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
16391
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 напряжения в частоту с использованием AD654
Преобразователь напряжения в частоту (VFC) представляет собой генератор, который выдает прямоугольную волну, частота которой линейно пропорциональна входному напряжению. Выходная прямоугольная волна может быть напрямую подана на цифровой вывод микроконтроллера для точного измерения входного напряжения постоянного тока, что означает, что входное напряжение может быть измерено с помощью 8051 или любого другого микроконтроллера, который не имеет встроенного АЦП.
VFC часто ошибочно принимают за генератор, управляемый напряжением (VCO), но VFC имеют много преимуществ и улучшенных характеристик, которых нет у (VCO), таких как динамический диапазон, низкая ошибка линейности, стабильность при температуре и напряжении питания и многое другое. Наоборот, VFC также возможно означает преобразование частоты в напряжение, что мы уже продемонстрировали в предыдущем уроке.
Здесь IC AD654 используется в этой схеме для демонстрации работы монолитного напряжения на преобразователь частоты. Осциллограф также используется для отображения выходной прямоугольной волны.
IC AD654AD654 представляет собой преобразователь напряжения в частоту IC и поставляется в 8-контактном DIP-корпусе. Он состоит из входного усилителя, очень точного встроенного генератора и сильноточного выходного драйвера с открытым коллектором, который позволяет микросхеме управлять до 12 ТТЛ-нагрузок, оптопар, длинных кабелей или аналогичных нагрузок и может работать в между (5-30) Вольт. Следует также упомянуть, что, в отличие от других ИС, ИС AD654 выдает прямоугольную волну, поэтому микроконтроллеру легко измерить показания. Некоторые из наиболее интересных особенностей этого чипа перечислены ниже.
Особенности:
- Широкий диапазон входного напряжения ± 30 В
- Полная частота до 500 кГц
- Высокое входное сопротивление 125 МОм,
- Низкий дрейф (4 мкВ/°C)
- Ток покоя 2,0 мА
- Нижнее смещение 1 мВ
- Минимальные требования к внешним компонентам
| Серийный номер | Запчасти | Тип | Количество |
| 1 | АД654 | ИЦ | 1 |
| 2 | ЛМ7805 | ИС регулятора напряжения | 1 |
| 3 | 1000 пФ | Конденсатор | 1 |
| 4 | 0,1 мкФ | Конденсатор | 1 |
| 5 | 470 мкФ, 25 В | Конденсатор | 1 |
| 6 | 10К,1% | Резистор | 4 |
| 7 | Потенциометр, 10K | Переменный резистор | 1 |
| 8 | Блок питания | 12 В постоянного тока | 1 |
| 9 | Провод одного калибра | Общий | 6 |
| 10 | Макет | Общий | 1 |
Схема для этой схемы преобразователя напряжения в частоту взята из таблицы данных , и некоторые внешние компоненты были добавлены для модификации схемы для этой демонстрации.
Эта схема построена на макетная плата без пайки с компонентами, показанными на схеме, для демонстрационных целей во входную секцию усилителя добавлен потенциометр для изменения входного напряжения, и при этом мы можем наблюдать изменение на выходе.
Внимание! Все компоненты расположены как можно ближе друг к другу, чтобы уменьшить паразитную емкость, индуктивность и сопротивление.
Как работает устройство? Внутренний операционный усилитель используется в качестве входа и предназначен для преобразования входного напряжения в ток возбуждения для повторителя NPN, когда ток возбуждения 1 мА подается на ток преобразователя частоты. Он заряжает внешний времязадающий конденсатор, и эта схема позволяет генератору обеспечивать нелинейность во всем диапазоне напряжений от 100 нА до 2 мА. Этот выход также поступает на выходной драйвер, который представляет собой просто мощный NPN-транзистор с открытым коллектором, из которого мы можем получить выходной сигнал 9.
0003
Для теоретического расчета выходной частоты схемы можно использовать следующую формулу
Fout = Vin / 10*Rt*Ct
Где
- Fout — выходная частота
- Vin это входное напряжение схемы,
- Rt — резистор для RC-генератора
- Ct – конденсатор для генератора Rc
Например,
- Vin будет 0,1 В или 100 мВ
- Rt is 10000K или 10K
- Ct be 0,001 мкФ или 1000 пФ
Fвых = 0,1/(10*10*0,001) Fout = 1 кГц
Итак, если на вход схемы подать 0,1В , то на выходе получим 1 кГц
Проверка преобразователя напряжения в частотуДля проверки схемы используются следующие инструменты
- Импульсный источник питания 12 В (SMPS)
- Мультиметр Meco 108B+
- USB-осциллограф Hantech 600BE для ПК
Для построения схемы используются 1% металлопленочные резисторы, допуски конденсаторов не учитываются.
Во время тестирования температура в помещении составляла 22 градуса Цельсия.
Установка для тестирования
Как вы можете видеть, входное напряжение постоянного тока составляет 11,73 В
А напряжение на входе микросхемы составляет 104,8 мВ.
Ниже приведено подробное видео
Создав схему на печатной плате, можно повысить стабильность, а также можно использовать резисторы и конденсаторы с допуском 0,5% для повышения точности. Наиболее важной частью этой схемы является секция RC-генератора, поэтому RC-генератор должен быть размещен как можно ближе к входным контактам, иначе начальная емкость и сопротивление дорожек печатной платы или компонента могут снизить точность схемы.
ПриложенияЭто очень полезная ИС, которая может использоваться во многих приложениях, некоторые из которых перечислены ниже
- AD654 VFC в качестве АЦП
- Удвоитель частоты
- Датчик температуры с термопарой
- Тензодатчик
- Генератор функций
- Прецизионные часы с автоматическим смещением
Надеюсь, вам понравилась эта статья и вы узнали из нее что-то новое.
Если у вас есть какие-либо сомнения, вы можете задать их в комментариях ниже или использовать наши форумы для подробного обсуждения.
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
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.
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.
Затем 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 исходный 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, потому что C1 разряжается быстрее, временной диапазон T1 поэтому уменьшается вниз, и когда V1 равен V2, выходное напряжение IC2 будет постоянным, неизменным.
Когда схема выводит константу, тогда (Vin = V2) означает, что V1 является правильной 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 с одинаковыми D3 и D4 (D1 и D2) последовательно с R3, чтобы компенсировать изменения температуры в соответствии с неинвертирующим входным выводом IC1.
