Схема подключения частотного преобразователя: звезда – треугольник
Перейти в каталог продукции: Частотные преобразователи
Для управления трехфазным асинхронным двигателем применяются частотные преобразователи (инверторы), рассчитанные на однофазное или трехфазное входное напряжение. Инверторы обеспечивают возможность мягкого запуска двигателя и регулировки частоты оборотов, защиту от перегрузок. Кроме этого, частотник позволяет подключать трехфазные двигатели к однофазным сетям без потерь мощности. Преобразователи частоты трансформируют напряжение электросети частотой 50 Гц в импульсное с частотой от 0 Гц до 1 кГц.
Внимание: представленная схема является общей. При подключении используйте схему из инструкции по эксплуатации!
Однофазные преобразователи частоты рассчитаны на входное напряжение 1 фаза 220 В и на выходе формируют трехфазное напряжение 220 В заданной частоты. Иными словами, однофазный инвертор обеспечивает трехфазное питание асинхронного двигателя от бытовых электросетей. При использовании однофазных частотных преобразователей, в клеммной коробке двигателя, клеммы подключают по схеме «треугольник» (Δ). При подключении трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети 220 В, при использовании конденсаторной схемы, неизбежна большая потеря мощности. В то время как, при пользовании однофазного частотного преобразователя, подключаемого в двигателю по схеме «треугольник» (Δ), потерь мощности не происходит.
Более совершенные трехфазные преобразователи частоты работают от промышленных трехфазных сетей с напряжением 380 В, 50 Гц. Частота напряжения на выходе – от 0 Гц до 1кГц. Трехфазные инверторы подключают по схеме «звезда» (Y).
Трехфазный частотный преобразователь подключают асинхронному двигателю по схеме звезда:
Однофазный частотный преобразователь подключают асинхронному двигателю по схеме треугольник:
Для ограничения пускового тока и снижения пускового момента при пуске асинхронного двигателя мощностью более 5 кВт может применяться метод переключения «звезда-треугольник». В момент пуска напряжение на статор подключается по схеме «звезда», как только двигатель разгонится до номинальной скорости, производится переключение питания на схему «треугольник». Пусковой ток при переключении втрое меньше, чем при прямом пуске двигателя от сети. Этот метод пуска оптимально подходит для механизма с большой маховой массой, если нагрузка набрасывается после разгона.
Способ пуска переключением «звезда-треугольник» можно использовать только для двигателей, имеющих возможность подключения по обеим схемам. При пуске наблюдается уменьшение пускового момента на треть от номинального. Если переключение произойдет до того, как двигатель разгонится, ток увеличится до значений, соответствующих току прямого пуска.
При пуске переключением «звезда-треугольник» неизбежны резкие скачки токов, в отличие от плавного нарастания при прямом пуске. В момент переключения на «треугольник» на двигатель не подается напряжение и скорость вращения может резко снизится. Для восстановления частоты оборотов требуется увеличение тока.
Перейти в каталог продукции: Частотные преобразователи
Как подключить частотный преобразователь к электродвигателю — основные этапы
19395
Частотный преобразователь — это высокотехнологичный прибор с широкими возможностями. Подключение частотного преобразователя помогает автоматизировать различные производственные процессы, получить существенную экономию электроэнергии и заметно продлить ресурс оборудования.
Микропроцессорная база и встроенные компьютерные технологии делают прибор очень гибким по функционалу. Выбор комбинаций огромен, но для начала частотный преобразователь необходимо правильно подключить и настроить.
Установка частотника
Ошибки при подключении двигателя через частотный преобразователь способны значительно снизить срок его жизни и даже вывести электропривод из строя при первом же запуске. Важным этапом ввода в эксплуатацию является выбор предполагаемого места установки преобразователя. Необходимо учитывать комплекс условий, в числе которых:
- Возможности питающей линии.
- Диапазон рабочих температур.
- Влажность.
- Вибрации.
- Наличие агрессивных сред (какой класс защиты IP требуется).
Частотник можно монтировать вдали от электродвигателя. Но есть нюансы с длиной кабеля. Чтобы избежать появления эффекта отраженной волны, перенапряжения и коронного заряда, длину питающего кабеля следует ограничить. При периоде ШИМ от 0,3 мс — не более 45 м, при ШИМ 0,1 мс — не более 16 м.
Если двигатель специально предназначен для работы совместно с преобразователем, то длина кабеля может быть любой. Например, двигатели, сертифицированные по стандарту NEMA Standart MG-1. Двигатель для ПЧ должен быть оснащен изоляцией класса F или выше, а также иметь фазовую изоляцию. Также, чтобы избежать нежелательных явлений при большой длине кабеля, можно установить сглаживающие реакторы и фильтры сразу после ПЧ и непосредственно перед электродвигателем.
Подключение частотного преобразователя к электродвигателю следует производить строго по инструкции производителя. Особенно внимательно нужно отнестись к подключению силовой части. Перед прибором необходимо установить автоматический выключатель, работающий с током ≥ номинальному потребляемому току электродвигателя. Входные клеммы должны быть подключены только к фазам питающей сети (заземление только к заземляющему контуру), а выходные клеммы — к питаемому электродвигателю. В компании «Веспер» разработаны наглядные схемы и даны подробные инструкции к каждой модели. Например, схема подключения частотного преобразователя «Веспер E4-8400»:
Сетевые технологии для управления
Настройка частотника и программирование режимов работы осуществляется непосредственно с панели управления, выносного пульта или, что наиболее удобно, с помощью компьютера. Операционное место может находиться за многие километры от ПЧ, для этого необходимо воспользоваться сетевыми технологиями.
Для совместной работы электродвигателя и системы автоматического управления используются различные протоколы передачи данных. Наибольшее распространение получил протокол связи Modbus с интерфейсом RS-485. Передача управляющего сигнала в линиях RS-485 осуществляется по проводу. Даже если сразу не требуется включать частотник в систему удаленного управления, на перспективу такой вариант подключения следует предусмотреть и заранее запланировать место, где удобнее проложить магистраль и подключиться к сети.
ПЧ — органы управления
Преобразователи «Веспер» оборудованы панелью с информационным ЖК-дисплеем и набором для управления и проведения пусконаладки. В зависимости от модели ПЧ, дисплеи могут отличаться количеством строчек. На дисплей прибора можно выводить данные о текущем состоянии параметров.
Для большего удобства и реализации более сложных систем управления через аналоговые и дискретные (релейные, транзисторные) выходы можно подключить выносной ДУ-пульт. А через линию интерфейсной связи — ПК (ноутбук или стационарный).
Ноутбук можно использовать в режиме осциллографа — для наблюдения за изменениями параметральных величин в реальном времени. В таком случае также необходимо заранее подготовить место с изолированной поверхностью и предусмотреть возможность работы ноутбука от батареи.
Настройка перед запуском
Частотные преобразователи — сложные компьютеризированные устройства со множеством функций и настроек. Чтобы облегчить и ускорить ввод прибора в эксплуатацию, на заводе уже проведены базовые настройки. При этом многие параметры «по умолчанию» могут быть оптимальными для решения поставленных задач.
В дополнение к базовым настройкам, преобразователи «Веспер» поддерживают функцию автонастройки — идентификационный пуск. В этом режиме ПЧ до запуска двигателя или уже у работающего двигателя автоматически определяет параметры обмоток.
Перед запуском также необходимо проверить и задать стартовый набор параметров:
- Характеристики управляемого двигателя — напряжение, мощность, рабочий диапазон частоты вращения (эти параметры можно посмотреть в технической документации или на шильдике двигателя).
- Канал задания — указать, из какого источника ПЧ следует брать задания (панель управления, дискретные/аналоговые выходы, удаленный интерфейс).
- Канал управления — указать, откуда будут поступать управляющие команды (запуск/остановка). В качестве управляющего канала можно выбрать: панель управления, дискретные/аналоговые выходы, удаленный интерфейс.
- Схема преобразования — если нет опыта, эту настройку лучше не менять, оставить по умолчанию.
Строго следуя инструкции и обладая базовыми знаниями, можно самостоятельно разобраться с тем, как подключить частотный преобразователь к электродвигателю. Но если нет желания или времени во все вникать — поручите это высококвалифицированным сотрудникам «Веспер». Они проведут пусконаладочные работы быстро и профессионально.
Видео
Вступительный фильм о типовых примерах применения преобразователей частоты Веспер. В видеоролике показаны преимущества использования частотно-регулируемого электропривода по отношению к другим типам приводов. Коротко представлена продукция нашей компании и география ее использования.
Схема преобразователя частоты в напряжение
Преобразователь частоты в напряжение преобразует частоты или импульсы в пропорциональный электрический выходной сигнал, такой как напряжение или ток. Это важный инструмент для электромеханических измерений, когда происходят повторяющиеся события. Таким образом, когда мы подаем частоту на схему преобразователя частоты в напряжение, она обеспечивает пропорциональный выход постоянного тока. Здесь мы используем KA331 IC для построения схемы преобразователя частоты в напряжение 9.0004 .
KA331 ICKA331 представляет собой преобразователь напряжения в частоту, который используется для создания простого недорогого аналого-цифрового преобразователя, но его также можно использовать в качестве преобразователя частоты в напряжение. 8-контактная микросхема DIP может работать в широком диапазоне частот от 1 Гц до 100 кГц. Он также имеет широкий диапазон напряжения питания от 5В до 40В. KA331 является аналогом популярного LM331. LM331 также можно использовать в этой цепи F-V.
Ниже представлена схема контактов и внутренняя схема KA331 взято из техпаспорта,
Необходимый материал
- KA331 IC – 1шт
- .01мкФ керамический конденсатор – 1шт
- керамический конденсатор 470 пФ – 1 шт.
- 1 мкФ Электролитический конденсатор на 16 В
- Резистор 10 кОм с рейтингом стабильности 1% MFR – 2 шт.
- Резистор 100 кОм с рейтингом стабильности 1% MFR – 2 шт.
- Резистор 68k с рейтингом стабильности 1% MFR – 1шт
- Резистор 6,8 кОм с рейтингом стабильности 1% MFR – 1 шт.
- Макет
- Блок питания 15 В
- Одножильный провод
- Генератор частоты или функциональный генератор для проверки всей цепи.
Принципиальная схема
Работа цепи преобразования частоты в напряжение
Основным компонентом схемы является KA331. Вход схемы подключен через конденсатор С1 емкостью 470 пФ, который далее подключен к пороговому выводу КА331 (вывод 6). Резисторы R3 и R4 образуют цепь делителя напряжения, которая подключена к выводу 7 компаратора KA331. Конденсатор C3 и резистор R5 представляют собой RC-таймер, который обеспечивает необходимые колебания на выводе 5. Резистор R2 обеспечивает опорный ток на выводе 2. Цепь питается напряжением 15 В, которое подключается к выводу 8 KA331.
Для расчета выходного напряжения схемы используется формула –
Vout = f вход x опорное напряжение x (R L /R S ) x (R t x C t )
Где f вход — частота, R L — нагрузочный резистор, R S — резистор источника тока, R t и C t — резистор и конденсатор RC-генератора.
Следовательно, для нашей схемы формула будет –
Vout = F Вход x Опорное напряжение x (R 6/R 2 ) x (R 5 x C 3 )
По словам DataSheet, REEGHT Voltage of KA333319 . составляет 1,89 В
Vout = 500 x 1,89 x (100k/100k) x (6,8k x 0,001 мкФ) Vвых = 500 х 1,89 х 1 х (6800k х 10 -8 ) Vout = 0,064 В или 64 мВ
Таким образом, при подаче на цепь частоты 500 Гц схема обеспечивает выходное напряжение 64 мВ.
Здесь мы построили схему на макетной плате .
Проверка цепи «частота-напряжение»
Для проверки цепи используются следующие инструменты –
- Стендовый блок питания Scientific PSD3205.
- Функциональный генератор Metravi FG3000.
- Мультиметр UNI-T UT33D.
Схема построена с использованием 1% металлопленочных резисторов, и допуски конденсаторов не учитываются. Во время тестирования температура в помещении составляла 22 градуса Цельсия.
Для проверки схемы блок питания стенда устанавливается на выход 15 В.
Функциональный генератор выдает примерно 500 Гц в виде выходного сигнала прямоугольной формы.
Для тех, у кого нет доступа к функциональному генератору, схема таймера может быть построена с использованием классической ИС LM555 или Arduino также может быть использована для создания функционального генератора. Однако приложение для Android также может работать там, где сигналы генерируются через выход для наушников.
Мультиметр подключен к выходу, и диапазон выбран как милливольт.
На выходе мультиметра отображается рассчитанное значение. 9Схема 0003 выдает на выходе 64 мВ, когда на вход подается прямоугольная волна с частотой 500 Гц.
Подробное рабочее видео приведено в конце, где даны несколько входов и выходное напряжение изменено в соотношении с входным напряжением.
Усовершенствования
Эта схема преобразователя частоты в напряжение может быть построена на печатной плате для повышения точности. Критической частью схемы является RC-генератор. RC-генератор должен быть размещен на близком расстоянии от микросхемы KA331. На большом расстоянии медная дорожка может дрейфовать колебание, так как она добавляет дополнительное сопротивление, а также вносит вклад в паразитную емкость. Также требуется правильная заземляющая плоскость.
Приложения
Преобразователь частоты в напряжение используется в измерениях и контрольно-измерительных приборах, например, тахометр использует преобразователь частоты в напряжение для расчета скорости двигателя. Различные виды измерительных приборов, спидометры также используют эту технику.
Схема преобразователя напряжения в частоту с использованием CA3130
, автор: Apichet Garaipoom
Это схема преобразователя напряжения в частоту, в которой используются микросхемы операционных усилителей CA3130. На выходе линейность изменения очень хорошая до 0,5%. Кроме того, они имеют температурный коэффициент менее 0,01 % на градус Цельсия.
Как работает преобразователь напряжения в частоту
Похожие сообщения
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Как работает преобразователь напряжения в частоту
На схеме ниже. IC1 действует как генератор частоты. Он управляется напряжением. Предположим, сначала выходное напряжение IC1 равно +15В. Затем C1 заряжает ток через D3, R4 и VR1. С постоянным значением, равным (R4 + VR1) C1.
До тех пор, пока напряжение на инвертирующем входе IC1 не превысит напряжение на неинвертирующем входе. Какие три резистора R1, R2 и R3 устанавливают напряжение на неинвертирующем выводе. Теперь выход IC1 меняется на 0 вольт. Но падение напряжения на неинвертирующем входе составляет около 5В. Из-за гистерезиса напряжения от R3.
Напряжение на цепь преобразователя частотыЗатем C1 начнет разряжаться на выход IC2 через R7. До тех пор, пока напряжение на инвертирующем входе не станет меньше 5В. Далее выход IC1 снова увеличится до +15В.
И снова начинается первоначальный процесс. Форма выходного сигнала IC1 включает в себя положительный импульс, период времени которого равен T2, а интервал между импульсами равен T3, который изменяется в зависимости от выходного напряжения IC2
. После этого R6 и C3 фильтруют выходное напряжение на выводе 3 IC2, V2. . Это плавное напряжение постоянного тока. Затем это напряжение равняется среднему значению формы волны IC1.
Поскольку T2 является постоянным, V2 имеет подходящее значение. Он генерирует T1 или подходит для генератора частоты из IC1. Входное напряжение Vin поступает на инвертирующий вход ИС2, играющей роль схемы интегратор-компаратор.
Примечание:
R4 = 180K Резистор
D1 – D5 = 1N4148 Диод
Если Vin меньше V2, выходной сигнал IC2 будет иметь положительную линейную форму, C1 будет медленно разряжаться, что приведет к увеличению диапазона T1. И уменьшите значение V2 вниз, но если V1 больше, чем V2, выход IC2 будет сигналом с отрицательным линейным изменением (в ноль).
Затем, чтобы C1 разряжался быстрее, временной диапазон T1 поэтому уменьшался вниз, и когда V1 равнялся V2, напряжение на выходе IC2 было постоянным, неизменным.
Когда схема выводит константу, тогда (Vin = V2) означает, что V1 является надлежащей частотой. Поскольку условием схемы является частота, соответствующее значение V2. Так что V1 тоже подходит.
Хорошая температурная стабильность, поскольку температурный коэффициент D3 и D4 делает зарядку до C3 измененной.
Мы исправим это, установив диоды D3 и D4 (D1 и D2) последовательно с R3, чтобы компенсировать изменения температуры в соответствии с неинвертирующим входным выводом IC1.
VR2 настраивает напряжение смещения на IC2, чтобы выходное напряжение не было ошибочным.
P1 используется для точной настройки изменения напряжения на частоту. Полученные значения находились в диапазоне 1 кГц на вольт.