Как подключить частотный преобразователь к электродвигателю

Монтаж частотника

Привод устанавливается на твердую ровную площадку из негорючего материала в месте, недоступным для прямых лучей солнца. Сложность работ по установке прибора зависит от него самого (чем выше мощность и больше функций, тем сложнее схема подключения частотного преобразователя).

Для установки, кроме самого преобразователя частоты, потребуются соединительные провода, крепежи, инструмент для подготовки технических отверстий, если они необходимы, обжимка, автоматические выключатели. Параметры выключателей должны соответствовать характеристикам выбранного частотника. Порядок действий:

  • изучить инструкцию частотного преобразователя;
  • сформировать комплект дополнительных изделий, руководствуясь рекомендациями производителя;
  • выполнить работы по настройке, перечисленные в инструкции (строго соблюдая последовательность, проверяя контакты и качество обжимки проводов, без спешки);
  • повторно проверить надежность креплений, отсутствие неизолированных проводов и т. д. (базовые пункты правил безопасности при проведении электротехнических работ).

Важный момент: сразу после подключения частотный преобразователь электродвигателя запускать нельзя. В любой инструкции есть это указание, но многие его нарушают. По статистике, такое действие – самая распространенная причина негарантийного ремонта нового преобразователя частоты.

Вторая распространенная ошибка – использование автоматики, не рассчитанной на уровень потребления электродвигателя, к которому подключается частотник. Это приводит к подвижности биметаллической пластины, хаотичным разъединениям цепи и повреждению механизма.

Подключение, настройка

Схема подключения частотника предполагает установку перед ним автоматического выключателя. В идеале последний должен работать с током, равным номинальному потреблению электромотора. Если в каталоге нужного выключателя преобразователя частоты не нашлось, надо брать аналог, приближенный к номинальному току электродвигателя.

Количество фаз, на которое рассчитана автоматика, выбирается по частотнику:

  • Для трехфазного устройства берется 3-фазный выключатель с общим рычагом. Последний обеспечит обесточивание сети при угрозе (факте) короткого замыкания в одной из фаз. Ток срабатывания равен току 1 фазы электродвигателя.
  • Для однофазного частотного преобразователя нужен одинарный автомат. Ток срабатывания равен току 1 фазы, умноженному на 3. Подключение – напрямую.

При настройке нужно соединить в электрическом двигателе обмотки (схема – «звезда» или «треугольник» в зависимости от характера напряжения). Затем фазные провода привода соединяются с контактами электродвигателя по схеме подключения частотника.

Настройка частотного преобразователя.

Сделаны настройки в частотном преобразователе XSY-AT1 T1-2200S

Приведены только настройки, которые необходимо сделать перед включением двигателя на 400Гц. Но для других моторов настройки будут другие. В приведённых таблицах вы можете посмотреть какие параметры возможно установить.

Р 26-рабочая частота, не рекомендуется ставить менее 100Гц. Потому что шпиндель будет греться. Но у меня стоит 400 и разницы в работе я не увидел. Р 05-минимальная частота,если поставить скажем 100, то уже на 6000 шпиндель не будет вращаться вообще.Поэтому я поставил ноль (0) Р 21- в таблице написано «коэффициент снижения»а снижения чего не ясно. Но я пробовал этот параметр и он влияет на мощность шпинделя при низких оборотах. Этот параметр я ставил от 11 до 20.

Возможно не лишним будет и сделать настройки по входному напряжению. Р 68 и Р 69 — нижний и верхний предел входного напряжения

Принцип работы частотного преобразователя

Принцип частотного регулирования основан на зависимости скорости вращения магнитного поля от частоты напряжения, поданного на обмотки статора. ПЧ состоит из силовой и управляющей части. Первая состоит из управляемого или неуправляемого выпрямителя, конденсатора и инвертора. Переменное напряжение сети поступает на выпрямитель, где преобразуется в постоянное. Пульсация получаемого напряжения сглаживается на конденсаторе. Далее постоянное напряжение инвертируется в переменное и поступает в цепь питания электродвигателя.

Постоянная составляющая и высшие гармоники сглаживаются на обмотках двигателя. При необходимости между ПЧ и электрической машиной включают L-фильтры.

Частота и амплитуда напряжения в выходной цепи зависит от управляющих импульсов, отпирающих и запирающих транзисторные ключи инвертора.

Управляющая часть содержит микроконтроллер. Функции этого устройства – формирование управляющих сигналов в соответствии с заданной программой, обработка информации с датчиков, подача сигналов на внешние устройства. Кроме того, в состав управляющей схемы могут входить устройства связи, конвертор интерфейсов, дополнительная память.

Подключение однофазных преобразователей частоты к трехфазному двигателю

Трехфазные электроприводы несложного оборудования мощностью до 4 кВт допускается включать в однофазную сеть через частотный преобразователь. Это позволяет регулировать скорость вращения вала без редукторов муфт, изменять производительность без задвижек, заслонок и других механических устройств, а также частично устранить недостатки схем пуска через конденсатор.

Для таких электроприводов рекомендовано использовать однофазные преобразователи. Такие устройства имеют емкостный выход, позволяющий отказаться от выносного конденсатора. Рассчитанное значение емкости вводится вручную при настройке преобразователей или автоматически определяется в режиме адаптации частотника к двигателю. Однофазные устройства позволяют рассчитывать оптимальную емкость при тестировании.

Преобразователь для двигателей, включенных в сеть 220 В, подбирают:

  • По диапазону регулирования угловой скорости. Частотник должен обеспечивать изменение частоты вращения в заданном интервале.
  • По максимальной емкости фазосдвигающего элемента. Преобразователь должен обеспечивать пуск электрической машины с заданным моментом на валу. При выборе устройства нужно рассчитать величину емкости, необходимой для старта и корректной работы двигателя, и сравнить ее с характеристиками преобразователя.
  • По мощности. Параметры трехфазного двигателя при однофазном питании сильно отличаются от номинальных и не аналогичны характеристикам однофазных двигателей той же мощности. Для таких приводов выбирают частотный преобразователь с запасом мощности не менее 2 кВт.
  • По дополнительным функциям. При выборе также учитывают наличие дисплея для индикации параметров, входов и выходов для датчиков, встроенных фильтров гармоник, функций самодиагностики, записи событий и другое.

Также следует учесть, что работа трехфазной машины в сети 220 В сильно отличается от нормы. Такие схемы подключения машин через частотник не обеспечивают точного управления и регулировки параметров, не позволяют реализовать сложные алгоритмы. Сфера применения таких приводов – станки, где требуется только регулировка скорости, бытовые маломощные насосы для автономных систем водоподачи и полива.

Преобразователи подключают кабелями марки, рекомендованной производителями. Сечение жил также должно быть не меньше рекомендованного. Для выходной цепи применяется трехпроводный кабель.

В разрыв фазного нулевого провода перед преобразователем устанавливают автоматический выключатель для коммутаций и защиты от коротких замыканий. При питании однофазным напряжением возникают гармоники, которые негативно влияют на работу двигателя и качество напряжения в сети. При высоких требованиях к электромагнитной совместимости, устанавливают входные и выходные фильтры.

Все подключения осуществляют согласно требованиям электробезопасности. После проверки правильности и качества подключений, включают частотный преобразователь в тестовой режим, настраивают интервал скоростей и другие параметры. Далее проверяют работу двигателя на разных скоростях.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети через частотник

Практически вся генерируемая электроэнергия в мировом хозяйстве трехфазная. В быту, где в больших мощностях нет особой необходимости, для безопасности людей, простоты управления и удешевления применяется однофазная сеть. Что делать, если при определенных обстоятельствах возникает необходимость приспособить однополюсную бытовую розетку для питания техники, рассчитанной на трехфазное напряжение? Скажем, для подключения циркулярной пилы, насоса, наждачного или сверлильного станка.

Прежде всего, необходимо уточнить какого рода сама нагрузка. Электродвигатели бывают постоянного/переменного токаи, в то же время, делятся на синхронные/асинхронные. При этом на втором различии основываетсяэлектромагнитный принцип возникновения вращения, а постоянный/переменный тип тока используется для работы электродвигателя.

Таким образом, двигатель постоянного тока вполне может быть асинхронным. Тогда достаточно преобразовать напряжение 220 В переменного тока в 380 В постоянного тока.

Схема подключения его очень простая:

Читая чертёж слева направо, видим, что имеется однофазная сеть с переменным током. Приведение напряжения 220 к 380 В осуществляется с помощью повышающего трансформатора и мостового выпрямителя. Это делается путем выбора соответствующего соотношения обмоток каждой стороны преобразующего трансформатора.

При монтаже выпрямителя необходимо учесть полярность на выходе. Есть риск повредить конденсатор и считайте, повезёт, если этим дело ограничится. Схема мостового выпрямителя, наиболее популярная, по ней выполнена почти все выпущенные трансформаторные блоки питания. Сложно? Есть много других способов подключения.

  • UZ –частотник;
  • L — фаза;
  • N — нулевая фаза;
  • u, v, w — выводы для включения электродвигателя.Реле времени:K1 — пуск электродвигателя;
  • K2 — реверс;
  • K3, K4 – II и III скорости.

Принцип построения всех преобразователей частоты одинаковый. Сначала посредством выпрямителя преобразовывается напряжение переменноевпостоянное. Далее управляемым приводом создаются разно частотные импульсы.

Импульсы, распределенные по трем фазам асинхронного двигателя, порождают вращающееся магнитоэлектрическое поле статора. Регулировка частотным преобразователем может осуществляться либо с его съемной панели, либо с помощью аналоговых входов.

Существует несколько способов подключения фаз двигателя. Классические варианты соединения фаз: «звезда» и треугольник». «Звезда» — это соединение, при коем концы фазных обмоток соединяются в один узел. Подключение фаз в «треугольник», это когда конец одной фазы является началом следующей.

Но самым распространённым способом плавного пуска асинхронного двигателя считается вариант «звезда-треугольник».

Для уменьшения пусковых токов и момента (P движка больше 5 кВт) часто используется комбинированный способ.

При пуске напряжение на статор подаётся по принципу «звезда», по мере разгона мотора до номинального значения скорости, питание переключается на «треугольник». В схеме задействовано реле времени, выполняющее переключение. При этом на нём выставляется продолжительность разгона, чтобы движок успел набрать обороты по номиналу.

Заключение

Пусковые токи асинхронных двигателей очень большие и, если не делать пуск плавным, их величина теоретически может достигать значений токов КЗ. Случается, она равняется 90% от номинала двигателя. Схема подключения трехфазного двигателя к 220 В по принципу «звезда-треугольник» — это один из эффективных способов плавного пуска со снижением напряжения, преимущества которого состоят в высоком пусковом моменте, снижении пускового тока, повышении КПД, широком диапазоне регулирования скорости,полном спектре встроенных защит привода.

Подготовка

Установка преобразователя частоты для электромотора – процесс сложный и ответственный. Он пройдет тем проще и быстрее, чем правильнее сделан выбор частотного преобразователя. Поиск оптимального варианта устройства отталкивается от условий будущей эксплуатации. Опорные моменты следующие.

  • Место установки частотного преобразователя. От него зависит несколько важных характеристик частотника. Класс влаго- и пылезащищенности корпуса. Современные преобразователи частоты выполняются в нескольких классах – IP 20, 54, 65. Чем выше защита (первая цифра отвечает за пылезащиту, вторая – за влагонепроницаемость), тем шире возможности по выбору места установки. Модели с IP 20 монтируют только в электротехнические щиты (с автоматикой или ручной системой управления приводом), установленные в помещениях с низким уровнем влажности. Установка в корпусах IP 54 или IP 65 возможна рядом с обслуживаемым мотором.
  • Основание преобразователя частоты. Если устройство будет в зоне, удаленной от вибраций и электромагнитных полей, ему достаточно ровной твердой площадки. В противном случае монтаж может осуществляться на опорах, гасящих вибрации, или в шкафах с экранами.
  • Климатическое исполнение. Если преобразователь частоты устанавливается на открытой или частично открытой платформе, климатическое исполнение должно соответствовать максимальной и минимальной температуре окружения в теплый и холодный сезон, соответственно. При закрытом монтаже температурный режим, которому должен соответствовать прибор, задает помещение.

Состояние сети (ее напряжение ниже или равно номинальному напряжению прибора).
Параметры электродвигателя (совместимость).
Проект подключения. Это база для выбора модели.

При установке частотника в шкаф важно соблюсти отступы корпуса от стенок шкафа или других приборов, расположенных в сборке. Размеры отступов определяются индивидуально по мощности монтируемых устройств

Для отвода тепла в закрытом пространстве шкафа в него устанавливаются вентиляторы достаточной мощности (зависит от количества преобразователей частоты и других механизмов).

Принцип действия частотного преобразователя

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

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

Управление асинхронными двигателями осуществляется двумя способами:

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

Как подключить частотник к асинхронному двигателю?

Используемый для управления частотой напряжения преобразователь зачастую используется для энергоснабжения трёхфазных двигателей.  С помощью преобразователя частоты также возможно обеспечить присоединение такого устройства к однофазной сети, предотвратив снижение его рабочей мощности. Этим они значимо выигрывают у конденсаторов, которые при подключении не могут сохранить исходный уровень мощности. Подробней про применение частотника для трехфазника- смотрите здесь.

При подключении частотного преобразователя следует предварительно разместить автоматический выключатель, функционирующий от тока сети по значению равного номинальному (или наиболее близкого к таковому) уровню потребления тока в двигателе. Если используется частотник трёхфазного типа, то соответственно следует воспользоваться трёхфазным автоматом с общим рычагом. Такой вариант обеспечивает быстрое обесточивание всех фаз сразу при замыкании на одной из них.

В случае же, если для частотного преобразователя свойственно однофазное питание, то следует применить одинарный автомат, который подходит для работы с утроенным однофазным током.

Однако, при любых обстоятельствах установку частотного преобразователя нельзя осуществлять через включение автомата в месте разрыва нулевых или заземляющих проводов. В таких условиях подразумевается только прямое включение автомата.

Дальнейшую настройку преобразователя частоты осуществляют через соединение с контактами электрического двигателя. Используются при этом фазные провода. Но предварительно производится соединение обмоток электрического двигателя по схеме «звезда» или «треугольник».

Работа по той или иной схеме базируется на том, каков тип преобразователя частоты и характер производимого им напряжения.

По стандарту корпус каждого двигателя имеет отметку с двумя значениями, которым может равняться напряжение. Если частотник продуцирует напряжение соответствующее нижней границы, то соединение осуществляется по типу «треугольник». В остальных случаях для использования принцип «звезды».

Месторасположение управляющего пульта, обязательно прилагающегося при покупке частотного преобразователя, следует подбирать тщательно, чтобы обеспечить наибольшее удобство пользования.

Подключения пульта управления осуществляется по схеме обозначенной в прилагаемой к преобразователю инструкции. После рукоятка фиксируется на нулевом уровне, и автомат включается. В этот момент должно наблюдаться свечение светового индикатора.

Для использования частотного преобразователя, следует надавить кнопку «RUN» (она уже запрограммирована надлежащим образом). Далее делается лёгкий поворот рукоятки, провоцирующий старт постепенного вращения электрического двигателя. Если вращение осуществляется в направлении, противоположном необходимому, то следует нажать реверс. После при помощи рукоятки настраивается требуемая частота вращения устройства. При этом следует учитывать, что на корпусе пульта управления зачастую прописаны не уровни частоты вращения двигателя, выражаемые в оборотах в минуту, а частоты, которую имеет питающее напряжение, выражаемое в герцах.

Чтобы ограничить пусковой ток и снизить пусковой момент в момент пуска асинхронного двигателя с уровнем мощности больше 5000Вт, используется подключение типа «звезда-треугольник». До достижения номинала скорости задействуется схема подключения частотного преобразователя «звезда», а после питание осуществляется по схеме «треугольник». В момент переключения уровень пускового тока уменьшается в три раза относительно прямого пуска. При начале работы по второй схеме до момента разгона двигателей ток возрастёт до уровня прямого пуска. Такой варианты наиболее актуален для, имеющих большую маховую массу, позволяя после разгона сбросить нагрузку.

Логично, что использование такой схемы возможно только с двигателями, рассчитанными на подключения обоих типов.

Проведение работы по схеме «звезда-треугольник» всегда чревато резкими скачками уровня тока в противовес плавному нарастанию в условиях прямого пуска. В момент смены соединения скорость резко снижается и увеличить её можно только увеличив силу тока.

Частотный преобразователь.Как подключить трёхфазный электродвигатель от 220В.

Watch this video on YouTube

Схемы подключения

Они рекомендованы к подключению в наши сети вольт только методом треугольника. На основной K1 — подключаются питание с обмотками статора.
Схемы подключения Когда трехфазный двигатель подключен к сети , тогда каждая его обмотка запитана от одной фазы.
Поэтому при наличии трех фаз, рекомендуется подключать соответствующее трехфазное оборудование. Аналогично поступают на остальных выводах.
При пуске асинхронного двигателя первая и вторая группы замыкаются. За реверс отвечает переключатель SA1. Здесь есть два варианта: Номинальное напряжение 3хВ — вам повезло, и используйте приведенные выше схемы. Существует две схемы подключения: Звезда.
Теперь вы знаете, как подключить трехфазный двигатель на и Вольт, а также что для этого нужно. Схема состоит аналогично, так же, как на не реверсивной схеме, единственно добавилась кнопка реверса и магнитный пускатель.

11 комментариев


Средний должен быть постоянно подключен к рабочему конденсатору. Чтобы такой ситуации не произошло, магнитный пускатель дополнительно оборудуют вспомогательными контактами, которые называют самоподхватом. Фазное питание подсоединяется к точкам узлов концов обмоток. Но стоит учитывать, что в провод, который дет между ними, на разрыв должен быть установлен выключатель без фиксации. Чтобы не допустить этого, магнитный пускатель оборудуется еще одним дополнительным контактным разъемом, так называемым контактом самоподхвата.

Это тоже самое, если скрутить алюминиевый провод с медным. В этой статье мы рассмотрим способы подключения электромотора для достижения его максимальной мощности и производительности, при этом будет обеспечена его сохранность с технической точки зрения.

Но она существует, поэтому есть смысл сказать о ней несколько слов. Она и заставляет ротор, который находится в магнитном поле статора вращаться. Подобное состояние оказывает негативное влияние на изоляцию проводов.
Как просто подключить трехфазный двигатель треугольником и звездой в сеть 220, через конденсатор.

https://youtube.com/watch?v=HIRReK891qI

Принцип управления электродвигателем

Ротор электрического двигателя функционирует благодаря вращению электромагнитных полей под статорной обмоткой. Скорость движения ротора находится в зависимости от промышленной частоты питающей сети.

Стандартное её значение составляет 50Гц и вызывает соответственно пятьдесят колебательных периодов за секунду. На протяжении минуты количество оборотов увеличивается до трёх тысяч. Настолько же часто осуществляются обороты ротора подвергаемого воздействию электромагнитных полей.

При изменении уровня прилагаемой к статору частоты, появляется возможность управления вращательной скоростью ротора и соединяемого с ним привода. Именно благодаря этому принципу осуществляется управление электродвигателем.

Подключение внешнего потенциометра

Устройство подключают по схеме, указанной в инструкции по эксплуатации преобразователя.

Центральные контакты регулируемого реостата подключаются к аналоговым входам преобразователя 10…+10 В или 0-20 мА или 4-20 мА. Другие выводы подключаются к источнику опорного напряжения, связанного с входами для аналогового сигнала.

При наличии источника, встроенного в преобразователь, резистор для задания угловой частоты ротора подключат к соответствующим входам.

Для ручной регулировки скорости вращения двигателя в автоматических системах с датчиками технологических параметров необходим частотник с двумя или тремя аналоговыми входами.

Подключение потенциометра выполняют экранированными контрольными кабелями. При с расстоянии до частотника меньше 1 метра допускается использовать неэкранируемые провода. Для исключения влияния помех на работу привода реостат размещают как можно ближе к преобразователю частоты.

Номинальное сопротивление подбирают по чувствительности аналогового входа преобразователя. Величина управляющего сигнала должна попадать в диапазон. При значительной длине линии целесообразно обратиться в техническую поддержку производителя преобразователя, в ряде случаев нужно уменьшить номинальное сопротивление потенциометра. Для подавления индукционных помех в протяженных линиях используют емкостные фильтры 100-470 мкФ на 16 В, которые подключают между общей клеммой и движком потенциометра.

При подключении необходимо соблюдать правила устройства слаботочных линий: прокладывать кабель вдали от источников электромагнитного излучения, раздельно с силовыми цепями.

Частотное регулирование однофазных асинхронных электродвигателей

Итак, все чаще появляются предложения частотных преобразователей, которые могут управлять однофазными асинхронными машинами. В силу того что частотники предназначены для работы с трехфазными машинами, то для регулирования оборотов однофазной машинами необходим особый вид частотного преобразователя. Это обусловлено тем, что трехфазные и однофазные машины имеют немного разный принцип работы. Давайте рассмотрим схему включения, которую предоставляет один из официальных производителей частотных преобразователей для однофазных машин:

Это схема прямого подключения. Где: Ф-фаза питающего напряжения, N-нейтральный проводник, L1, L2 – обмотки двигателя, Ср – рабочий конденсатор.

А вот схема подключения преобразователя:

Как мы можем видеть, конденсатор при включении данной схемы отключается. Обмотка L1 переключается к выходу преобразователя фазы А, а L2 к В. Общий провод подключается к выходу С. Тем самым мы фактически получили двухфазную машину. Фазовый сдвиг теперь будет реализовывать частотный преобразователь, а не конденсатор. На выходе преобразователя будет обычное трехфазное напряжение.

Данный способ частотного регулирования трудно назвать однофазным, так как при питания двигателя от сети напрямую необходимо опять восстанавливать схему с конденсатором. Более того, этот способ регулирования частоты НЕ ПОДХОДИТ для машин с пусковой обмоткой, так как сопротивление рабочей и пусковой обмотки не равны, появится асимметрия.

Можем сделать вывод, что данный вид частотного регулирования подходит не всем электродвигателям, а только конденсаторным. Более того, при такой схеме подключения необходимо провести переподключение обмоток внутри электродвигателя (в коробке выводов электродвигателя), что после переподключения не позволит работать ему от сети напрямую. Поэтому если вы собираетесь питать электродвигатель от однофазной сети через частотник, то, может быть стоит купить преобразователь, который питается от однофазной сети, а двигатель обычный, трехфазный. Это лучше с точки зрения работы самой машины, также отсутствуют переделки внутри электрической машины. Если вы собираетесь таким образом модернизировать систему, то внимательно изучите характеристики электродвигателя, преобразователя, чтоб избежать пустой траты средств или выхода из строя элементов системы.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий