности используются преимущественно асинхронные моторы, но они питаются от В быту таких условий нет, в любом доме имеется только одна фаза и ноль. Но вот только мощность не устраивает пользователей, намного эффективнее использовать трехфазные асинхронники. Однако при питании от однофазной цепи теряется мощность (но она все равно больше, чем у однофазников).

Как подключить мотор в сеть 380В

Всего два варианта соединения обмоток асинхронных моторов имеется:

По схеме «звезда».
По схеме «треугольник».

Последнюю схему соединения обмоток характеризует высокая мощность, отдаваемая приводом. Однако во время включения двигателя индуцируется высокий пусковой ток, который очень опасен для любой бытовой техники. Если соединять по схеме «звезда», то можно добиться максимально плавного запуска мотора, так как ток низкий. Большую мощность забрать у привода не получится.

380В к сети 220В выполняется «треугольником», чтобы добиться максимальной мощности. Если осуществляется питание от 380В, то обмотки соединяют «звездой». В противном случае, высокое напряжение при старте повышает пусковой ток. При этом может выйти из строя электропривод. Если недостаточно мощности, можно проводить запуск мотора с соединенными звездой обмотками, а уже после выхода в рабочий режим производить коммутацию и включать обмотки треугольником.

Особенности схем соединения

На статоре любого асинхронного мотора имеется три обмотки, у каждой из них есть два вывода. Провода соединены с контактами под крышкой. Чтобы соединить все шесть контактов (три начала обмоток и столько же концов), необходимо поставить правильно перемычки. Соединение звездой выполняется очень просто:

При помощи перемычек соединяются все начала обмоток.
Питание от электросети подается на концы обмоток.

Подключение треугольником выполняется следующим образом: каждое начало обмотки соединяется с концом следующей. Можно выбирать порядок обмоток произвольно. Если в коробке правильно установлены контакты, то нужно установить таким образом перемычки:

Питание от одной фазы

Подключение электродвигателя 380В к сети 220В без конденсаторов можно выполнить только двумя способами:

Использовать Такие устройства довольно дорогие - самые простые стоят от 5000 рублей и выше. Но зато с их помощью можно осуществлять плавный запуск и остановку мотора, регулировать скорость вращения. Самое главное - сохранится мощность двигателя. Достигается это за счет того, что частотный преобразователь включается в однофазную сеть 220 В. А на выходе устройства, путем многочисленных преобразований, появляется три фазы.
Применить более массивную конструкцию, позволяющую осуществить сдвиг фаз. Изготавливается оно из статорной обмотки старого асинхронного двигателя. Недостаток - большие габариты конструкции и существенные потери мощности.

Если не желаете усложнять конструкцию, то проще использовать конденсаторы для питания электромотора.

Использование конденсаторов с маломощными моторами

Когда подключается электрический двигатель к трехфазной сети, то на каждый начальный вывод обмоток подается фаза, а на конец каждой обмотки - ноль (при соединении в звезду). Подключение электродвигателя 380В к сети 220В через пускатель позволит улучшить удобство пользованием. В бытовой сети всего одна фаза и ноль. При включении мотора обязательно соединяются обмотки треугольником - так можно добиться максимальной мощности.

Чтобы осуществить запуск моторов малой мощности, применяют только один конденсатор. С помощью этого элемента происходит сдвиг фазы. В трехфазной сети все фазы сдвинуты относительно друг друга на 180 градусов. Произвести подключение в сеть 220В, нужно соединить обмотки в треугольник, на одну вершину подать ноль, на вторую фазу, третью соединить с выводом конденсатора. Причем второй вывод конденсатора нужно подключить к нулю или фазе (в зависимости от того, какое направление вращения ротора необходимо).

Подключение мощных двигателей

Чтобы запустить мощный асинхронный мотор, необходимо использовать два конденсатора - пусковой и рабочий. Подключаются они параллельно, но пусковой коммутируется при помощи выключателя. Этот конденсатор предназначен для того чтобы увеличить пусковой момент, вывести мотор в режим устоявшегося хода.

Для включения пускового конденсатора используется пакетный выключатель. При нажатии кнопки запуска до упора происходит включение силовых и дополнительных контактов. При отпускании кнопки дополнительные размыкаются, пусковой конденсатор исключается из цепи. Происходит только подача напряжения на обмотки электродвигателя (и рабочий конденсатор). Такие схемы хорошо зарекомендовали себя в конструкциях различных мельниц, резаков, сверлильных станков.

Компания Контроль Системс занимается такой работой как и поставляет к ним комплектующие. Помимо этого мы осуществляем техническую поддержку по таким вопросам, как подключение подключение частотных преобразователей , оказываем комплекс услуг по ремонту, обслуживанию оборудования с выездом на предприятие заказчика. Наши специалисты готовы выполнить шеф-монтажные (в т.ч. связанные с установкой преобразователей частоты ) и пуско-наладочные работы, а также провести обследование оборудования на объекте заказчика (где проведено подключение преобразователя частоты ), а также поставить к нему комплектующее.

Частотный преобразователь устанавливается в хорошо вентилируемом помещении, а в случае необходимости собирается дополнительная система климат-контроля. Для монтажа устройства необходима ровная устойчивая поверхность, сам же преобразователь располагается вертикально и на достаточном расстоянии от других предметов. В помещении, где устанавливается частотный преобразователь, необходимо создать следующие условия:

температуру окружающей среды в диапазоне от -10 до 45o C;
отсутствие в непосредственной близости горючих жидкостей или легковоспламеняющихся материалов;
относительную влажность воздуха менее 90 %;
отсутствие вибрации, электромагнитных помех и прямых солнечных лучей.

Установка, настройка и обслуживание преобразователя должна производиться только квалифицированным техническим персоналом. Небрежное обращение может привести к повреждению преобразователя. Запрещается бросать преобразователь, подвергать его ударам и тряске при переноске.

Указания по технике безопасности при монтаже :

Прикосновение к токоведущим частям может привести к смертельному исходу, даже если оборудование отключено от сети. При работе с токоведущими частями убедитесь, что отключены входы напряжения: как сетевого питания, так и любые другие (подключение промежуточной цепи постоянного тока), отсоединен кабель электродвигателя (если двигатель вращается).

Имейте в виду, что высокое напряжения в цепи постоянного тока может сохраняться, даже если светодиоды погасли. Прежде чем прикасаться к потенциально опасным токоведущим частям приводов мощностью до 7,5 кВт включительно, подождите не менее 4 минут. Подождите не менее 15 минут, прежде чем начать работу с приводами мощностью свыше 7,5 кВт.

должен быть заземлен надлежащим образом. Ток утечки на землю превышает 3,5 мА. Запрещается использовать нулевой провод в качестве заземления.
Кнопка на пульте оператора не выполняет функции защитного выключателя. Она не отключает преобразователь частоты от сети и не гарантирует пропадание напряжения между преобразователем и двигателем.

Проверка соответствия компонентов перед началом монтажа.

Сверьте кодовый номер преобразователя с тем, что было заказано.

Убедитесь, что входное напряжение, указанное на , совпадает с напряжением питающей сети, к которой планируется подключение. В случае, если напряжение питающей сети ниже входного напряжения , то устройство будет работать с пониженными характеристиками, или будет работать с ошибкой. Подключение устройства к питающей сети с напряжением, превышающим входное напряжение , указанное на информационной табличке, не допускается!
Проверьте, что номинальное напряжение электродвигателя не превышает значения выходного напряжения . Номинальное напряжение электродвигателя в большинстве случаев определяется схемой соединения, поэтому убедитесь, подключен ли двигатель «звездой» или «треугольником», и какие значения напряжения соответствуют данной схеме подключения (указано на табличке двигателя).
Номинальный ток двигателя в большинстве случаев не должен превышать номинальный выходной ток преобразователя частоты, в противном случае привод не сможет развить номинальный момент.

Проверка условий установки преобразователя частоты.

Проверка условий установки . Внешние условия должны соответствовать степени защиты корпуса – стандартное исполнение преобразователя – IP20 не защищает от попадания пыли или капель жидкости внутрь устройства. Исполнение корпуса IP54 защищает от пыли и влаги при соблюдении требований монтажа (использовании сальников, кабель-вводов и т.д. Убедитесь, что возле вентиляторов чисто, нет пыли и грязи.

Место установки должно быть сухим (максимальная относительная влажность воздуха 95%, при отсутствии конденсации).
Рабочая температура окружающей среды 0–40 °С. При температуре от -10 до 0 °С и свыше +40 °С работа будет происходить с пониженными характеристиками. Не рекомендуется эксплуатировать при температурах ниже -10 и свыше +50 °С, так как это может привести к сокращению срока службы изделия.
Максимальная высота установки устройства над уровнем моря для работы без снижения характеристик 1000 м.
Проверьте наличие возможности осуществлять вентиляцию преобразователя частоты. Допускается монтаж преобразователей «стенка к стенке» (корпусы IP 20 и 54), однако обязательно должно быть предусмотрено воздушное пространство 100 мм сверху/снизу устройства для преобразователя частоты мощностью до 30 кВт, 200мм для преобразователя частоты мощностью от 30 до 90 кВт и 225 мм для мощности 90 кВт.

Уточнить необходимую информацию об установке и подключении оборудования, а также о порядке проведения шеф-монтажных работ, связанных с установкой, можно по телефону в Екатеринбурге +7 902 870 59 24

Огромное значение для современной промышленности имеют мощные асинхронные электродвигатели. Для осуществления их плавного старта используются частотные преобразователи – небольшие устройства, контролирующие значение пусковых токов и иногда позволяющие изменять скорость вращения.

Зачем нужен преобразователь частоты

Асинхронный двигатель существенно превосходит электрические машины других типов в производительности и мощности, однако не лишен характерных недостатков. Так, например, для контроля над скоростью вращения ротора прибор необходимо оснащать дополнительными элементами. То же самое и с пуском – пусковой ток асинхронного двигателя превышает значение номинального в 5-7 раз. Из-за этого возникают дополнительные ударные нагрузки, потери электроэнергии, что в совокупности лишь уменьшает срок работы агрегата.

Для решения этих проблем в результате упорных исследований был создан класс специальных устройств, предназначенных для автоматического электронного контроля пусковых токов – частотные преобразователи.

Частотный преобразователь для электродвигателя уменьшает величину пусковых токов в 4-5 раз и не только осуществляет плавный запуск, но и управляет ротором путем регулировки напряжения и частоты. Использование прибора имеет и другие достоинства:

позволяет сэкономить до 50% электроэнергии при запуске;
с его помощью обеспечивается обратная связь смежных приводов.

Фактически это не преобразователь, а генератор трёхфазного напряжения необходимой величины и частоты.

Принцип работы

Основу преобразователя частоты составляет инвертор с двойным преобразованием. Принцип его работы заключается в следующем:

сначала входной переменный ток синусоидального типа с напряжением 380 или 220 вольт проходит через диодный мост и выпрямляется ;
затем подается на группу конденсаторов для сглаживания и фильтрации;
далее ток передается на управляющие микросхемы и мостовые ключи из IGBT (Биполярный транзистор с изолированным затвором, БТИЗ) транзисторов, формирующие из него трёхфазную широтно-импульсную последовательность с заданными параметрами;
на выходе сформированные импульсы прямоугольной формы под влиянием индуктивности обмоток преобразуются в синусоидальное напряжение.

Следующая схема отображает принцип работы преобразователя частоты асинхронного электрического двигателя.

Как выбирать

Для производителей преобразователей частоты и другого электронного оборудования основным инструментом завоевания рынка является цена. С целью её уменьшения они создают приборы с минимальным набором функций. Соответственно, чем универсальнее конкретная модель, тем выше её цена. Для нас это имеет большое значение по той причине, что для эффективной и долгой работы двигателя может потребоваться ПЧ с определенными функциями. Давайте рассмотрим основные критерии, на которые следует обращать внимание.

Управление

По способу управления частотные преобразователи делят на векторные и скалярные. Первые на сегодня встречаются гораздо чаще, однако имеют более высокую цену по сравнению со вторыми. Преимущество векторного управления заключается в высокой точности регулировки. Скалярное управление очень просто, оно может лишь удерживать соотношение выходного напряжения и частоты на заданной величине. Такой преобразователь целесообразно ставить на небольшой прибор без высокой нагрузки на двигатель, например, вентилятор.

Мощность

Безусловно, чем это значение выше, тем лучше. К слову, в данном вопросе цифры не столь важны. Обратите большее внимание на фирму-производителя – чем «родственнее» ваше оборудование друг к другу, тем более эффективно оно будет работать. Кроме того, использование нескольких преобразователей от одного бренда поддерживает принцип взаимозаменяемости и простоты обслуживания. Подумайте и наличии в вашем городе соответствующего сервисного центра.

Сетевое напряжение

В данном случае действует тот же принцип, что и в предыдущем разделе – чем шире рабочий диапазон напряжения, тем лучше для нас. Отечественные электросети, к сожалению, слабо знакомы с понятием «стандарт», поэтому лучше максимально обезопасить аппаратуру от вероятных перепадов. Падение напряжения едва ли приведет к серьезным последствиям (преобразователь, скорее всего, просто отключится), а вот большое повышение опасно – оно может привести поломке устройства в результате взрыва электролитических сетевых конденсаторов.

Диапазон частотной регулировки

В данном случае следует опираться исключительно на требования производства и конкретных устройств. Так, например, для такого оборудования, как шлифовальные машины важно значение максимальной частоты (от 1000 Гц). Стандартом нижнего предела считается соотношение 1 к 10 по отношению к верхнему. На практике чаще всего используются преобразователи с диапазоном от 10 до 100 Гц. Заметьте, что широким диапазоном регулировки обладают только модели преобразователей с векторным управлением.

Входы управления

Для передачи команд управления в преобразователях предназначены дискретные входы. С помощью них осуществляется запуск двигателя, остановка, торможение, обратное вращение и т.д. Для сигналов обратной связи, осуществляющих текущий контроль и настройку привода непосредственно во время работы, используются аналоговые входы. А цифровые используются для передачи сигналов с высокой частотой, генерируемых энкодерами (датчиками угла поворота).

Фактически, чем больше вводов, тем лучше, однако большое их количество не только делает сложной настройку прибора, но и повышает его стоимость.

Количество выходных сигналов

Дискретные выходы преобразователя необходимы для вывода сигналов, сообщающих о возникновении проблем, таких как, перегрев устройства, отклонение величины входного напряжения от нормы, авария, ошибка и т.п. Аналоговые выходы необходимы для передачи обратных связей в сложных системах. Принцип выбора тот же: ищите баланс между количеством сигналов и стоимость прибора.

Шина управления

В поиске подходящей шины управления поможет схема подключения преобразователя частоты – количество выходов и входов должно быть, как минимум, равным, но лучше купите шину с небольшим запасом – значительно облегчите себе дальнейшее усовершенствование устройства.

Перегрузочные способности

Нормой считается, если мощность частотного преобразователя выше мощности двигателя на 10-15%. Ток тоже должен быть немного выше номинала двигателя. Однако такой подбор «на глаз» рекомендуется только в случае, когда нет необходимой технической документации на двигатель. При ее наличии – тщательно ознакомьтесь с требованиями и подберите соответствующий преобразователь. Если важны ударные нагрузки, пиковый ток преобразователя должен быть больше указанного значения на 10%.

Самостоятельная сборка

Несмотря на то, что покупка надежного и долговечного частотного преобразователя является приоритетным вариантом, такой прибор можно собрать своими руками. Во всемирной сети выложена не одна схема и инструкция, как это сделать. В действительности, сборка своими руками может стать отличной альтернативой в ситуации, когда преобразователь нужен для небольшого бытового устройства. Самодельное устройство справится со своими задачами не хуже покупного, а будет стоить значительно дешевле. Но попытки создания подходящего преобразователя для работы мощных асинхронных двигателей лучше оставить – здесь, как ни старайся, превзойти профессиональные приборы по эффективности и качеству не получится.

Итак, давайте подробно рассмотрим, как собрать частотный преобразователь для асинхронного двигателя своими руками. Обратите внимание, что параметры домашней однофазной электросети позволяют использовать в данном случае двигатель с мощностью не больше 1 кВт.

Для работы двигателя нам необходима схема подключения обмоток «треугольник». Для этого нужно выводы обмоток соединить между собой последовательно, соблюдая принцип «вывод одной обмотки к вводу другой».

Для того чтобы сконструировать преобразователь своими руками нам необходимы следующие компоненты:
- любой микроконтроллер аналогичный AT90PWM3B;
- драйвер трехфазного моста (аналог IR2135);
- 6 транзисторов IRG4BC30W;
- 6 кнопок;
- индикатор.
В конструкцию создаваемого нами прибора входят две платы, на одной из которых располагаются драйвер, блок питания, входные клеммы и транзисторы, а на второй – индикатор и микроконтроллер. Для соединения плат между собой воспользуемся гибким шлейфом.
Для сборки частотного преобразователя необходимо использовать импульсный блок питания. Можно воспользоваться готовым устройством, или собрать его самостоятельно (не будем описывать данный процесс – это тема для отдельной статьи).
Для контроля за работой двигателя необходимо подвести внешний управляющий ток, однако мы можем воспользоваться микросхемой IL300 с линейной развязкой.
Изображение
Транзисторы и диодный мост устанавливаются на общем радиаторе.
Для дублирования управляющих кнопок используются оптроны ОС2-4.
Установка трансформатора на однофазный преобразователь частот для двигателя небольшой мощности не является обязательным шагом. Можно обойтись токовым шунтом с сечением проводов 0,5 мм, и к нему подключить усилитель DA-1 (кстати, он же будет служить для измерения напряжения).
В нашем случае мы собираем своими руками преобразователь для асинхронного двигателя мощность в 400 Вт, поэтому не станем устанавливать термодатчик – схема и без него достаточно сложна.
По окончанию сборки необходимо изолировать кнопки с помощью пластмассовых толкателей. Управление кнопками осуществляется с помощью опторазвязки.

Обратите внимание, что при использовании длинных проводов, на них необходимо надеть помехоподавляющие кольца.

Он позволяет регулировать вращение двигателя в диапазоне частоты 1:40.

Подключение и настройка

Для подключения частотного преобразователя общая схема подключения асинхронного электродвигателя. В цепи преобразователь располагается сразу после дифференциального автомата, рассчитанного на ток, равный номиналу двигателя. При установке преобразователя в трехфазную сеть нужно использовать трехфазный автомат с общим рычагом. Это позволяет в случае возникновения перегрузки на одной из фаз разом отключить все питание. Значение срабатывания должно быть подобрано в соответствии с током одной фазы двигателя. А в ситуации, когда частотный преобразователь устанавливается в сеть с однофазным током, целесообразно использовать автомат, рассчитанный на тройное значение фазы. Так или иначе, установка прибора должна осуществляться вручную, без «врезания» в разрыв «нуля» и заземления.

Фактически настройка ПЧ заключается в выборе схемы присоединения фазных проводов к клеммам на электродвигателе, однако она чаще зависит от того, к какому типу сети они подключаются. Для трехфазных электросетей на производственных объектах двигатель подключают «звездой» — эта схема предусматривает параллельное подключение проводов обмоток. Для бытовых однофазных сетей с напряжением 220В используется схема «треугольник» (учитывайте при этом, что величина выходного тока не должна превышать номинал более чем на 50%).

Пульт управления следует расположить в любом месте, наиболее удобном для использования. Схема его подключения указывается в технической документации к частотному преобразователю. Перед монтажом и до подачи питания рычаг следует установить в выключенное положение. После переведения рычага во включенное положение должен загореться соответствующий световой индикатор. По умолчанию для запуска устройства следует нажать клавишу «RUN». Для постепенного наращивания оборотов двигателя надо медленно поворачивать рукоятку пульта. При обратном вращении следует переключить режим с помощью кнопки реверса. Теперь можно установить рукоятку в положение, устанавливающее необходимую скорость вращения. Обратите внимание, что на пультах управления некоторых частотных преобразователей вместо механической частоты вращения указывается частота питающего напряжения.

Чтобы максимально продлить срок службы частотного преобразователя старайтесь следовать следующим рекомендациям по обслуживанию:

Необходимо постоянно проводить внутреннюю очистку прибора от накапливающейся пыли. Возьмите во внимание, что из-за её уплотнения пылесос не всегда может справиться с такой задачей – гораздо проще выдувать пыль наружу небольшим компрессором.
Проводите регулярную проверку компонентом схемы и своевременную их замену. Помните, что у всех элементов различный срок эксплуатации: охлаждающие вентиляторы рассчитаны на 2-3 года, электролитические конденсаторы – на 5, а предохранители – на 10. Замены внутренних шлейфов устройства должна производиться примерно раз в 6 лет.
Принцип своевременного реагирования следует применять и в отношении последствий периодического нагрева частей устройства. Из-за него высушивается термопаста, что также приводит к выходу конденсаторов из строя. Постарайтесь менять ее чаще 1 раза в 3 года.

Внимание к внешним условиям, в которых устанавливается частотный преобразователь, тоже позволяет существенно продлить срок его эксплуатации. Это должно быть хорошо вентилируемое место, без прямых солнечных лучей, без нахождения в непосредственной близости легковоспламеняющихся жидкостей и материалов, без мусора, металлической и деревянной стружки, пыли, масляных капель, вибраций, домашних животных, мышей, тараканов… Поверхность установки должна быть ровной и устойчивой. В некоторых случаях следует обратить внимание на расположение преобразователя относительно уровня моря – с каждыми 100 метрами повышения температуру внешней среды можно уменьшать на 0,5˚C относительно нормы (-10˚C — + 45˚C).

Содержание:

Трехфазные асинхронные двигатели нашли самое широкое применение в промышленности и других областях. Современное оборудование просто невозможно представить без этих агрегатов. Одной из важнейших составляющих рабочего цикла машин и механизмов является их плавный пуск и такая же плавная остановка после выполнения поставленной задачи. Такой режим обеспечивается путем использования преобразователей частоты. Эти устройства проявили себя наиболее эффективными в больших электродвигателях, обладающих высокой мощностью.

С помощью преобразователей частоты успешно выполняется регулировка пусковых токов, с возможностью контроля и ограничения их величины до нужных значений. Для правильного использования данной аппаратуры необходимо знать принцип работы частотного преобразователя для асинхронного двигателя. Его применение позволяет существенно увеличить срок службы оборудования и снизить потери электроэнергии. Электронное управление, кроме мягкого пуска, обеспечивает плавную регулировку работы привода в соответствии с установленным соотношением между частотой и напряжением.

Что такое частотный преобразователь

Основной функцией частотных преобразователей является плавная регулировка скорости вращения асинхронных двигателей. С этой целью на выходе устройства создается трехфазное напряжение с переменной частотой.

Преобразователи частоты нередко . Их основной принцип действия заключается в выпрямлении переменного напряжения промышленной сети. Для этого применяются выпрямительные диоды, объединенные в общий блок. Фильтрация тока осуществляется конденсаторами с высокой емкостью, которые снижают до минимума пульсации поступающего напряжения. В этом и заключается ответ на вопрос для чего нужен частотный преобразователь.

В некоторых случаях в схему может быть включена так называемая цепь слива энергии, состоящая из транзистора и резистора с большой мощностью рассеивания. Данная схема применяется в режиме торможения, чтобы погасить напряжение, генерируемое электродвигателем. Таким образом, предотвращается перезарядка конденсаторов и преждевременный выход их из строя. В результате использования частотников, асинхронные двигатели успешно заменяют электроприводы постоянного тока, имеющие серьезные недостатки. Несмотря на простоту регулировки, они считаются ненадежными и дорогими в эксплуатации. В процессе работы постоянно искрят щетки, а электроэрозия приводит к износу коллектора. Двигатели постоянного тока совершенно не подходят для взрывоопасной и запыленной среды.

В отличие от них, асинхронные двигатели значительно проще по своему устройству и надежнее, благодаря отсутствию подвижных контактов. Они более компактные и дешевые в эксплуатации. К основному недостатку можно отнести сложную регулировку скорости вращения традиционными способами. Для этого было необходимо изменять питающее напряжение и вводить дополнительные сопротивления в цепь обмоток. Кроме того, применялись и другие способы, которые на практике оказывались неэкономичными и не обеспечивали качественной регулировки скорости. Но, после того как появился преобразователь частоты для асинхронного двигателя, позволяющий плавно регулировать скорость в широком диапазоне, все проблемы разрешились.

Одновременно с частотой изменяется и подводимое напряжение, что позволяет увеличить и коэффициент мощности электродвигателя. Все это позволяет получить высокие энергетические показатели асинхронных двигателей, продлить срок их эксплуатации.

Принцип действия частотного преобразователя

Эффективное и качественное управление асинхронными электродвигателями стало возможно за счет использования совместно с ними частотных преобразователей. Общая конструкция представляет собой частотно-регулируемый привод, который позволил существенно улучшить технические характеристики машин и механизмов.

В качестве управляющего элемента данной системы выступает преобразователь частоты, основной функцией которого является изменение частоты питающего напряжения. Его конструкция выполнена в виде статического электронного узла, а формирование переменного напряжения с заданной изменяемой частотой осуществляется на выходных клеммах. Таким образом, за счет изменения амплитуды напряжения и частоты регулируется скорость вращения электродвигателя.

Управление асинхронными двигателями осуществляется двумя способами:

Скалярное управление действует в соответствии с линейным законом, согласно которому амплитуда и частота находятся в пропорциональной зависимости между собой. Изменяющаяся частота приводит к изменениям амплитуды поступающего напряжения, оказывая влияние на уровень крутящего момента, коэффициент полезного действия и коэффициент мощности агрегата. Следует учитывать зависимость выходной частоты и питающего напряжения от момента нагрузки на валу двигателя. Для того чтобы момент нагрузки был всегда равномерным, отношение амплитуды напряжения к выходной частоте должно быть постоянным. Данное равновесие как раз и поддерживается частотным преобразователем.
Векторное управление удерживает момент нагрузки в постоянном виде во всем диапазоне частотных регулировок. Повышается точность управления, электропривод более гибко реагирует на изменяющуюся выходную нагрузку. В результате, момент вращения двигателя находится под непосредственным управлением преобразователя. Нужно учитывать, что момент вращения образуется в зависимости от тока статора, а точнее - от создаваемого им магнитного поля. Под векторным управлением фаза статорного тока изменяется. Эта фаза и есть осуществляющий непосредственное управление моментом вращения.

Настройка частотного преобразователя для электродвигателя

Для того чтобы преобразователь частоты для асинхронного двигателя в полном объеме выполнял свои функции, его необходимо правильно подключить и настроить. В самом начале подключения в сети перед прибором размещается автоматический выключатель. Его номинал должен совпадать с величиной тока, потребляемого двигателем. Если предполагается эксплуатировать в трехфазной сети, то автомат также должен быть трехфазным, с общим рычагом. В этом случае при коротком замыкании на одной из фаз можно оперативно отключить и другие фазы.

Ток срабатывания должен обладать характеристиками, полностью соответствующими току отдельной фазы электродвигателя. Если частотный преобразователь планируется использовать в однофазной сети, в этом случае рекомендуется воспользоваться одинарным автоматом, номинал которого должен в три раза превышать ток одной фазы. Независимо от количества фаз, при установке частотника, автоматы не должны включаться в разрыв заземляющего или нулевого провода. Рекомендуется использовать только прямое подключение.

При правильной настройке и подключении частотного преобразователя, его фазные провода должны соединяться с соответствующими контактами электродвигателя. Предварительно обмотки в двигателе , в зависимости от напряжения, выдаваемого преобразователем. Если оно совпадает с меньшим значением, указанным на корпусе двигателя, то применяется соединение треугольником. При более высоком значении используется схема «звезда».

Далее выполняется подключение частотного преобразователя к контроллеру и пульту управления, который входит в комплект поставки. Все соединения осуществляются в соответствии со схемой, приведенной в руководстве по эксплуатации. Рукоятка должна находиться в нейтральном положении, после чего включается автомат. Нормальное включение подтверждается световым индикатором, загорающимся на пульте. Для того чтобы преобразователь заработал, нажимается кнопка RUN, запрограммированная по умолчанию.

После незначительного поворота рукоятки, двигатель начинает постепенно вращаться. Для переключения вращения в обратную сторону, существует специальная кнопка реверса. Затем с помощью рукоятки настраивается нужная частота вращения. На некоторых пультах вместо частоты вращения электродвигателя, отображаются данные о частоте напряжения. Поэтому рекомендуется заранее внимательно изучить интерфейс установленной аппаратуры.

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей

Благодаря частотным преобразователям, работа современных асинхронных двигателей отличается высокой эффективностью, устойчивостью и безопасностью. Это особенно важно, поскольку каждый электродвигатель отличается индивидуальными особенностями режима работы. Поэтому оптимизации параметров питания агрегатов с использованием преобразователей частоты придается большое значение. Когда частотный преобразователь выбирается для каких-либо конкретных целей, в этом случае должны обязательно учитываться его рабочие параметры.

Нормальная работа устройства будет зависеть от типа электродвигателя, его мощности, диапазона, скорости и точности регулировок, а также от поддержания стабильного момента вращения вала. Эти показатели имеют первостепенное значение и должны органично сочетаться с габаритами и формой аппарата. Следует обратить особое внимание на то, как расположены элементы управления и будет ли удобно им пользоваться.

Выбирая устройство, необходимо заранее знать, в каких условиях оно будет эксплуатироваться. Если сеть однофазная, то и преобразователь должен быть таким же. То же самое касается и трехфазных аппаратов. Многое зависит от мощности асинхронных двигателей. Если при запуске на валу необходим высокий пусковой момент, то и частотный преобразователь должен быть рассчитан на большее значение тока.

Частотный преобразователь используется для изменения частоты напряжения, питающего трехфазный двигатель. Кроме того, частотник позволяет подключить трехфазный электрический двигатель к однофазной сети без потерь мощности. В случае, когда для этих целей применяются конденсаторы, последнее невыполнимо.

Подключение частотника предполагает размещение перед ним автоматического выключателя, работающего с током, равным номинальному (или ближайшему большему в ряду номинальных токов автоматов) потребляемому току двигателя. Если ПЧ адаптирован на работу от трехфазной сети, необходимо задействовать трехфазный автомат, имеющий общий рычаг. Такой подход позволяет в случае короткого замыкания одной из фаз оперативно обесточить и все остальные фазы. Характеристики тока срабатывания должны полностью соответствовать току одной фазы электрического двигателя. Если же частотник предназначен для однофазного питания, имеет смысл применить одинарный автомат, рассчитанный на утроенный ток одной фазы. В любом случае, установка частотника не должна осуществляется путем включения автоматов в разрыв нулевого или заземляющего провода. Здесь подключение выполняется только напрямую.

Далее настройка преобразователя частоты предусматривает присоединение его фазных проводов к соответствующим контактам электрического двигателя. Перед этим необходимо соединить в электродвигателе обмотки по схеме «треугольник» или «звезда». Конкретный тип соединения определяется характером напряжения, вырабатываемого непосредственно преобразователем частоты.

Как правило, на корпусе двигателя приведены два значения напряжения. В ситуации, когда вырабатываемому частотником напряжению соответствует меньшее из указанных, необходимо применить схему «треугольник». В противном случае обмотки соединяются по принципу «звезды».

Пульт управления, входящий в комплект поставки частотного преобразователя, располагают в удобном месте. Подключить его необходимо согласно схеме, приведенной в инструкции к ПЧ. Далее рукоятка устанавливается в нулевое положение и выполняется включение автомата. При этом на пульте загорается световой индикатор. Для работы преобразователя необходимо нажать кнопку «RUN» (запрограммировано по умолчанию). Затем необходимо немного повернуть рукоятку, чтобы электродвигатель начал постепенное вращение. В случае, если двигатель вращается в противоположную сторону, нажимается кнопка реверса. Далее следует настроить рукояткой необходимую частоту вращения. Важно учесть, что на пультах многих частотников отображается не частота вращения электрического двигателя (об/мин), а частота питающего электродвигатель напряжения, выраженная в герцах.