Как правильно выбрать частотник для электродвигателя. Частотник для асинхронного двигателя

Чем опасен частотник для электродвигателя?

literetura - Публикации по теме частотные преобразователи

30.10.2012 22:07

Повсеместное внедрение частотников для управления скоростью электрических асинхронных двигателей это хорошая тенденция. Она позитивно сказывается как на энергосбережении, так и на экономии. Последнее, обусловлено более низкой ценой комплекта частотный преобразователь - асинхронный двигатель по сравнению с двигателем постоянного тока и системой регулирования скорости.Однако при совместном использовании частотников и электродвигателей есть ряд моментов, которые могут негативно повлиять на электродвигатель. 1. По сути частотник подает на обмотку электродвигателя последовательность импульсов. Часто эти импульсы могут иметь очень большое значение напряжение (до 600 В). По этой причине обмотки электродвигателя могут чрезмерно разогреваться или может возникнуть пробой изоляции.Для преодоления этого недостатка лучше всего использовать специализированные асинхронные двигатели, рассчитанные на совместную работу с частотником. У таких двигателей обмотка сделана по повышенным требования устойчивости к пробою и перегреву.2. Частотник позволяет регулировать обороты асинхронных двигателей в широком диапазоне. Это может приводить к двум серьезным последствиям для двигателей.2.1. При длительной работе на очень низких оборотах электродвигатель может весьма серьезно перегреваться. Связано это с тем, что потока от собственного вентилятора двигателя будет не достаточно для поддержания нормальной температуры. По этой причине целесообразно при таком режиме работы оборудовать частотники принудительной системой охлаждения. 2.2. При очень большой скорости (больше номинальной) могут непредсказуемо повести себя механические части электродвигателя. В первую очередь речь идет о подшипниках. По этой причине если предполагается разгонять двигатель выше номинальной скорости, то лучше использовать специализированные двигатели, которые оснащены более надежными подшипниками.Существуют и другие трудности, обусловленные совместной эксплуатацией частотников и электродвигателей. Например, ряд моментов связан с длинной силовой цепи между преобразователем и двигателем. Эти моменты мы проанализируем в последующих статьях.Что еще почитать по теме:О преимуществах совместной эксплуатации двигателей и частотниковПочему электродвигатели лучше использовать с частотниками?   < Предыдущая Следующая >

www.i380.ru

Частотные преобразователи. Работа и устройство. Типы и применение

Ротор электродвигателя начинает свое вращение с помощью электромагнитных сил от вращающегося магнитного поля, вызванного обмоткой якоря. Число оборотов определяется частотой тока в сети. Стандартное значение частоты тока составляет 50 герц. Это означает, что 50 периодов колебаний совершается за 1 секунду. В минуту число колебаний составит 50 х 60 = 3000. Значит, ротор будет вращаться 3000 оборотов в минуту.

Если научиться изменять частоту тока, то появится возможность регулировки скорости двигателя. Именно по этому принципу действуют частотные преобразователи.

Современное исполнение преобразователей частоты выглядит в виде высокотехнологичного устройства, состоящего из полупроводниковых приборов, совместно с микроконтроллером электронной системы. С помощью этой системы управления изменяются важные параметры электродвигателя, например, число оборотов.

Изменить скорость привода можно и с помощью механического редуктора шестеренчатого типа, либо на основе вариатора. Но такие механизмы имеют громоздкую конструкцию, их нужно обслуживать. С использованием частотника (инвертора) снижается расход на техническое обслуживание, повышается функциональность привода механизма.

Виды

По конструктивным особенностям частотные преобразователи делятся:

1. Индукционные.
2. Электронные.

Электродвигатели асинхронного типа с фазным ротором, подключенные в режим генератора, представляют подобие индукционного частотного преобразователя. Они имеют малые КПД и эффективность. В связи с этим такие виды преобразователей не нашли популярности в использовании.

Электронные виды частотников дают возможность плавного изменения оборотов электродвигателей. При этом реализуются два возможных принципа управления:

1. По определенной зависимости скорости от частоты тока.
2. По способу векторного управления.

Первый принцип самый простой, но не совершенный. Второй принцип применяется для точного изменения оборотов двигателя.

Конструктивные особенности

Рис. 1

Преобразователь частоты имеет в составе основные модули:

1. Выпрямитель.
2. Фильтр напряжения.
3. Инверторный узел.
4. Микропроцессорная система.

Все модули связаны между собой. Действие выходного каскада (инвертора) контролирует блок управления, с помощью которого меняются свойства переменного тока. Частотный преобразователь для электромотора имеет свои особенности. В его состав входит несколько защит, управление которыми осуществляется микроконтроллером. Например, проверяется температура полупроводников, работает защита от превышения тока и короткого замыкания. Частотник подключается к сети питания через устройства защиты. Для запуска электродвигателя не нужен магнитный пускатель.

Выпрямитель

Это первый модуль, по которому проходит ток. Он преобразует переменный ток в постоянный, благодаря полупроводниковым диодам. Особенностью частотника является возможность его питания от однофазной сети. Разница в конструкции состоит в разных типах выпрямителей.

Если мы говорим про однофазный частотник для двигателя, то нужно использовать в выпрямителе четыре диода по мостовой схеме. При трехфазном питании выбирается схема из шести диодов. В итоге получается выпрямление переменного тока, появляется два полюса: плюс и минус.

Фильтр напряжения

Из выпрямителя выходит постоянное напряжение, которое имеет значительные пульсации, заимствованные от переменного тока. Для их сглаживания используют такие элементы, как электролитический конденсатор и катушка индуктивности.

Катушка имеет много витков, и обладает реактивным сопротивлением. Это дает возможность сглаживать импульсы тока. Конденсатор, подключенный к двум полюсам, имеет интересные характеристики. При прохождении постоянного тока он в силу закона Кирхгофа должен быть заменен обрывом, как будто между полюсами ничего нет. При прохождении переменного тока он должен быть проводником, то есть, не иметь сопротивления. В результате доля переменного тока замыкается и исчезает.

Инверторный модуль

Это узел, имеющий наибольшую важность в преобразователе частоты. Он изменяет параметры тока выхода, состоит из шести транзисторов. Для каждой фазы подключены по два транзистора. В каскаде инвертора применяются современные транзисторы IGBT.

Если изготавливать частотные преобразователи своими руками, то необходимо выбирать элементы конструкции, исходя из мощности потребления. Поэтому нужно сразу определить тип электродвигателя, который будет питаться от частотника.

Микропроцессорная система

В самодельной конструкции не получится добиться таких параметров, имеющихся у заводских моделей, так как в домашних условиях сделать управляющий модуль сложно. Дело не в пайке деталей, а в создании программы для микроконтроллера. Простой способ – это сделать управляющий блок, которым можно регулировать обороты двигателя, осуществлять реверс, защищать двигатель от перегрева и перегрузки по току.

Чтобы изменить обороты мотора, нужно применить переменное сопротивление, подключенное к вводу микроконтроллера. Это устройство подает сигнал на микросхему, которая производит анализ изменения напряжения и сравнивает его с эталоном (5 вольт). Система действует по алгоритму, который создается до начала создания программы. По нему действует микропроцессорная система.

Приобрели большую популярность управляющие модули Siemens. Частотные преобразователи этой фирмы надежны, могут применяться для любых электродвигателей.

Принцип действия

Основа работы инвертора состоит в двойном изменении формы электрического тока.

Напряжение подается на блок выпрямления с мощными диодами. Они удаляют гармонические колебания, однако оставляют импульсы сигнала. Чтобы их удалить, подключен конденсатор с катушкой индуктивности, образующие фильтр, который стабилизирует форму напряжения.

Далее, сигнал идет на частотный преобразователь. Он состоит из шести мощных транзисторов с диодами, защищающими от пробоя напряжения. Ранее для таких целей применялись тиристоры, но они не обладали таким быстродействием, и создавали помехи.

Чтобы подключить режим замедления мотора, в схему устанавливают транзистор управления с резистором, который рассеивает энергию. Такой способ дает возможность удалять образуемое двигателем напряжение, чтобы защитить емкости фильтра от выхода из строя вследствие перезарядки.

Метод управления векторного типа частотой инвертора дает возможность создания схемы, которая автоматически регулирует сигнал. Для этого применяется управляющая система:

1. Амплитудная.
2. Широтно-импульсная.

Амплитудная регулировка работает на изменении напряжения входа, а ШИМ – порядка действия переключений транзисторов при постоянном напряжении на входе.

При регулировании ШИМ образуется период модуляции, когда обмотка якоря подключается по очереди к выводам выпрямителя. Так как тактовая частота генератора высокая и находится в интервале 2-15 килогерц, то в обмотке мотора, имеющего индуктивность, осуществляется сглаживание напряжения до нормальной синусоиды.

Принцип подключения ключей на транзисторах

Каждый из транзисторов включается по встречно-параллельной схеме к диоду (Рис. 1). Через цепь транзистора протекает активный ток электродвигателя, реактивная часть поступает на диоды.

Чтобы исключить влияние помех на действие инвертора и электродвигателя, в схему подключают фильтр, который удаляет:

• Радиопомехи.
• Помехи от электрооборудования.

Об их образовании дает сигнал контроллер, чтобы снизить помехи, применяются экранированные провода от двигателя до выхода инвертора.

Чтобы оптимизировать точность функционирования асинхронных двигателей, в цепь управления инверторов подключают:

• Ввод связи.
• Контроллер.
• Карта памяти.
• Программа.
• Дисплей.
• Тормозной прерыватель с фильтром.
• Охлаждение схемы вентилятором.
• Прогрев двигателя.

Схемы подключения

Частотные преобразователи служат для работы в 1-фазных и 3-фазных сетях. Но если имеются промышленные источники питания на 220 вольт постоянного тока, то инверторы также можно подключать к ним.

Модели для 3-фазной сети рассчитаны на 380 вольт, и подают его на мотор. 1-фазные частотники работают от сети 220 вольт, выдают на выходе 3 фазы. Частотник может подключаться к электродвигателю по схеме звезды или треугольника.

Обмотки мотора соединяются в «звезду» для частотника, работающего от трех фаз 380 вольт.

Обмотки двигателя соединяют «треугольником», когда инвертор запитан от 1-фазной сети.

При выборе метода подключения электродвигателя к частотнику необходимо определить мощности, которые создает двигатель на разных режимах, в том числе и медленный режим, тяжелый запуск. Преобразователь частоты нельзя эксплуатировать с перегрузкой длительное время. Его мощность должна быть с запасом, тогда работа будет без аварий, и срок службы продлится.

Применение

Частотные преобразователи используются в устройствах с необходимостью регулировки скорости двигателя.

• Приводы насосов. Уменьшает потери тепла и воды на 10%. Снижает количество аварий, защищает электродвигатели.
• Вентиляционные системы. Экономия больше, чем при работе с насосами, так как для запуска мощных вентиляторов применяют мощные приводы агрегатов. Экономия появляется за счет снижения потерь на холостом ходу.
• Транспортеры. Инверторы адаптируют скорость двигателя к скорости технологической системы, которая постоянно изменяется. Мягкий пуск повышает ресурс привода системы, так как нет ударных нагрузок, которые вредят оборудованию.
• Компрессоры.
• Дымососы.
• Центрифуги.
• Лифтовое оборудование.
• Оборудование в деревообработке.
• Робототехника.

Преимущества

• Сглаживание работы мотора при запуске и торможении.
• Возможность управления группой двигателей.
• Плавное управление скоростью электродвигателей, без использования редукторов и других механических систем. Это позволяет упростить управление, сделать его дешевле и надежнее.
• Используются совместно с асинхронными двигателями для замены приводов постоянного тока.
• Образование многофункциональных систем управления приводами.
• Изменение настроек непосредственно в работе, без останова.

Похожие темы:

 

electrosam.ru

Как правильно выбрать частотник для электродвигателя / Статьи и обзоры / Элек.ру

20 октября 2015 г. в 10:06, 1093

Сегодня купить преобразователь частоты достаточно просто. Зачастую, мы это делаем с помощью поисковых систем или звоним уже проверенным поставщикам. При этом нужно помнить, что правильный выбор оборудования — одна из самых важных задач для любого хозяйственного объекта! Учитывая все важные критерии и характеристики, вы приобретаете привод, будет работать с максимальной эффективностью.

1. Мощность преобразователя частоты. Выбор необходимо делать с учетом номинального значения приводного электродвигателя с учетом перегрузочной способности. Для этого, необходимо знать тип перегрузок управляемого механизма: величину перегрузок, их длительность и частоту возникновения.
2. Напряжение сети. Наиболее часто мы используем низковольтную трехфазную питающую сеть 380 В. Но бывают случаи, когда электротехническое оборудование используют на 660, 690 В, 3 кВ, 6 кВ и 10 кВ.
3. Регулирование частоты. Может быть установлен практически любой частотник, в случаях, если скорость снижается до 50 % от номинальной. Но если, необходимо обеспечить надежный рабочий процесс при близких к нулю частотах, тогда нужен специальный электродвигатель с возможностью работы при таких параметрах. Здесь, также важно отметить, способ охлаждения двигателя. В этих случаях важна защита электродвигателя по температуре.
4. Способ управления двигателем. Управление рабочим процессом возможно как через местный пульт, так и дистанционный. Также, здесь должны учитываться передача данных по различным протоколам, которые позволят внедрить систему АСУ.
5. Функциональные возможности. Частотный преобразователь должен иметь тот набор функций, который необходим для сочетания оптимальной цены и выполнения поставленных задач. Здесь важна ориентация для работы частотника: управление стандартными узлами (насосами, вентиляторами) или специальными (краны, рольганы, многодвигательные системы).
6. Конструктивное исполнение. Исполнение частотного преобразователя должно соответствовать эксплуатируемым условиям. В этих случаях возможны исполнения для работы в агрессивных средах, влажных, пыльных и др.

Выбирая частотный преобразователь для потребностей предприятия, вы можете знать точную модель нужного оборудования и без каких-либо сложностей заказать его через интернет. Но мы, как надежный производитель частотных преобразователей частоты, рекомендуем обращаться за подбором частотников к профессионалам. Широкий модельный ряд преобразователей частоты «Триол» позволяет подобрать модель необходимой мощности с широким набором функциональных возможностей. На складе компании есть приводы стандартной комплектации, а также изготавливается оборудование под ваши индивидуальные требования. Эксперты в области электротехнического оборудования от Корпорации «Триол» помогут подобрать, доставить, установить и в дальнейшем обслуживать частотные преобразователи.

Корпорация «Триол» — подбор оборудования на высшем уровне!

Корпорация «Триол»

www.elec.ru

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей

Частотный преобразователь

Все чаще используются асинхронные двигатели показатели, которых в работе значительно выше других электрических машин. Тот, кто решил работать с таким двигателем должен знать, что пусковой ток в среднем в 6 раз превышает номинальный, а также нужно контролировать частоту вращения ротора.

Для того что бы избавиться от данных проблем дополнительно устанавливают частотный преобразователь для электродвигателя. Он поможет более плавно запускать и останавливать двигатель, что поможет значительно продлить срок службы.

Как работает частотный преобразователь

Данный прибор состоит из нескольких деталей, которые проделывают с током определенные манипуляции, чтобы на выходе получить нужные показатели. Принцип действия частотного преобразователя показано на следующем рисунке, который можно объяснить так:

1. Диодный мост принимает на себя переменный ток синусоидального типа, который имеет напряжение 220 или 380 вольт и выпрямляет его.
2. Далее идет группа конденсаторов, которая помогает сгладить и отфильтровать электрический ток.
3. В конце микросхемы и мостовые ключи транзистора (электронная часть) формируют из принесенного тока ток с заданными параметрами.

Схема преобразователя частоты

Принцип работы преобразователя частоты позволяет не только выровнять пусковые токи, но и экономить до половины потребляемого электричества. Фактически, используя преобразователь и асинхронный двигатель, получаем генератор трехфазного напряжения с заданными параметрами частоты и величины.

Как выбрать частотный преобразователь

В продаже универсальные частотные преобразователи для асинхронных двигателей предлагаются по высокой. Для того что бы сделать более дешевую производители вносят только минимальный набор функций. Рассмотрим на что нужно обратить внимание при выборе подходящего прибора:

• Способ управления. Производители предлагают два способа управления: векторный и скалярный. Векторный способ имеет высокие показатели точности, часто применяются для установки в преобразователь частоты для асинхронных двигателей. Но такие приборы по цене дороже. Более демократичный вариант использование скалярного способа управления. Он немного проще, но может работать только в приделах, заданных показатель. Используют для приборов с небольшими нагрузками.
• Мощность. Этот показатель должен соответствовать показателям используемого двигателя, но ни в коем случае не может быть идентичным. Лучше брать на 10-15% выше. Стоит обратить внимание и на производителей вашего оборудования. Если он один и тот же, то и двигатель, и преобразователь прослужат значительно дольше, а проводить ремонтные работы будет значительно легче.
• Напряжение сети. В нашей электрической сети перепады напряжения частое явление, поэтому следует выбирать прибор, который способен работать в более широком диапазоне данного показателя. При сильном падении напряжения прибор может просто отключится, никаких страшных последствий быть не должно. А вот сильный подъем, может вызвать серьезную поломку преобразователя.
• Частотные показатели. По данному показателю нужно подбирать модель, которая будет вписываться в рамки, рекомендуемые производителем устройства. Только модели на векторном управлении имеют широкий диапазон частотных показателей.
• Входы. Преобразователи для управления имеют дискретные, аналоговые и цифровые входы. Каждый из них используют для переключения определенных функций. Цифровые служат для того что бы передавать сигналы высокой частоты, которые генерируют датчики угла поворота. Аналоговые – помогают контролировать и настраивать привод в процессе работы. Дискретные входы работают только с двигателем (запускают, останавливают притормаживают и т.д). Чем большее количество входов, тем лучше для управления, но тут возникают проблемы с настройкой прибора.
• Выходы. Присутствие выходов необходимо для обратной связи с прибором, то есть он мог сообщить о возникшей проблеме. Количество входов и выходов должно быть одинаковым.

Способы подключения

После того как прибор выбран осуществляется подключение частотного преобразователя по подходящей схеме. Подключать к однофазной сети можно преобразователь частоты однофазный и трехфазный. Для трехфазного инвертора следует использовать конденсаторный блок.

Если подключать преобразователь однофазный, то следует использовать схему треугольник. Нужно учитывать, что выходящий ток должен составлять не более 50% от номинального. Перед преобразователем для однофазного электродвигателя должен размещаться автомат, который рассчитан на трехкратную перегрузку фазы, он сможет вовремя отключить систему.

При подключении к трехфазной сети чаще используется схема звезда. Также устанавливается автомат, но для всех фаз один рычаг, чтобы при перегрузке на одной обесточивались все линии одновременно.

Схема подключения частотного преобразователя

Возможные ремонтные действия

В случае, когда частотный преобразователь вышел из строя первое что нужно сделать проверить какой код выдает прибор. Практически все устройство оснащены достойными диагностическими системами и обратной связью. Это позволит быстрее устранить неполадку. Далее нужно проверить настройки, может они были случайно изменены работниками. Но иногда настройки изменяются под воздействием нечеловеческих факторов: при скачках напряжения, во время грозы.

Если произошел сбой в настройках, сначала нужно все сбросить до заводских. Это будут начальные данные при каких преобразователь должен работать обязательно, при отсутствии внутренних неполадок. Если на стандартных данных без нагрузки все работает, значит нужно ввести корректированные данные подходящие для вашего двигателя.

Если переход на заводские настройки не дал ожидаемого результата, то тут следует перейти ко второму этапу диагностики, по неполадкам в деталях преобразователя. Ремонт преобразователей частоты следует осуществлять в сервисных центрах фирмы производителя. Чаще всего работники сервисных центров производят замену неисправной детали.

Среди работников некоторых предприятий есть люди, которые разбираются в работе частотных преобразователей. В таком случае можно попробовать провести ремонтные мероприятия своими силами. Но в таком случае нужно помнить, что производитель может отказать в гарантийном обслуживании своего прибора. Тогда ремонт частотных преобразователей нужно проводить за свой счет.

Похожие статьи

infoelectrik.ru

---

• 
  Контактный переключатель
• 
  Тиристор симистор отличия
• 
  Чем больше сила тока тем больше
• 
  Индукционные лампы
• 
  На какое расстояние запрещается приближаться к контактной сети под напряжением
• 
  Прокладка кабеля в помещении
• 
  Обозначение двигателя на схеме
• 
  Моэк коровкин олег васильевич
• 
  Зарядное устройство лучшее
• 
  Нормативы по отоплению
• 
  Какой сварочный аппарат лучше для дома ресанта