Как подключить частотный преобразователь к электродвигателю: Подключение и настройка частотного преобразователя

Подключение и настройка частотного преобразователя

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.

Схема подключения частотного преобразователя

Если у Вас остались вопросы по подключению и настройке преобразователей, обращайтесь за помощью к нашим техническим специалистам. Также предлагаем ознакомиться с каталогом частотных преобразователей Siemens и Prostar.

Другие полезные материалы:
Как правильно подобрать электродвигатель
Редуктор от «А» до «Я»
Как выбрать мотор-редуктор
Общие сведения об устройствах плавного пуска
Схемы подключения УПП

Подключение двигателей к различным видам ПЧ

Рассмотрим схемы включения асинхронных двигателей «звезда» и «треугольник» в контексте их питания от преобразователей частоты. Для начала немного освежим в памяти теорию.

Что такое «звезда» и «треугольник»

Обычно используются асинхронные двигатели с тремя обмотками, которые можно подключить двумя способами — по схеме «звезда» (обозначается символом «Y») или «треугольник» («Δ» или «D»). Схема соединения должна обеспечивать нормальную работу двигателя при имеющемся напряжении питания.

Первое, от чего необходимо отталкиваться при выборе схемы — информация на шильдике двигателя. На нем указываются параметры для обеих схем. Наиболее важный параметр — напряжение питания. Напряжение «звезды» в 1,73 раза (точнее в квадратный корень из 3) больше, чем «треугольника». Например, если указано, что напряжение питания двигателя, включенного по схеме «звезда», составляет 380 В, то можно точно сказать, даже не глядя на шильдик, что для включения по схеме «треугольник» необходимо напряжение 220 В. В данном случае напряжение 380 В соответствует линейному напряжению в стандартной сети, и двигатель можно подключать по схеме «звезда» через контактор либо через частотный преобразователь. То же самое справедливо и для случаев, когда напряжение «треугольника», указанное на шильдике, равно 380 В. Тогда, умножая на 1,73, получаем напряжение «звезды» равным 660 В.

Эти два типа двигателей, отличающиеся напряжениями питания (220/380 и 380/660 В), в подавляющем большинстве случаев используются на практике и имеют свои особенности подключения, которые мы рассмотрим ниже.

Классическая схема «звезда» / «треугольник»

При питании «напрямую» от промышленной сети с линейным напряжением 380 В подойдут оба типа двигателей. Нужно лишь убедиться, что схема включения обмоток собрана на нужное напряжение.

Однако на практике для питания в схеме «звезда» / «треугольник» применяют второй тип приводов (380/660 В). Данная схема используется для уменьшения пускового тока мощных двигателей, который может превышать рабочий в несколько раз. Несмотря на то, что этот ток кратковременный, в течение разгона питающая сеть и привод испытывают значительные электрические и механические перегрузки – ведь в первую долю секунды ток двигателя может в 10 раз превышать номинал, плавно снижаясь в процессе разгона.

Схема подключения «звезда» / «треугольник» приведена во многих источниках, поэтому лишь напомним коротко, как она работает.

Чтобы сделать процесс пуска более щадящим, сначала напряжение 380 В подают на обмотки двигателя, включенные по схеме «звезда». Поскольку рабочее напряжение этой схемы должно быть больше (660 В), двигатель работает на пониженной мощности. Через несколько секунд, после того, как привод раскрутится, включается «треугольник», для которого 380 В является рабочим напряжением, и двигатель выходит на номинальную мощность.

Классическую схему мы рассмотрели, а теперь разберём, в каких случаях использовать подключение двигателей в «звезде» и «треугольнике» при питании от преобразователя частоты.

Преобразователи частоты на 220 В

При питании преобразователя частоты от одной фазы (фазное напряжение 220 В) линейное напряжение на его выходе не может быть более 220 В. Поэтому для питания асинхронного двигателя от однофазного ПЧ нужно подключить обмотки привода с напряжениями 380/220 В по схеме «треугольник».

Этот же двигатель, подключенный по схеме «звезда», будет работать с пониженной мощностью.

Преобразователи частоты на 380 В

Трехфазные ПЧ являются более универсальными с точки зрения подключения двигателей с разным напряжением питания. Главное – собрать в клеммнике (борно) двигателя схему на напряжение 380 В. Именно этот вариант используется в большинстве частотных преобразователей, работающих в промышленном оборудовании.

ПЧ с возможностью переключения «звезда» / «треугольник»

В некоторых преобразователях, работающих с мощными двигателями, имеется возможность оперативного переключения схемы работы. Это делается с целью расширения диапазона регулировки скорости двигателя вверх от номинальной. Метод основан на том факте, что подключение «звездой» обеспечивает более высокий момент на малой скорости, а подключение «треугольником» — высокую скорость. Можно задавать выходную частоту, на которой происходит переключение, время паузы (задержки) переключения, параметры двигателя для первого и второго режимов.

У частотных преобразователей такого типа имеются выходы для включения соответствующих контакторов, обеспечивающих формирование нужных схем включения.

Настройки ПЧ для схем «звезда» и «треугольник»

Когда выбирается схема подключения, нужно помнить о том, что некоторые параметры в настройках ПЧ чувствительны к выбору вида схемы, например, номинальное напряжение и номинальный ток.

Бывает так, что необходимо подключить двигатель, собранный по схеме «треугольник» на напряжение 220 В, к выходу трехфазного ПЧ, линейное напряжение которого при частоте 50 Гц равно 380 В. Понятно, что в этом случае двигатель нужно включить в «звезду», но иногда этого сделать невозможно.

Выход есть. Необходимо указать номинальную частоту двигателя равной не 50 Гц, как указано на шильдике, а 87 Гц (в 1,73 раза больше). Аналогичным образом нужно задать и максимальную выходную частоту преобразователя. В результате того, что отношение V/F на выходе ПЧ остается неизменным, на частоте 50 Гц напряжение на обмотках двигателя составит как раз 220 В. При этом верхнюю рабочую частоту двигателя необходимо установить на значение 50 Гц.

Преимуществом такого подключения является возможность повышения рабочей частоты двигателя выше 50 Гц, при этом вплоть до 87 Гц двигатель не будет терять рабочий момент. В данном случае важно следить за механическим износом системы и за нагревом привода.

Другие полезные материалы:
Обзор устройств плавного пуска Siemens
Назначение сетевых и моторных дросселей

FAQ по электродвигателям

Подключение частотного преобразователя. Как подключить частотный преобразователь

Частотные преобразователи служат для корректировки частоты напряжения, питающего электродвигатель трехфазного типа. Благодаря такой особенности, подконтрольное оборудование становится более эффективным, устойчивым к различным сбоям, экономичным и надежным. Именно по этой причине представленные устройства пользуются огромной популярностью как среди различных предприятий, так и среди домашних пользователей. Преобразователи рассчитаны как на однофазное, так и на трехфазное напряжение входного типа.

Преобразователь частоты обеспечивает плавный пуск и остановку работы электропривода, защиту от перегрузок и корректировку оборотов ротора. Подключить частотный преобразователь можно по одной из следующих схем: 

• звезда;
• треугольник.

Обратите внимание, что каждая из приведенных выше схем является обобщенной. Идеальным вариантом будет использование советов специалиста и методики, приведенной в инструкции к приобретенному оборудованию. Таким образом, вы обезопасите себя от преждевременного выхода из строя не только преобразователя, но и всей подконтрольной системы.

Представленная схема служит для подключения трехфазного частотного преобразователя. В подавляющем большинстве случаев – это промышленное оборудование, работающее от электросети 380 Вольт. Сфера применения исходит из названия: производственные предприятия различного уровня, заводские цеха и тому подобное.

Если произвести подключение трехфазного преобразователя частоты к сети бытового уровня (220 Вольт), то будет наблюдаться существенная потеря мощности, что вредит не только производительности системы, но и ее жизнеспособности в целом. Именно по этой причине к такой сети лучше подключать однофазный частотный преобразователь по схеме «треугольник».

Далее следует обратить внимание на мощность электродвигателя. Если представленный параметр у него превышает 5 кВт, то стоит применить совмещенную схему «звезда-треугольник». Однако делать это стоит лишь в том случае, когда привод имеет возможность такого подключения. В момент запуска привода работает схема «звезда», а как только двигатель наберет нужные обороты, произойдет переключение на «треугольник». Монтажом и настройкой частотных преобразователей должен заниматься квалифицированный специалист.

Почему преобразователи частоты лучше покупать в “ОВК Комплект”

Интернет-магазин “ОВК Комплект” занимается не только поставкой качественного электрооборудования, но и его дальнейшим сопровождением. Эти услуги также касаются и различной электроприводной техники, а частности частотные преобразователи. Специалисты магазина напрямую сотрудничают с именитыми производителями представленных изделий. Это позволяет вести выгодную для потребителей ценовую политику.

В штат сотрудников магазина входят опытные мастера, которые предоставят вам следующий набор услуг:

• гарантийное и после гарантийное обслуживание;
• монтаж и настройка электрооборудования;
• оперативная замена вышедших из строя деталей;
• ремонт и сопровождение.

Выбор подходящего частотного преобразователя – дело довольно сложное. По этой причине у нас работает линия консультаций. Вы можете задавать вопросы в режиме online и получить исчерпывающую информацию. Вместе с менеджером вы подберете для себя надежный преобразователь частоты, который в полной мере удовлетворит ваши потребности.

Оборудование полностью сертифицированное и соответствует всем мировым критериям качества, надежности и долговечности. Пользуясь такими изделиями, вы обеспечите эффективное, долговечное и надежное функционирование любого электропривода.

Как подключить частотный преобразователь? | Стройтехснабжение

Перед тем как подключить частотный преобразователь, необходимо не только грамотно подобрать место для его расположения, но и ознакомиться с техникой безопасности и требованиями завода изготовителя. От этого будет завесить ваша безопасность и работоспособность электрического привода. Итак, как правильно подключить частотный преобразователь к электродвигателю?

Как правильно подключить частотный преобразователь к электродвигателю?

Для начала необходимо провести подготовительные мероприятия. Перед началом подключения надо убедиться в том, что модель частотного преобразователя (частотника) соответствует проектной, его параметры должны совпадать с параметрами электрического двигателя. Кроме того, напряжение в электросети не должно быть больше или меньше напряжения частотника. После того как мы убедились в соответствии характеристик подбираем место для монтажа устройства. Вам необходимо обратит внимание:

• Частотный преобразователь должен быть рассчитан на использование в тех условиях, в которых он будет работать (на ту же температуру, влажность и так далее).
• Данные устройства устанавливаются на приличном расстоянии от объектов вибрации и электромагнитного поля. Если нет возможности разместить устройства на отдалении от таких мест, частотные преобразователи устанавливаются в специальных экранирующих шкафах с опорами, которые гасят вибрацию.
• Частотники монтируются на ровной поверхности, изготовленной из жаропрочного материала, в местах, где нет ультрафиолета.
• Частотники располагают на некотором расстоянии от электроприборов и других частотных преобразователей (от всех нагревающихся при работе аппаратов). Дистанция между устройствами может быть разная, но она в первую очередь зависит от мощности электроустройств. Для отвода тепла должны использоваться вентиляторы, их число соответствует количеству частотников и других электроустройств размещённых в щитке (в результате должен быть обеспечен качественный теплоотвод).
• Каждый частотник имеет корпус, класс защиты (влага, пыль) которого должен соответствовать его положению в щитке.

Этапы подключения частотника

После того как мы выяснили, какие требования по установке и определению местоположения частотных преобразователей, самое время узнать про подключение.
Как правильно подключить частотный преобразователь? – для начала хорошенько изучим инструкцию производителя. После этого необходимо ознакомиться с техникой безопасности и следовать правилам устройства электроустановок (ПЭУ). Подключение осуществляется по схеме данной ниже.
При этом необходимо учесть следующие важные нюансы:

• Кабели подбираются с учетом номинального тока частотника и электродвигателя, рекомендуем покупать кабель максимально возможного сечения (узнать рекомендуемое сечение можно в инструкции к устройствам).
• Электросеть должна быть защищена от короткого замыкания, для этого приобретаем автовыключатели и предохранители. Данные устройства подбираются исходя из суммарной величины номинального тока, при этом автовыключатели устанавливаются в разрыв фазных проводов.
• Выходные и входные силовые кабели пускаем отдельно от основных линий.
• Необходимо защитить электроцепь и электрооборудование от электромагнитного воздействия, для этого покупаем специальные экранированные кабели. Если протяжённость электролинии превышает 50 метров необходимо приобрести и установить особые фильтры. Некоторая часть частотников оснащены такой защитой, рекомендуем покупать именно такие.
• Чтобы сгладить скачки напряжения в электроцепи рекомендуем устанавливать фильтры ВЧ и дроссели (подключать конденсаторы нельзя ни в коем случае).
• Частотник необходимо заземлить, для этого вы можете использовать обычный провод из меди с изоляцией (сечение провода для заземления указывается в паспорте изделия).
• Все подключения надо производить согласно инструкции завода изготовителя частотника. При этом запрещается использовать частотник как блок питания для мощных частей электрического привода.

Выполняйте подключение согласно инструкции производителя и придерживайтесь советов данных выше, так вы избежите каких-либо проблем. Теперь вы знаете, как подключить частотный преобразователь 380 или какой-либо другой.

Читайте также:

Как правильно заменить и установить счетчик электроэнергии?

Электрические автоматы: виды и применение

Виды телефонного кабеля связи

Маркировка кабелей связи

Кабели с элементами из водоблокирующих материалов

Как подключить частотный преобразователь | Статьи компании “ПРК”

Частотный преобразователь (ПЧ) отвечает за корректировку частоты напряжения, подающегося на электродвигатель. Очевидно, что частотный преобразователь, схема которого может быть разной, является неотъемлемой частью любой системы, где используется достаточно мощная силовая установка. Благодаря частотникам создаются сложные соединения, к примеру, внедрение трехфазного двигателя в однофазную цепь без потери мощности. Ранее, когда вместо преобразователя использовался обычный конденсатор, большая часть мощностных характеристик двигателя терялась, от чего страдало КПД и перегревалась обмотка.

Теперь, когда мы знаем, что такое частотный преобразователь, и какая роль ему отведена, разберемся с самым главным эксплуатационным аспектом – его подключением. Процедура изобилует нюансами, несоблюдение которых может стать причиной выхода из строя всей цепи.

 

Особенности подключения частотника

Первым делом потребуется установить защитный автомат. Его монтируют до преобразователя. Количество фаз у автомата должно соответствовать оному у агрегата. Если преобразователь трехфазный, то и автомат берем трехфазный. При наличии замыкания или перегрузке на одной из линий, мы сможем отключить сразу все, тем самым по максимуму обезопасив дорогостоящие агрегаты. Продолжая подключение частотного преобразователя, подкидываем его фазовые выходы к контактам двигателя. Сами обмотки при этом должны быть разведены по схеме «звезда» или «треугольник». Конкретный тип определяется напряжением частотника. Если оно небольшое, разводим «треугольником», в остальных случаях «звездой». Еще один нюанс – выносной пульт управления. С его помощью вводят данные для программирования и управления процессом.

Общая схема частного преобразователя, точнее его подключения в цепи выглядит так:

• защита цепи;
• выключатель;
• сглаживающий дроссель;
• фильтр, отвечающий за подавление помех;
• частотный преобразователь;
• проводка и сам двигатель.

Если используется однофазный частотный преобразователь схема которого доступна на любом техническом ресурсе, обратите внимание, что при его соединении с автоматом нельзя разрывать ноль, так как в случае срабатывания защиты фаза пропадет, но обмотки двигателя и преобразователь останутся под напряжением.

 

Выясним, как работает преобразователь частоты в различных сценариях

Многие преобразователи рассчитаны на работу сразу с несколькими двигателями. Различают три возможных варианта: с двумя агрегатами одинаковой мощности в параллельном режиме, с двумя двигателями разной мощности, и в поочередном подключении. В первой вариации для параллельной работы силовых установок потребуется подсоединить частотник в скалярно, то есть, без обратной связи. При этом мощность ПЧ должна быть равной, а лучше выше аналогичного значения моторов. Важно настроить плавное фазирование, если оба двигателя вращают общий вал. Для этого выставляем роторы в одинаковую позицию, используя муфту скольжения, настраивая позицию. После фиксируем муфту.

Если в схеме работают два разных агрегата, трёхфазный частотный преобразователь подсоединяется через тепловое реле, для защиты двигателя с меньшей мощностью. Монтируя ПЧ, или проводя его обслуживание, необходимо придерживаться следующих правил:

1. Отключайте питание от распределительного шкафа каждый раз, перед выполнением работ или проверки.
2. Напряжение в цепи остается некоторые время после её обесточивания. Следует подождать 15 минут и только потом браться за дело.
3. Позаботьтесь о том, чтобы к ПЧ было подведено надежное заземление.
4. Не используйте для заземления ноль. Качественная «земля» разводится отдельным кабелем.

Необходимо также помнить, что частотный преобразователь, подключение которого выполнено по всем нормам, не обесточивает всю цепь при срабатывании клавиши. Отключается только двигатель, в то время как остальные узлы остаются под напряжением.

 

Выбираем частотник для трехфазного двигателя

Рассматривая покупку этого важного звена, не стоит жалеть денег, ведь экономия в данном случае может негативно отразиться на других составляющих схемы. Если в показателях мощности вы уверены на 100%, обратите внимание на тип управления преобразователя: векторный или скалярный. Первый выделяется высокоточной установкой величины тока, второй ограничен значениями напряжения и частоты. Скалярные ПЧ пригодны исключительно для простой нагрузки в бытовом сценарии применения.

Параметры преобразователя и характеристики управляющей шины должны совпадать. Это можно выяснить, сравнив количество разъемов. Выбирайте прибор из расчета +15% мощности на случай перегрузок. Если скажем, двигатель имеет максимальную мощность в 9кВт, частотних лучше брать на 9,2-9,3 кВт.

Покупая частотный преобразователь для трехфазного двигателя, вы должны понимать, что платите фактически за три устройства сразу:

• выпрямитель с управляемым или неуправляемым механизмом срабатывания. Отвечает за формирование постоянного тока, поступающего из общей сети;
• инвертор – вырабатывает напряжение номинальной частоты;
• конденсаторный фильтр – сглаживает напряжение.

Все эти элементы и составляют частотный преобразователь, поэтому стоимость даже маломощного скалярного устройства в данном сегменте стартует с пары сотен долларов.

 

Сферы применения и конструктивные особенности частотников

Эти устройства используются в машиностроении, текстильной отрасли, топливно-энергетической сфере, управлении процессами подъема водных ресурсов, перекачки нечистот. Подбирайте ПЧ исходя из предстоящих нагрузок и эксплуатационных условий. Обратите внимание, что корпус оборудования способен противостоять попаданию пыли. Об этом свидетельствует значение IP20 в описании многих моделей преобразователей. Подчеркнём, что от влаги, в любом её проявлении такие агрегаты не защищены. В завершении обзора сделаем акцент на разделении частотников на два лагеря: индуктивные и электронные. Вторые считаются более совершенными, так как позволяют запускать двигатели плавно, причем, как синхронного, так и асинхронного типов.

Частотные преобразователи 220 В и 380 В – в чём разница и какие их преимущества

Для управления скоростью вращения электродвигателя, используют специальные электротехнические устройства – частотные преобразователи. В зависимости от типа применяемого двигателя и количества используемых фаз, преобразователи частоты могут быть спроектированы для однофазного и трёхфазного режима электропитания. Однофазный режим соответствует номинальному напряжению сети – 220В, а трёхфазный – 380В.

Назначение частотных преобразователей

Для максимальной оптимизации производственного процесса, в приводном механизме которого присутствуют электродвигатели, необходимо использовать преобразователи частоты. Они позволяют продлить эксплуатационный ресурс оборудования и рационализировать работу электродвигателя.

Асинхронные двигатели переменного тока могут функционировать и без инверторов. В таком случае они будут совершать обороты с одинаковой скоростью, без возможности регулировки частоты вращения. Также отсутствие частотника во входной цепи, приведёт к постоянным перегрузкам и возрастанию тока (во время пуска двигателя) в 5-7 раз выше номинального значения. Такие перенапряжения пагубно отражаются на состоянии обмоток двигателя и приведут к выходу из строя электрической машины.

” Важно! Для осуществления плавного пуска и регулирования входных параметров электродвигателя, используют частотные преобразователи 380В (для трёхфазного подключения обмоток) и 220В (для однофазной цепи с нулевым проводом) ”

Стоит отметить, что использование современных инверторов в тандеме с электродвигателями, позволяет сократить потребление энергоресурсов вдвое!

Принцип работы преобразователей частоты

Несмотря на различное количество входных клемм однофазных (1-фаза; 2-ноль) и трёхфазных (1-я фаза; 2-я фаза; 3-я фаза) частотников, их принцип действия полностью совпадает.

Формируемые действия:

• выпрямление переменного тока питающей сети;
• формирование сигнала необходимой частоты управляющим микропроцессором, который попеременно осуществляет открытие/закрытие IGBT-транзисторов;
• фильтрация входных параметров преобразуемого сигнала;
• приобретение синусоидальной формы конечного сигнала за счёт сглаживания последовательности прямоугольных импульсов индуктивностью обмоток.

Существует три основных класса соединения частотных преобразователей, которые различаются фазностью подключения входных и выходных терминалов.

Классы подключения:

1.  фаза на входе – 1 фаза на выходе;
2.  1 фаза на ходе – 3 фазы на выходе;
3.  3 фазы на входе – 3 фазы на выходе.

Первые два класса подключения реализуются на однофазных преобразователях, а третий класс – на трёхфазных.

Особенности работы преобразователя частоты 220 В

Основное отличие преобразователя частоты 220В от трёхфазного инвертора, заключается в возможности пуска и управления асинхронным трёхфазным электродвигателем от бытовой сети номинальным напряжением 220В. Подключать двигатель в этом случае следует по электрической схеме «треугольник». Это позволит избежать значительной потери мощности в работе системы.

Преимущества однофазного инвертора:

• минимальные массогабаритные показатели;
• высокий коэффициент энергосбережения;
• наличие высоких функциональных возможностей;
• внушительный диапазон изменения вращающего момента на валу двигателя;
• возможность универсального исполнения для специфических видов оборудования;
• максимальная защита электродвигателя от перенапряжений и токовых перегрузок;
• приемлемое соотношение цены и качества, относительно стремительной самоокупаемости частотника за счёт снижения энергопотребления.

Преобразователи частоты 220В, предназначенные для однофазных электродвигателей, легко и просто внедряются в уже существующие установки. Частотники выступают в роли промежуточного элемента между электродвигателем и питающей сетью. После правильного подключения «фазы» и «ноля», остаётся лишь настроить рабочие параметры, оптимизирующие работу привода.

Специфика эксплуатации частотного преобразователя 380 В

Помимо обычного эксплуатационного процесса, в котором на входе и выходе преобразователя частоты присутствуют три фазы по 380В каждая, существует и возможность альтернативного подключения.

Частотный преобразователь 380В можно запитать и от одной фазы. Однако мощность при таком подключении снизиться процентов на 40%. Это связано с допустимой нагрузкой по току на силовые транзисторы и тиристоры, присутствующие в схеме преобразования.

“ Внимание! При подключении трёхфазного преобразователя к однофазной сети с напряжением 220В, на выходе инвертор будет выдавать три фазы по 220В каждая, а не 380В. В связи с этим, электродвигатели рассчитанные на напряжение 380/220В – соединяют по схеме «треугольник», а приводы 127/220В – по схеме «звезда» ”

Преимущества трёхфазного частотника:

• возможность применения в сетях с изолированной нейтралью;
• простой ввод в эксплуатацию;
• снижение потребляемой электроэнергии;
• автоматическая диагностика параметров вращения двигателя и предупреждение аварий;
• производство пуска и торможения привода с наименьшей вероятностью возникновения ударных нагрузок;
• максимальный КПД;
• широкий диапазон установки скорости вращения, ускорения и момента;
• максимальная рекуперация мощности электродвигателя во время падения входных значений напряжения или тока;
• высокая надёжность и способность интуитивного управления.

Для получения значения выходного напряжения равного 380В, при подключении трёхфазного частотника к однофазной сети, необходимо применение однофазного трансформатора 220/380В. Всемирно известные бренды электротехнической продукции, производят специализированные преобразователи частоты, со встроенным повышающим трансформатором. На выходе такого агрегата из однофазной сети 220В, выдаётся трёхфазное напряжение 380В. Частотные преобразователи

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

Подключение частотных преобразователей

Частотные преобразователь – его часто называют регулятором, представляет собой отдельное устройство, которое соединяется с электрическим двигателем. Он предназначен для выполнения различных функций:

1. Снижение или наращивание выходного крутящего момента.
2. Регулировка скорости вращения ротора.
3. Защита двигающихся деталей механизма от сильного нагревания.
4. Контроль уровня нагрузки.
5. Снижает риск поломки оборудования из-за рывков, колебательных движений.
6. Контроль уровня нагрузки.

Частотный преобразователь выполняет ряд других функций, зависимо от того, для чего он предназначен. Важно понимать, что эффективность механизма напрямую зависит от того, насколько он правильно установлен.

РИС №1. Принципиальная схема подключения частотного преобразователя

Процесс подготовки

Монтаж частотного преобразователя – ответственный и сложный процесс, который напрямую зависит от того, какой регулятор был выбран изначально. Прежде чем приступать к монтажу, нужно правильно подготовиться:

• Выбор места для установки преобразователя. Зависит от класса защищенности устройства от воздействия влаги, попадания пыли. Наиболее популярные виды маркировки – IP 20, IP 54, IP 65. Первая цифра указывает на степень защиты от пыли, вторая – на влагонепроницаемость. Еще одни критерий для выбора места под установку частотного регулятора – основание устройства. Если оно будет находиться в отдалении от электромагнитных полей, вибрационных нагрузок, оно может быть установлено на ровной, монолитной поверхности. Если же на него будут воздействовать различные сторонние нагрузки, понадобится опорное основание, отдельные элементы которого гасят вибрации, защищают частотник от воздействия электромагнитного излучения. Следующий параметр для установки – защит от температурных перепадов.
• Совместимость с электродвигателем по основным параметрам.
• Состояние сети.
• Проект для подключения.

Если преобразователь частоты будет устанавливаться в специальный шкаф, важно чтобы были соблюдены все технологические отступы, расстояние от других электроприборов. По отступам расстояние напрямую зависит от мощности оборудования. Чтобы отводить тепло от составных элементов регулятора, внутри шкафа устанавливаются вентиляторы.

Монтаж устройства

Основные условия монтажа частотного преобразователя:

1. Устройство должно быть установлено на заранее подготовленное основание. Оно должно быть ровным, монолитным.
2. Основание должно быть негорючим.
3. Место установки должно быть скрытым от воздействия прямых солнечных лучей.
4. Чтобы установить устройство, нужны соединительные провода, специальные инструменты, крепежные элементы, обжимы, автоматические выключатели.

Порядок установки

1. Изначально нужно внимательно изучить инструкцию к инвертору, которую прилагает производитель.
2. Руководствуясь советами компании производителя, подготовить комплект дополнительных устройств, крепежных, соединительных элементов.
3. Согласно инструкции, выполнить требуемые настройки оборудования. Важно не спешить, перепроверять места скрепления основных элементов.

Важно! После монтажа частотного преобразователя, нужно проверить все крепежи, наличие проводов без изоляции. Когда монтажные работы будут окончены, нельзя сразу запускать частотник.

Одна из распространенных ошибок – задействование автоматических механизмов, которые не рассчитаны на уровень потребления электрического двигателя, который используется в связке с частотным преобразователем. От этого будет поврежден весь механизм.

Настройка и подключение

По правильной схеме от производителей, по ходу подключения регулятора, должен быть установлен автоматический выключатель. Главное требование, применяемое к выключателю – он должен работать с такой силой тока, которая равна номинальному потреблению электрического мотора.

Автоматический выключатель рассчитан на определенное количество фаз. Выбор данного параметра зависит зависимо от частотного преобразователя:

1. Если частотный преобразователь однофазовый, автоматика понадобится одинарная. Подключение выполняется напрямую.
2. Если регулятор имеет 3 фазы, выключатель должен иметь общий рычаг. Он нужен для того, чтобы оборудование обесточилось во время короткого замыкания.

Во время настройки, важно соединить обмотки внутри электродвигателя. После этого к контактам электрического двигателя подключаются фазные провода. Выполняется данная процедура зависимо от схемы подключения частотного преобразователя.

Пульт управления

Управление частотником осуществляется через специальный пульт. Производитель поставляет его в комплекте с регулятором. Чтобы подключить панель управления, нужно воспользоваться инструкцией, которая прилагается к данному оборудованию. Когда монтаж пульта управления будет окончен, рукоять устанавливается в нулевое положение. После этого выдается команда RUN. Второй шаг – поворот рукоятки на минимальный возможный градус.

РИС №2. Пульт управления к частотному преобразователю

• При запуске электродвигателя в обратную сторону, нужно включить реверс с помощью частотного регулятора.
• При запуске электрического двигателя в правильную сторону, есть возможность изменения его скорости вращения. При этом важно знать, как данный параметр будет отображен на пульте управления устройством. Обозначение может быть в герцах или минутах. В герцах отображается питающее напряжение, а в минутах скорость вращательного движения электродвигателя.

Первый запуск

После того, как были подключены основные элементы между собой, выполнена общая проверка, можно приступать к дополнительным настройкам, пусконаладочным работам. Прежде чем выполнить первый запуск оборудования, необходимо выполнить ряд действий:

1. Отключить любые побочные команды на пульте управления.
2. Перед нажатием кнопки запуска двигателя, нужно проверить запустить ли кулеры, установленные в шкафу с частотником.
3. Случаются ситуации, когда частотный регулятор не определяет технические характеристики мотора в автоматическом режиме. В таком случае нужно задать их вручную.
4. Чтобы восстановить заводские настройки, нужно использовать команду, которую прилагает производитель. После ее ввода, необходимо перезапустить оборудование.

Проводить первый запуск нужно вручную. После включения, необходимо проверить работу двигателя в интервале возможных скоростей, направление движения рабочего вала.

Финишную настройку оборудования должен выполнить специалист отдела автоматизации. Она выполняется через частотный регулятор или панель управления. Если первый запуск получился успешным, проводится тестирование, вносятся требуемые корректировки.

Заказать преобразователь частоты PROSTAR PR6100 можно тут

Основы преобразователя частоты

Для достижения высокой эффективности, отличной управляемости и энергосбережения в приложениях, связанных с промышленными асинхронными двигателями, необходимо использовать системы регулируемых преобразователей частоты. Система преобразователя частоты в настоящее время представляет собой двигатель переменного тока, питаемый от статического преобразователя частоты. Современный преобразователь частоты отлично подходит для двигателей переменного тока и прост в установке. Однако одна важная проблема связана с несинусоидальным выходным напряжением. Этот фактор вызвал массу нежелательных проблем.Повышенные потери в асинхронном двигателе, шум и вибрация, пагубное воздействие на систему индукционной изоляции и выход из строя подшипников являются примерами проблем систем, связанных с преобразователями частоты. Повышенные индукционные потери означают снижение выходной мощности индукции для предотвращения перегрева. Лабораторные измерения показывают, что повышение температуры может быть на 40% выше при использовании преобразователя частоты по сравнению с обычными источниками питания. Постоянные исследования и совершенствование преобразователей частоты помогли решить многие из этих проблем.К сожалению, кажется, что решение одной проблемы акцентировало внимание на другой. Снижение потерь в индукции и преобразователе частоты ведет к увеличению вредного воздействия на изоляцию. Производители индукционных устройств, конечно, знают об этом. На рынке начинают появляться новые индукционные конструкции (инверторно-резистивные двигатели). Лучшая изоляция обмотки статора и другие конструктивные улучшения гарантируют, что асинхронные двигатели будут лучше адаптированы для применений с преобразователями частоты.

Введение
Одной из наиболее серьезных проблем асинхронного двигателя была сложность его адаптации к регулировке скорости.Синхронная скорость двигателя переменного тока определяется следующим уравнением.

n _s = 120 * f / p

n _с = синхронная скорость
f = частота электросети
p = номер полюса

Единственный способ отрегулировать скорость для данного количества полюсов – это изменить частоту.

Основной принцип
Теоретически основная идея проста, процесс преобразования стабильной частоты линии электропередачи в переменную частоту в основном выполняется в два этапа:

1. Источник переменного тока выпрямляется в постоянное напряжение.
2. Постоянное напряжение преобразуется в переменное напряжение желаемой частоты.

Преобразователь частоты в основном состоит из трех блоков: выпрямителя, звена постоянного тока и инвертора.

Различные типы преобразователей частоты
Инвертор источника напряжения PWM (VSI)
ШИМ (широтно-импульсная модуляция) широко применяется в промышленности преобразователей частоты. Они доступны от нескольких сотен ватт до мегаватт.

ШИМ-преобразователь не обязательно должен точно соответствовать нагрузке, ему нужно только убедиться, что нагрузка не потребляет ток, превышающий номинальный ток ШИМ-преобразователя. Вполне возможно запустить индукцию 20 кВт с преобразователем PWM на 100 кВт. Это большое преимущество, которое упрощает работу приложения.

В настоящее время преобразователь частоты ШИМ использует биполярный транслятор с изолированным затвором (IGBT). Современные преобразователи частоты с ШИМ работают очень хорошо и не сильно отстают от конструкций, использующих синусоидальный источник питания – по крайней мере, не в диапазоне мощностей до 100 кВт или около того.

Инвертор источника тока (CSI)
Инвертор источника тока представляет собой грубую и довольно простую конструкцию по сравнению с ШИМ. Он использует простые тиристоры или тиристоры в цепях питания, что делает его намного дешевле. Кроме того, он очень надежен. Конструкция обеспечивает защиту от короткого замыкания благодаря большим индукторам в звене постоянного тока. Он крупнее ШИМ.

Раньше инвертор источника тока был лучшим выбором для больших нагрузок. Недостатком инвертора источника тока является необходимость согласования с нагрузкой.Преобразователь частоты должен быть рассчитан на используемый асинхронный двигатель. Фактически, сама индукция является частью перевернутой цепи.

Инвертор источника тока подает на асинхронный двигатель ток прямоугольной формы. На низких скоростях индукция создает зубцовый момент. Этот тип преобразователя частоты будет создавать больше шума на источнике питания по сравнению с преобразователем PWM. Нужна фильтрация.

Сильные переходные процессы выходного напряжения являются дополнительным недостатком инвертора источника тока.В худших случаях переходные процессы могут почти в два раза превышать номинальное напряжение. Также существует риск преждевременного износа изоляции обмотки при использовании этого преобразователя частоты. Этот эффект наиболее серьезен, когда нагрузка не соответствует преобразователю частоты должным образом. Это может произойти при работе с частичной нагрузкой. Такой преобразователь частоты все больше теряет свою популярность.

Векторное управление потоком (FVC)
Управление вектором магнитного потока – это более сложный тип преобразователя частоты, который используется в приложениях, требующих экстремального управления.Например, на бумажных фабриках необходимо очень точно контролировать скорость и силу растяжения.

Преобразователь частоты FVC всегда имеет какую-то петлю обратной связи. Такой тип преобразователя частоты обычно не представляет особого интереса для насосов. Это дорого, и его преимуществами нельзя воспользоваться.

Влияние на двигатель
Индукция лучше всего работает при питании от источника чистого синусоидального напряжения. Чаще всего это происходит при подключении к надежному источнику питания от электросети.

Когда индукция подключена к преобразователю частоты, на него будет подаваться несинусоидальное напряжение – больше похоже на напряжение срезанной прямоугольной формы. Если мы подаем 3-фазную индукцию с симметричным 3-фазным квадратичным напряжением, все гармоники, кратные трем, а также четные числа будут исключены из-за симметрии. Но остались цифры 5, 7 и 11, 13 и 17, 19 и 23, 25 и так далее. Для каждой пары гармоник меньшее число вращается в обратном направлении, а большее число – в прямом.

Скорость асинхронного двигателя определяется основным числом, или числом 1, из-за его сильного доминирования. Что теперь происходит с гармониками?

С точки зрения гармоник кажется, что индукция заблокировала ротор, что означает, что скольжение для гармоник составляет приблизительно 1. Это не дает никакой полезной работы. В результате в основном возникают потери в роторе и дополнительный нагрев. В частности, в нашем приложении это серьезный исход. Однако с помощью современных технологий можно устранить большую часть гармоник в индукционном токе, тем самым уменьшив дополнительные потери.

Преобразователь частоты до
Самые ранние преобразователи частоты часто использовали простое прямоугольное напряжение для питания асинхронного двигателя. Они вызвали проблемы с нагревом, и индукция работала с типичным шумом, вызванным пульсацией крутящего момента. Намного лучшая производительность была достигнута, если просто исключить пятый и седьмой. Это было сделано за счет дополнительного переключения сигнала напряжения.

Преобразователь частоты сегодня
В наши дни эта техника стала более сложной, и большинство недостатков остались в прошлом.Разработка мощных полупроводниковых приборов и микропроцессора позволила адаптировать схему переключения таким образом, чтобы исключить большинство вредных гармоник.

Для преобразователей частоты среднего диапазона мощности (до нескольких десятков кВт) доступны частоты переключения до 20 кГц. Индукционный ток с этим типом преобразователя частоты будет почти синусоидальным.

При высокой частоте коммутации индукционные потери остаются низкими, но потери в преобразователе частоты увеличиваются.Общие потери увеличиваются при чрезмерно высоких частотах переключения.

Некоторые основы теории двигателя
Производство крутящего момента в асинхронном двигателе может быть выражено как

. T = V * τ * B [Нм]

V = Активный объем ротора [м ³ ]
τ = ток на метр окружности отверстия статора
B = Плотность потока в воздушном зазоре

B = пропорционально (E / ω) = E / (2 * π * f)

ω = угловая частота напряжения статора
E = индуцированное напряжение статора

Для достижения наилучших характеристик на различных скоростях становится необходимым поддерживать соответствующий уровень намагничивания для индукции для каждой скорости.

Диапазон различных характеристик крутящего момента показан на следующем рисунке. Для нагрузки с постоянным крутящим моментом соотношение V / F должно быть постоянным. Для нагрузки с квадратичным крутящим моментом постоянное отношение V / F приведет к чрезмерно высокой намагниченности при более низкой скорости. Это приведет к излишне высоким потерям в стали и потерям сопротивления (I ² R).

Лучше использовать квадратное отношение V / F. Таким образом, потери в стали и потери I ² R снижаются до уровня, более приемлемого для фактического момента нагрузки.

Если мы посмотрим на рисунок, то обнаружим, что напряжение достигло своего максимума и не может быть увеличено выше базовой частоты 50 Гц. Диапазон выше базовой частоты называется диапазоном ослабления поля. Следствием этого является невозможность поддерживать необходимый крутящий момент без увеличения тока. Это приведет к проблемам с нагревом того же типа, что и при нормальном пониженном напряжении от синусоидальной электросети. Скорее всего, будет превышен номинальный ток преобразователя частоты.

Работа в диапазоне ослабления поля
Иногда возникает соблазн запустить насос на частотах, превышающих частоту промышленной сети, чтобы достичь рабочей точки, которая в противном случае была бы невозможна. Это требует дополнительной осознанности. Мощность на валу насоса будет увеличиваться в кубе скорости. Превышение скорости на 10% потребует на 33% больше выходной мощности. Грубо говоря, можно ожидать, что повышение температуры увеличится примерно на 75%.

Тем не менее, есть предел тому, что мы можем выжать из индукции при превышении скорости.Максимальный крутящий момент индукции будет падать как функция 1 / F в диапазоне ослабления поля.

Очевидно, что индукция пропадет, если преобразователь частоты не сможет поддерживать ее с напряжением, которое соответствует необходимому крутящему моменту.

Снижение номинальных характеристик
Во многих случаях индукция работает на максимальной мощности от синусоидальной электросети, и любой дополнительный нагрев недопустим. Если такая индукция питается от какого-либо преобразователя частоты, то, скорее всего, она должна работать с меньшей выходной мощностью, чтобы избежать перегрева.

Нет ничего необычного в том, что преобразователь частоты для больших насосов мощностью более 300 кВт добавляет дополнительные индукционные потери в размере 25–30%. В верхнем диапазоне мощностей только некоторые преобразователи частоты имеют высокую частоту переключения: от 500 до 1000 Гц обычно для преобразователей частоты предыдущего поколения.

Для компенсации дополнительных потерь необходимо уменьшить выходную мощность. Мы рекомендуем общее снижение номинальных характеристик на 10–15% для больших насосов.

Поскольку преобразователь частоты загрязняет питающую сеть гармониками, энергокомпания иногда предписывает входной фильтр.Этот фильтр снижает доступное напряжение обычно на 5–10%. Следовательно, индукция будет работать при 90–95% номинального напряжения. Следствие – дополнительный обогрев. Может потребоваться снижение номинальных характеристик.

Пример
Предположим, что выходная мощность фактического двигателя насоса составляет 300 кВт при 50 Гц, а повышение температуры составляет 80 ° C при использовании синусоидальной электросети. Дополнительные потери в 30% приведут к нагреву на 30%. Консервативное предположение состоит в том, что повышение температуры зависит от квадрата мощности на валу.

Чтобы температура не превышала 80 ° C, необходимо уменьшить мощность на валу до

P _{пониженный} = √ (1 / 1,3) * 300 = 263 кВт

Уменьшение может быть достигнуто либо уменьшением диаметра рабочего колеса, либо снижением скорости.

Преобразователь частоты Потери
Когда определяется общий КПД системы преобразователя частоты, необходимо учитывать внутренние потери преобразователей частоты. Эти потери преобразователя частоты непостоянны, и их нелегко определить.Они состоят из постоянной части и части, зависящей от нагрузки.

Постоянные потери:
Потери на охлаждение (вентилятор охлаждения) – потери в электронных схемах и так далее.

Потери, зависящие от нагрузки:
Коммутационные потери и свинцовые потери в силовых полупроводниках.

На следующем рисунке показан КПД преобразователя частоты как функция частоты при кубической нагрузке для блоков мощностью 45, 90 и 260 кВт. Кривые характерны для преобразователей частоты в диапазоне мощностей 50–300 кВт; с частотой коммутации около 3 кГц и с IGBT второго поколения.

Влияние на изоляцию двигателя
Выходные напряжения современных преобразователей частоты имеют очень короткое время нарастания напряжения.

dU / dT = 5000 В / мкс – обычное значение.

Такой крутой скачок напряжения вызовет чрезмерное напряжение в изоляционных материалах индукционной обмотки. При малом времени нарастания напряжение в обмотке статора распределяется неравномерно. При синусоидальном источнике питания напряжение между витками индукционной обмотки обычно равномерно распределяется.С другой стороны, с преобразователем частоты до 80% напряжения будет падать на первом и втором витках. Поскольку изоляция между проводами является слабым местом, это может быть опасным для индукции. Короткое время нарастания также вызывает отражение напряжения в индукционном кабеле. В худшем случае это явление удвоит напряжение на индукционных клеммах. Индукция, подаваемая от преобразователя частоты на 690 вольт, может подвергаться воздействию напряжения до 1900 вольт между фазами.

Амплитуда напряжения зависит от длины индукционного кабеля и времени нарастания. При очень коротком времени нарастания полное отражение происходит в кабеле длиной от 10 до 20 метров.

Для обеспечения работы и длительного срока службы двигателя абсолютно необходимо, чтобы обмотка была адаптирована для использования с преобразователем частоты. Индукторы для напряжений выше 500 вольт должны иметь усиленную изоляцию. Обмотка статора должна быть пропитана смолой, обеспечивающей изоляцию без пузырьков или полостей.Тлеющие разряды часто начинаются вокруг полостей. Это явление в конечном итоге приведет к разрушению изоляции.

Есть способы защитить двигатель. Помимо усиленной системы изоляции, может потребоваться установка фильтра между преобразователем частоты и индукцией. Такие фильтры можно приобрести у большинства известных поставщиков преобразователей частоты.

Фильтр обычно замедляет время нарастания напряжения с

dU / dT = 5000 В / мкс до 500-600 В / мкс

Выход из строя подшипника
Поломка вращающегося оборудования часто может быть связана с выходом из строя подшипников.Помимо чрезмерного нагрева, недостаточной смазки или усталости металла, электрический ток через подшипники может быть причиной многих загадочных поломок подшипников, особенно при больших индукциях. Это явление обычно вызвано несимметрией в магнитной цепи, которая индуцирует небольшое напряжение в структуре статора, или током нулевой последовательности. Если потенциал между конструкцией статора и валом становится достаточно высоким, через подшипник будет происходить разряд.Небольшие электрические разряды между телами качения и дорожкой качения подшипника в конечном итоге могут повредить подшипник.

Использование преобразователей частоты увеличивает вероятность отказа подшипников такого типа. Технология переключения современного преобразователя частоты вызывает ток нулевой последовательности, который при определенных обстоятельствах проходит через подшипники.

Самый простой способ вылечить эту проблему – поставить преграду для тока. Обычный метод заключается в использовании подшипника с изолирующим покрытием на наружном кольце.

Выводы
Использование преобразователя частоты не означает беспроблемного использования. Множество вопросов, на которые необходимо обратить внимание при проектировании. Будет ли необходимо, например, ограничивать доступную мощность на валу для предотвращения чрезмерного нагрева? Во избежание этой проблемы может потребоваться работа с более низкой выходной мощностью.

Будет ли изоляция асинхронного двигателя сопротивляться воздействию инвертора? Нужна ли фильтрация? Современные эффективные инверторы оказывают пагубное влияние на изоляцию из-за высокой частоты переключения и короткого времени нарастания напряжения.

Какую максимальную длину кабеля можно использовать без полного отражения напряжения? Амплитуда напряжения зависит как от длины кабеля, так и от времени нарастания. При очень коротком времени нарастания полное отражение будет происходить в кабелях длиной от 10 до 20 метров.

Можно ли использовать изолированные подшипники, чтобы ток нулевой последовательности не попал в подшипники?

Только когда мы решим все эти вопросы, мы сможем принимать правильные решения относительно использования преобразователя частоты.

Оптимизированная работа с преобразователями частоты

Для многих типов приложений точное управление скоростью и крутящим моментом имеет решающее значение в повседневной работе. Например, точное управление скоростью может быть необходимо для адаптации конвейерной ленты к остальному процессу, а возможность регулировки производительности насоса может обеспечить значительную экономию энергии. В то же время возможность управления скоростью может улучшить рабочую среду за счет гашения шума и вибрации и уменьшения механической нагрузки на двигатель.

Преобразователь частоты, также называемый ЧРП (частотно-регулируемый привод), часто оказывается оптимальным решением для регулирования скорости приложения, приводимого в действие электродвигателем. Преобразователь частоты преобразует переменный ток из сети в постоянный, а затем обратно в переменный ток с регулируемой частотой и напряжением, что позволяет двигателю работать с желаемым крутящим моментом и числом оборотов.

Экономия энергии до 50 процентов

При использовании преобразователя частоты обычно достигается лучшее и более эффективное управление, чем при гидравлическом или механическом регулировании.Вместо того, чтобы двигатель работал на полную мощность и использовал такое оборудование, как клапаны или зубчатые передачи для управления скоростью и крутящим моментом, двигатель, подключенный к преобразователю частоты, потребляет ровно столько энергии, сколько требуется для процесса. В определенных типах применений, таких как центробежные вентиляторы и насосы, это может обеспечить экономию энергии почти на 50 процентов.

«Например, более энергоэффективно управлять центробежным насосом путем регулирования оборотов двигателя с помощью преобразователя частоты, чем использование клапанов для регулирования объема жидкости.В то же время это приводит к меньшему износу, а преобразователь также может обеспечить более мягкий пуск и остановку в качестве альтернативы устройству плавного пуска », – говорит Клаус Балле Томсен, менеджер по продукции Hoyer Drives & Controls.

Соединительная линия для интеллектуального управления

Еще одним важным преимуществом преобразователей частоты является то, что они могут быть адаптированы для сбора таких данных, как температура и вибрации двигателя, с помощью датчиков. Их можно использовать для контроля состояния двигателя и создания возможностей для более интеллектуального управления приложениями и профилактического обслуживания.Это также позволяет отслеживать работу через облачное решение и, в некоторых случаях, устранять неполадки, не присутствуя физически в производственной среде.

«На вашем ноутбуке можно получать такую ​​информацию, как часы работы и показания энергии, которые, например, можно использовать для диагностики изношенного оборудования за счет увеличения энергопотребления. Таким образом можно предотвратить выход из строя приложения, которое необходимо обслуживать раньше, чем планировалось, и отложить обслуживание приложений, находящихся в хорошем состоянии.Преобразователь также может изменить направление вращения двигателя и тем самым освободить заблокированный насос, если что-то застряло в корпусе насоса. Все эти функции могут помочь улучшить время безотказной работы », – объясняет Клаус Балле Томсен.

Обращение к источникам шума

Преобразователь частоты может быть встроен в двигатель (см. Видео) или подключен через кабель. Во время установки важно учитывать множество различных проблем. Преобразователь частоты может, среди прочего, создавать различные типы помех, акустический шум, гармонические помехи в сети и шум ЭМС, также называемый электромагнитной совместимостью, который может влиять на радиооборудование и передачу данных.

«Помехи от преобразователя частоты следует ограничивать с помощью фильтров и экранированных кабелей, чтобы установка соответствовала требованиям ЭМС. По этой причине при выборе преобразователей частоты всегда следует обращаться за профессиональной консультацией. Сервисный выключатель для механического обслуживания может, например, быть встроен в преобразователь, чтобы избежать типичного источника неисправности ЭМС и, в то же время, добиться экономии затрат на установку. Со стороны Хойера мы можем предоставить рекомендации по правильному экранированию и снабдить двигатель соответствующими фильтрами ЭМС, чтобы он был готов к правильному подключению вместе с преобразователем частоты », – говорит Клаус Балле Томсен.

Hoyer Drives & Controls – факты

• С созданием компании Hoyer Drives & Controls компания Hoyer Motors теперь может предложить комплексное решение, охватывающее как двигатель, так и преобразователь частоты.
• Предлагаются решения с комбинированным двигателем и частотно-регулируемым приводом от 0,37 до 1800 кВт.
• Основное внимание уделяется OEM-решениям, в которых частотно-регулируемый привод либо интегрирован с двигателем, либо поставляется как отдельный автономный блок с высокими классами защиты (IP), либо устанавливается в шкаф.
• Hoyer Motors работает с ведущими производителями преобразователей частоты, такими как Schneider Electric и Kostal Inveor.Предлагаются отраслевые решения.

Узнайте больше о Hoyer Drives & Controls здесь.

Электропривод с преобразователем частоты, LC-фильтром и длинным кабелем …

Контекст 1

… Цель этого фильтра – сглаживание токов и напряжений, подаваемых двигателем, и устранение нежелательных высокочастотных гармоник, которые результаты высокой частоты переключения транзисторов. На выходе фильтра напряжение имеет синусоидальную форму.С LC-фильтром можно использовать длинное кабельное соединение с двигателем – Рис. …

Контекст 2

… мГн LσM1 0,7 мГн, где L1, C1, RC и M1 обозначены в Рис. 1, R1 – сопротивление дросселей L1 и M1, а LσM1 – индуктивность рассеяния M1 …

Context 3

… использовался экспериментальный выходной фильтр инвертора с параметрами, представленными в таблице I. Исследования предложенного метода управления проводились для привода с асинхронным двигателем с параметрами, представленными в таблице II.На рис. 10 представлены результаты моделирования для полной бессенсорной системы управления. Без предложенной модификации бессенсорное управление асинхронным двигателем по принципу MMB не могло работать с LC-фильтром. Когда предложенная модификация в процедуру управления и наблюдателя была добавлена, управление с обратной связью …

Контекст 4

… Рис. 10 ступенчатое изменение двигателя и реверс скорости для двигателя без нагрузки представлен. После изменения скорости изменяется момент нагрузки.Переменная MMB x 11, равная механической скорости двигателя, была измерена, но не использовалась в системе управления. Расчетная скорость была рассчитана правильно, за исключением изменения направления скорости …

Context 5

… Использовалась микропроцессорная плата управления испытательного стенда типа SH65L с цифровым сигнальным процессором с плавающей запятой ADSP21065L и программируемой схемой EPF6016QC – Рис. . …

Контекст 6

… На рис. 12-15 представлены результаты эксперимента…

Контекст 7

… Рис. 12 Система тестировалась при увеличении и уменьшении заданной скорости и при изменении потока двигателя. На рис. 13 для постоянной скорости двигателя поток двигателя был уменьшен и увеличен вдвое. На рис. 14 был изменен момент нагрузки. И на рис. 15 результаты реверса двигателя следующие:

Контекст 8

… Рис. 12 Система была протестирована во время увеличения и уменьшения заданной скорости и во время изменения магнитного потока двигателя.На рис. 13 для постоянной скорости двигателя поток двигателя был уменьшен и увеличен вдвое. На рис. 14 был изменен момент нагрузки. …

Контекст 9

… Рис. 12 Система тестировалась при увеличении и уменьшении заданной скорости и при изменении потока двигателя. На рис. 13 для постоянной скорости двигателя поток двигателя был уменьшен и увеличен вдвое. На рис. 14 был изменен момент нагрузки. И на рис. 15 результаты реверса двигателя следующие …

Контекст 10

… Рис. 12 Система испытывалась при увеличении и уменьшении заданной скорости и при изменении потока двигателя. На рис. 13 для постоянной скорости двигателя поток двигателя был уменьшен и увеличен вдвое. На рис. 14 был изменен момент нагрузки. На рис. 15 показаны результаты реверса двигателя …

WÄRTSILÄ Энциклопедия морских и энергетических технологий

Преобразователь

Цепь, которая преобразует переменный ток в постоянный или из постоянного в переменный, или действует как преобразователь частоты переменного тока.В современных системах электропривода, в которых требуется регулирование скорости электродвигателя, используются преобразователи питания. Эти преобразователи адаптируют напряжение и частоту источника питания к электродвигателю в соответствии с требуемой скоростью электродвигателя. Основные компоненты преобразователей – диоды, транзисторы и тиристоры.

– Циклопреобразователь – Циклопреобразователь – это одноступенчатый (AC-AC) преобразователь, который преобразует переменный ток с постоянной частотой непосредственно в переменный ток с изменяющейся частотой, как это требуется для желаемой скорости двигателя.

Циклопреобразователи используются для питания и регулирования скорости синхронных двигателей. Скорость двигателя регулируется путем изменения частоты источника питания двигателя и обеспечивает полный крутящий момент в диапазоне скоростей в любом направлении. Поскольку циклоконвертеры производят относительно низкие частоты, они больше связаны с низкоскоростными двигателями с прямым приводом.

– Широтно-импульсная модуляция (PWM ) преобразователь – ШИМ-преобразователь имеет процесс двойного преобразования (AC-DC-AC) и использует звено постоянного тока.Преобразователи ШИМ используются для питания и управления скоростью асинхронных двигателей. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) использует выпрямитель для создания постоянного напряжения так же, как и синхронный преобразователь. На стороне инвертора он использует принудительную коммутацию, чтобы дать серию импульсов общего напряжения, как положительного, так и отрицательного. Таким образом, выходное напряжение может быть приближено к переменному току, в то время как изменение количества и ширины импульсов может увеличивать или уменьшать частоту. Что касается морских силовых установок, они находятся в нижней части диапазона мощности (до 8 МВт), и по мере увеличения частоты выходная волна становится все более искаженной.

– Синхропреобразователь – Синхропреобразователь – это преобразователь переменного тока в постоянный и переменный ток: он преобразует трехфазный переменный ток с постоянным напряжением и частотой в постоянный ток с переменным напряжением, а затем снова в трехфазный переменный ток с изменяющимся напряжением и изменяющейся частотой. частота. Его можно использовать только в сочетании с синхронным двигателем. Чтобы увеличить скорость двигателя, ток увеличивается, что создает более высокие магнитные силы и крутящий момент. Это, в свою очередь, заставляет ротор двигаться быстрее, что быстрее переключает тиристоры, увеличивая частоту переменного тока до тех пор, пока не будет достигнута требуемая скорость.

Синхропреобразователи могут создавать частоты выше 100 Гц и подходят для высокоскоростных двигателей.

Как выбрать преобразователь частоты

Преобразователь частоты может помочь вам изменить 60 Гц на 50 Гц, а также может повысить напряжение с 110 В до 220 В с помощью внутреннего повышающего трансформатора, и наоборот. Перед покупкой преобразователя частоты лучше понять, с какими нагрузками он будет связан. Существует пять распространенных форм нагрузки: 1, резистивная нагрузка; 2, индуктивная нагрузка; 3, емкостная нагрузка: 4, выпрямительная нагрузка; 5 – регенеративная нагрузка; 6, смешанные загрузки.Подбирать мощность преобразователя частоты следует в зависимости от грузоподъемности и типа.

Выбор мощности преобразователя частоты

Преобразователи частоты серии

GoHz HZ-50 и HZ-60 не имеют особых требований к типам нагрузки, они могут использоваться для резистивных, индуктивных, емкостных, выпрямительных и смешанных нагрузок. Технические параметры проверены на основе стандартных условий номинальной резистивной нагрузки, преобразователь частоты может работать в течение длительного времени в этих условиях.Но, учитывая колебания напряжения в электросети, пусковой ток и факторы кратковременной перегрузки, мы должны сохранить соответствующий запас при выборе мощности преобразователя частоты. Вот несколько рекомендаций от производителей:

Активная нагрузка : допустимая мощность = 1,1 × допустимая мощность нагрузки.

RC-нагрузка : мощность = 1,1 × полная мощность нагрузки.

Нагрузка двигателя : Пусковой ток двигателя составляет прибл.В случае жесткого пуска (прямого пуска) в 5-7 раз больше номинального тока, время пуска обычно в пределах 2 секунд. Перегрузочная способность преобразователя частоты обычно составляет 200% в течение нескольких миллисекунд, прежде чем он сработает защиту от перегрузки. Поэтому, учитывая пусковую мощность, рекомендуется выбирать мощность преобразователя частоты, в 6 раз превышающую мощность двигателя, если двигатель запускается с трудом, что означает, что номинальный ток преобразователя должен быть выше пускового тока нагрузки.В противном случае лучше установить на двигатель устройство плавного пуска или частотно-регулируемый привод.

Нагрузка выпрямителя : входная цепь включает выпрямительный диод (или тиристор) и конденсаторы фильтра, если входная цепь не имеет устройства плавного пуска, нагрузка может рассматриваться как короткое замыкание во время замыкания входного переключателя, которое будет генерировать сильный ударный ток для срабатывания максимальной токовой защиты преобразователя частоты. Если часто возникает большой пусковой ток, это также повлияет на цепь нагрузки.Следовательно, входная цепь нагрузки выпрямителя должна принимать меры плавного пуска для ограничения пускового тока.

Поскольку ток нагрузки выпрямителя является импульсным, пик-фактор тока составляет до 3–3,5 раз, поэтому он будет влиять на форму выходного напряжения в долгосрочной перспективе, влияние зависит от пик-фактора тока нагрузки. Обычно, когда текущий пик-фактор> 2:00, выберите допустимую мощность преобразователя частоты по следующей формуле: Допустимая мощность = пик-фактор тока нагрузки / 2 × полная мощность нагрузки .

Рекуперативная нагрузка : например, реверсивный двигатель, нагрузки двигателя с регулируемой скоростью, во время реверсирования двигателя будет высокая обратная ЭДС, что может легко повредить преобразователь частоты, пожалуйста, укажите это перед заказом преобразователя частоты для таких нагрузок.

Смешанная нагрузка : при выборе подходящего преобразователя частоты учитывайте долю мощности каждой нагрузки.

Напряжение и частота преобразователя частоты
Заводское значение входного напряжения по умолчанию: 220 В для однофазного, 380 В для трехфазного, 50 Гц или 60 Гц.Если вам необходимо изменить входное напряжение преобразователя частоты или у вас есть особые требования, укажите это при заказе.

Купить преобразователь частоты на ГГц, 1 кВА, 5 кВА …

Подключение частотно-регулируемого привода (ЧРП) к трехфазному двигателю

Преобразователи частоты (VFD) – один из наиболее эффективных методов управления двигателями, которые предназначены для работы на одной скорости. В зависимости от частотно-регулируемого привода и способа его установки, частотно-регулируемый привод работает от одно- или трехфазного входа, а выходное напряжение соответствует желаемому напряжению.Поскольку двигатели обычно проектируются с одной рабочей скоростью, для изменения скорости двигателя требуется частотно-регулируемый привод.

Блог по теме: Можно ли использовать частотно-регулируемый привод (ЧРП) на однофазном двигателе?

Общие сведения о частотно-регулируемом приводе

Существует уровень управления между функциями ввода и вывода VFD. Панель управления действует как интерфейс, который преобразует входной переменный ток в постоянный ток, а затем имитирует выход переменного тока, используя процесс преобразования, известный как широтно-импульсная модуляция или ШИМ.Поскольку выходной сигнал регулируется частотно-регулируемым приводом, входная мощность не обязательно должна соответствовать желаемой выходной мощности.

ЧРП и однофазный вход

Нет необходимости иметь трехфазный электрический вход для работы трехфазного двигателя с частотно-регулируемым приводом. Электроника частотно-регулируемого привода будет увеличивать однофазный ток в процессе преобразования. Для этого входная мощность сначала преобразуется в постоянный ток с помощью диодов, а затем преобразуется в желаемый выходной ток с помощью конденсаторов и диодов, которые создают импульсную мощность, имитирующую переменный ток.Трехфазный двигатель просто подключается к соответствующим выходным разъемам частотно-регулируемого привода. Соответствующее входное напряжение не влияет на выходное напряжение.

ЧРП и трехфазный вход

Когда используется трехфазный вход, проводка должна проходить через инвертор для получения постоянного тока. Подключение аналогично однофазному входу, за исключением того, что несколько выводов перевернуты. Механическое действие VFD остается прежним, а выходным сигналом управляет VFD.Чтобы избежать осложнений и уменьшить количество ошибок, обратитесь за помощью к профессиональной профессиональной моторной и контрольной компании в процессе установки.

Независимо от входного напряжения двигателя, требуется профессиональная установка. Компания Mader Electric имеет более чем 30-летний опыт работы с двигателями, насосами и конвейерами большой мощности в регионе Юго-Западной Флориды. Наши обученные специалисты готовы установить или устранить неполадки в ваших системах с двигателями мощностью до 4000 лошадиных сил.

Блог по теме: частотно-регулируемый привод (ЧРП) Часто задаваемые вопросы

Преобразователи частоты

и частотные преобразователи

Базовая система частотно-регулируемого привода состоит из интерфейса оператора, контроллера и двигателя переменного тока. Однако в последние годы, когда электрические приложения стали более сложными и запутанными, в отличие от привода с регулируемой скоростью, привод с регулируемой частотой обладает способностью оптимально управлять направлением и скоростью двигателя, что приводит к высокопроизводительным результатам.В Schneider Electric India мы предлагаем ряд приводов с регулируемой скоростью и частотно-регулируемых приводов, которые регулируют скорость двигателя в течение его рабочего цикла, что дает вам полный контроль над приложениями вашего электродвигателя. Приводы с регулируемой скоростью увеличивают срок службы ваших двигателей и обеспечивают энергоэффективность за счет плавного разгона электродвигателей. Откройте для себя нашу серию преобразователей частоты и частотно-регулируемых приводов Altivar, разработанных для удовлетворения отраслевых потребностей наших клиентов. Altivar – один из наших популярных приводов с регулируемой скоростью, в который входят Altivar 61 Plus, Altivar 312, Altivar 312 Solar и многие другие.Все они имеют широкую сферу применения. Кроме того, мы предлагаем исключительные услуги, чтобы помочь нашим клиентам оптимизировать эксплуатационные расходы и продлить срок службы установленной базы. Изучите системы частотно-регулируемых приводов Schneider Electric, чтобы получить доступ к широкому спектру тщательно протестированных и готовых к подключению решений по управлению двигателями, будь то компактные, предварительно спроектированные системы или даже комплексные решения, разработанные по индивидуальному заказу. Эти решения разработаны на высшем уровне качества; созданы в соответствии с вашими потребностями и безопасны для эксплуатации в условиях полной нагрузки.Проще говоря, частотно-регулируемый привод регулирует скорость вращения электродвигателей, которые приводят в действие вентиляторы, насосы и другие компоненты фабрик, заводов и зданий.