+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Однофазный частотный преобразователь Danfoss — Статьи

Дата публикации: 25.06.2019

В настоящее время частотные преобразователи получили широкое распространение за счет:

  • простоты регулирования скорости вращения вала электродвигателя
  •  уменьшении пусковых токов
  •  защиты от токов к.з и перегрузок
  •  экономии электроэнергии
  • увеличения срока службы оборудования

Применяются для приводов транспортеров, станков, вентиляторов, в дымососах и насосных системах, дробилках и тд.

В случаях когда имеется 3-х фазная сеть 380 В, использование «частотников» не составляет труда, но зачастую не всегда есть возможность подключиться к 3-х фазной сети. Поэтому в таких случаях можно подключить трехфазный электродвигатель к частотному преобразователю с входным питанием 220 В.

Рисунок 1 — Схема подключения преобразователя частоты

Однофазный частотный преобразователь, подключается к однофазной сети с напряжением 220 В. При этом, на выходе частотного преобразователя получаем трехфазное напряжение с амплитудой 220 В. В таком случае обмотки электродвигателя переменного тока следует соединить по схеме тругольник.

Важно! Подключение однофазного электродвигателя к частотному преобразователю недопустимо!

Рисунок 2 — Подключение обмоток электродвигателя треугольником

 Преобразователи частоты Danfoss VLT Micro Drive FC-051 с однофазным питанием, выпускаются следующих номиналов: от 0,18 кВт до 2,2 кВт.

Монтаж и подключение преобразователей частоты следует выполнять соблюдая требования безопасности приведенные в инструкции по эксплуатации преобразователя частоты

 

Правильно подбирайте однофазный частотный преобразователь для трехфазного э.д.

 

Cмотрите так же:

Функция «Спящий режим» преобразователя частоты Danfoss FC-051 (Реализация на встроенном контроллере)

Управление частотным преобразователем Danfoss серии FC51 с панели оператора Weintek MT8121XE1WK

Режим поддержания постоянной температуры. Задание в цифровом виде. Видео инструкция

 

 

 

Подключение и настройка частотного преобразователя по всем правилам.

Решили продлить жизнь электродвигателя, но не знаете, как установить частотный преобразователь для трехфазного двигателя? Далее мы подробно разберемся в этом вопросе

Все более популярными становятся частотники в ситуациях, когда нужно запитать трехфазный двигатель. Это не крупные предприятия, а обычные домохозяйства с автономной системой водоснабжения или отопления. К тому же благодаря частотным преобразователям можно подключить электродвигатель с трехфазным питанием к однофазной сети, при этом, не теряя мощности движка.

Устанавливая частотный преобразователь для трехфазного двигателя, нужно соблюсти следующие требования:
  1. Отсутствие попадания прямых солнечных лучей.

  2. Отсутствие вблизи легковоспламеняющихся жидкостей.

  3. Отсутствие капель масла, пыли, металлической стружки.

  4. Хорошая вентиляция.

  5. Температура воздуха от -10 градусов до +45 °.

  6. Не допускать попадание воды, влажность менее 90%.

  7. Рядом с частотным преобразователем не должно быть деревянных конструкций и легковоспламеняющихся материалов.

  8. Монтаж преобразователя должен осуществляться на твердой устойчивой поверхности.

  9. НЕ устанавливать частотный преобразователь в зоне действия электромагнитных помех.

  10. Устанавливать частотный преобразователь вертикально, для осуществления простоты движения охлажденного воздуха без отсутствия преград на его пути.

Во время работы, любой привод нагревается, в зависимости от мощности этот нагрев будет больше или меньше. Чтобы частотник нормально работал, нужно оставить минимум 10 см свободного пространства со всех сторон от него. Это позволит свободно циркулировать воздуху и наш частотный преобразователь не перегреется. Устанавливая ПЧ в шкафу, следите, чтобы поток воздуха от вентилятора проходил как можно ближе к частотнику.

От установки к электрическим соединениям.
  1. При монтаже в первую очередь подключают провод заземления. Сечение заземляющих кабелей должно соответствовать сечению кабелям питающей сети. Каждый провод заземляется отдельно.

  2. Используйте экранированные кабели. Создайте защиту кабелей управления от электромагнитных помех.

  3. Убедитесь в правильности подсоединения входных ( клеммы L 1, L 2, L3 для трехфазной и L, N для однофазной сети) и выходных силовых кабелей ( клеммы U, V ,W ).

  4. Подключение к клемме РЕ преобразователя частоты выполняется проводом заземления.

Подключение выхода преобразователя.

Проконтролируйте, чтобы при команде «вперед» двигатель вращался вперед. Если двигатель вращается в обратную сторону необходимо поменять две любые шины между собой или откорректировать значение отвечающих за это функциональных параметров.

Не подключайте к выходным цепям фазосдвигающий конденсатор. Это может нарушить работу оборудования или привести к повреждению частотного преобразователя.

Не подключайте шины силового питания к выходным клеммам U, V, W. Это вызовет выход из строя частотного преобразователя.

Не допускается подключение к выходным цепям частотного преобразователя электромагнитный выключатель или магнитный контактор. При подключении нагрузки к частотному преобразователю в процессе его работы, скачок тока нагрузки вызовет срабатывание схемы защиты частотного преобразователя.

Пульт управления включается в состав частного преобразователя, устанавливается в удобном месте . Подключается пульт согласно схемы , которая находится в инструкции преобразователя.

FAQ | АС Привод

Вопрос довольно обширный. Попробуем разбить его на несколько частей. Общая схема системы автоматического регулирования на базе нашего частотного преобразователя приведена в инструкции к версии 5-00 в описании параметра 3-28 сервисного меню. Система измеряет регулируемый параметр с помощью датчика и управляет двигателем таким образом, чтобы поддерживать величину регулируемого параметра равным заданному значению (заданию или уставке, как говорят наладчики).
Уставка может быть задана в виде управляющего напряжения на аналоговом входе (например поступать с потенциометра, который управляется оператором), а может непосредственно вводиться в частотник в цифровом виде с передней панели или пульта. Она может быть постоянной (в таком случае говорят об автоматической стабилизации заданного параметра), а может меняться в процессе работы (тогда это называется системой автоматического управления). Для получения минимальной погрешности и времени установления регулируемого параметра такие системы обычно формируют выходной сигнал из трех составляющих, пропорциональной (П), интегральной (И) и дифференциальной (Д), поэтому и называются ПИД регуляторами. О влиянии каждой из этих составляющих мы поговорим позже. Итак, рассмотрим довольно распространенную задачу. Требуется организовать систему водоснабжения частного дома с поддержанием постоянного давления на уровне 3bar. Имеется скважина, в которой установлен погружной трехфазный насос. Для измерения давления можно применить стандартный датчик на максимальное давление 10bar с токовым выходом 4-20ma и двухпроводной схемой подключения.
Поскольку датчик потребляет небольшой ток, его можно запитать непосредственно с выхода +24В частотного преобразователя, сэкономив таким образом на дополнительном блоке питания для датчика. Итоговая схема показана на рисунке. После монтажа оборудования в первую очередь надо настроить правильный прием информации с датчика давления и убедиться в исправной работе всех узлов, управляя мотором в ручном режиме.
Для этого:
1. В п. 3-11 сервисного меню установить 2 (Аналоговый вход 2 работает в режиме токовой петли с прямой зависимостью).
2. Переключить DIP переключатель №2 на клеммной плате частотника в положение ON.
3. В п. 3-09 сервисного меню установить 4.00 (Нулю датчика соответствует ток 4mА).
4. В п. 3-10 сервисного меню установить 20.00 (100% шкалы датчика соответствует ток 20mА).
5. В п. 7-05 сервисного меню установить 4 (Пользовательский параметр на дисплее во время работы будет отображать показания датчика давления в миллиамперах).
6. Выйти из сервисного меню. Нажать кнопку «i» один раз. На дисплее должны отображаться показания датчика давления. Включить насос кнопкой «ROTATION» и накачать систему до 3bar, контролируя давление по механическому манометру, а затем выключить насос кнопкой «STOP». Убедиться, что показания на дисплее частотника составляют 8.8mА, что соответствует 3bar( (((20mА-4mА)/10bar)*3bar)+4mА=8.8mА ), то есть показания датчика совпадают с показаниями механического манометра. Небольшие погрешности можно устранить в дальнейшем путем более точной калибровки.
7. Затем настроить минимально возможное время разгона и торможения привода обычным образом (п. 1-03, 1-04). При необходимости применить тормозной резистор или торможение постоянным током (п. 1-15, 1-17, 1-18, 1-06).
8. В зависимости от получившейся динамики системы (реального времени накачки до рабочего давления) выбрать период работы ПИД регулятора в п. 3-28. В большинстве случаев можно установить минимальное значение 1мс для лучшего быстродействия. Увеличивать это значение необходимо только для очень медленных процессов, например регулирования температуры массивных предметов.
Это позволит избежать постоянного насыщения интегратора при длительном рассогласовании.
9. Установить для начала пропорциональный коэффициент регулятора около 500 (п. 3-29).
10. Интегральный и дифференциальный коэффициенты оставить нулевыми (п. 3-30 и 3-31).
11. Включить управление частотой от ПИД регулятора, задание на требуемое давление вводится к кнопок передней панели (в п. 3-02 поставить 7).
12. В п. 7-05 сервисного меню установить 5. В этом случае пользовательский параметр на дисплее во время работы будет показывать сигнал с датчика давления в процентах от полной шкалы, а не в миллиамперах, что более удобно для восприятия. Требуемые 3Bar будут соответствовать показаниям 30%. Внимание! После применения данных настроек при выходе из сервисного меню ПИД регулятор активируется немедленно. В случае большого рассогласования возможен выход на высокие обороты, колебания в системе и т. д. При этом быстро остановить привод в опасной ситуации можно только выключателем «СТОП», который подключен к клеммам внешнего управления.
Кнопка «STOP» на передней панели частотника работать не будет!
13. Выйти из сервисного меню. Вместо привычной частоты на дисплее будет отображаться текущее задание ПИД регулятору в процентах. Кнопками «+» и «-» выставить на дисплее требуемое задание 30.0%, что соответствует необходимым 3bar. Нажать кнопку «i» один раз для отображения на дисплее текущих показаний датчика давления. Наблюдать, как нарастает давление при работе насоса, и что происходит при его приближении к заданному значению (30%). Возможны разные варианты: а) Давление нарастает медленно или не нарастает вовсе. Насос выключается задолго до того, как требуемое давление достигнуто. Если открыть кран и снизить давление, насос снова включается, но опять выключается слишком рано. б) Давление быстро возрастает выше необходимого, насос выключается слишком поздно. В случае а) необходимо увеличить пропорциональную составляющую в п. 3-29, а в случае б) наоборот, уменьшить. Следует добиться, чтобы при отсутствии расхода воды превышение давления над заданным после остановки насоса было небольшим, несколько процентов.
Затем постепенно добавлять дифференциальную составляющую, добиваясь минимального отклонения величины давления от заданного, в том числе и при наличии расхода воды. Если возникают колебания давления (насос работает рывками), следует уменьшать пропорциональную составляющую и увеличивать дифференциальную. Необходимо добиться, чтобы при наборе давления и отсутствии расхода воды насос останавливался немного ниже заданной точки, а при наличии расхода не возникали значительные колебания давления.
14. Добавляя интегральную составляющую, уменьшаем отклонение давления при наличии расхода воды до минимально возможного значения. При правильной настройке давление должно незначительно колебаться вокруг заданной точки, а резкие изменения при открытии расходных вентилей должны быстро компенсироваться увеличением оборотов насоса. В конце еще раз проверяем отсутствие значительного перерегулирования при накачке давления от нуля до заданного.
15. При такой настройке насос будет включаться на малые обороты даже при незначительном уменьшении давления в системе против заданного. Если необходимо уменьшить количество включений насоса в час, можно задать определенную зону нечувствительности в п.3-33 в процентах. В этом случае при малых рассогласованиях насос останется выключенным, и включится лишь тогда, когда рассогласование превысит заданный порог. Естественно, точность поддержания давления при этом снизится.
16. При необходимости можно отключить звуковой сигнализатор (бузер), чтобы не было звукового сигнала при каждом пуске мотора. Для этого в п.7-08 сервисного меню установить 1.

Вопросы и ответы

Подключение датчика АДМ-100 для ER-T:

клемму «+» АДМ соедините с клеммой «Р24» ПЧ;

клемму «-» АДМ соедините с клеммой «FI» ПЧ.

Настройки для ER-T:

b.02=4 //Способ задания частоты — ПИД-регулятор

b.04=60.0 //Время разгона

b.05=60.0 //Время торможения

С.01=1 //уставка ПИД по параметру С.05

С.02=1 //ОС ПИД по входу FI

С. 04=16.0 //предел измерения датчика АДМ-100-1,6 в кгс/см2

С.05=14.0 //уставка в кгс/см2

С.09 и С.10 подлежат корректировке при ПНР для обеспечения качества регулирования давления

Перед настройкой ПИД-регулятора рекомендуется выполнить пуск в ручном режиме. При открытом расходе насоса проверьте его работу, вручную задавая частоту от 15 до 50 Гц с панели ПЧ. Если насос не выходит на макс. частоту 50Гц, выберите тип модуляции b.10=OPt, выберите d.01 равным ном. току ПЧ и увеличьте номинальное напряжение d.02 до 400…420В.

Подключение датчика АДМ-100 для E-9:

клемму «+» АДМ соедините с клеммой «Р24» ПЧ;

клемму «-» АДМ соедините с клеммой «IFA» ПЧ;

установите перемычку между клеммами «GND» и «COM» ПЧ.

Настройки для E-9:

F194=3, F193=1, F003=0, F004=2, F110=0, F111=4, F113=2

F114=пределу измерения АДМ-100 (для АДМ-100.3-1,6 установите F114=16,0 кгс/см2 )

F116=70,0 (к-т пропорциональности, требует подстройки для улучшения качества регулирования)

F117=8,0 (время интегрирования, требует подстройки для улучшения качества регулирования)

F119=0, F120=100

Задание давления производится потенциометром на панели управления ПЧ. Кнопками SET и ESC переключаются отображаемые параметры на верхнем и нижнем табло панели соответственно. При мигающем индикаторе MPa отображается заданное давление, при горящем постоянно индикаторе MPa отображается давление, полученное от датчика.

При длине кабеля более 30 м, например, в случае с погружным насосом, на выходе ПЧ необходимо установить моторный дроссель серии EA-OC с номинальным током соответственно току двигателя.

Частотный преобразователь для нескольких электродвигателей

Данная политика конфиденциальности относится к сайту под доменным именем instart-info.ru. Эта страница содержит сведения о том, какую информацию мы (администрация сайта) или третьи лица могут получать, когда вы пользуетесь нашим сайтом.

Данные, собираемые при посещении сайта

Персональные данные

Персональные данные при посещении сайта передаются пользователем добровольно, к ним могут относиться: имя, фамилия, отчество, номера телефонов, адреса электронной почты, адреса для доставки товаров или оказания услуг, реквизиты компании, которую представляет пользователь, должность в компании, которую представляет пользователь, аккаунты в социальных сетях; поля форм могут запрашивать и иные данные.

Эти данные собираются в целях оказания услуг или продажи товаров, связи с пользователем или иной активности пользователя на сайте, а также, чтобы отправлять пользователям информацию, которую они согласились получать.

Мы не проверяем достоверность оставляемых данных, однако не гарантируем качественного исполнения заказов или обратной связи с нами при некорректных данных.

Данные собираются имеющимися на сайте формами для заполнения (например, регистрации, оформления заказа, подписки, оставления отзыва, обратной связи и иными).

Формы, установленные на сайте, могут передавать данные как напрямую на сайт, так и на сайты сторонних организаций (скрипты сервисов сторонних организаций).

Также данные могут собираться через технологию cookies (куки) как непосредственно сайтом, так и скриптами сервисов сторонних организаций. Эти данные собираются автоматически, отправку этих данных можно запретить, отключив cookies (куки) в браузере, в котором открывается сайт.

Не персональные данные

Кроме персональных данных при посещении сайта собираются не персональные данные, их сбор происходит автоматически веб-сервером, на котором расположен сайт, средствами CMS (системы управления сайтом), скриптами сторонних организаций, установленными на сайте. К данным, собираемым автоматически, относятся: IP адрес и страна его регистрации, имя домена, с которого вы к нам пришли, переходы посетителей с одной страницы сайта на другую, информация, которую ваш браузер предоставляет добровольно при посещении сайта, cookies (куки), фиксируются посещения, иные данные, собираемые счетчиками аналитики сторонних организаций, установленными на сайте.

Эти данные носят неперсонифицированный характер и направлены на улучшение обслуживания клиентов, улучшения удобства использования сайта, анализа посещаемости.

Предоставление данных третьим лицам

Мы не раскрываем личную информацию пользователей компаниям, организациям и частным лицам, не связанным с нами. Исключение составляют случаи, перечисленные ниже.

Данные пользователей в общем доступе

Персональные данные пользователя могут публиковаться в общем доступе в соответствии с функционалом сайта, например, при оставлении отзывов, может публиковаться указанное пользователем имя, такая активность на сайте является добровольной, и пользователь своими действиями дает согласие на такую публикацию.

По требованию закона

Информация может быть раскрыта в целях воспрепятствования мошенничеству или иным противоправным действиям; по требованию законодательства и в иных случаях, предусмотренных законом.

Для оказания услуг, выполнения обязательств

Пользователь соглашается с тем, что персональная информация может быть передана третьим лицам в целях оказания заказанных на сайте услуг, выполнении иных обязательств перед пользователем. К таким лицам, например, относятся курьерская служба, почтовые службы, службы грузоперевозок и иные.

Сервисам сторонних организаций, установленным на сайте

На сайте могут быть установлены формы, собирающие персональную информацию других организаций, в этом случае сбор, хранение и защита персональной информации пользователя осуществляется сторонними организациями в соответствии с их политикой конфиденциальности.

Сбор, хранение и защита полученной от сторонней организации информации осуществляется в соответствии с настоящей политикой конфиденциальности.

Как мы защищаем вашу информацию

Мы принимаем соответствующие меры безопасности по сбору, хранению и обработке собранных данных для защиты их от несанкционированного доступа, изменения, раскрытия или уничтожения, ограничиваем нашим сотрудникам, подрядчикам и агентам доступ к персональным данным, постоянно совершенствуем способы сбора, хранения и обработки данных, включая физические меры безопасности, для противодействия несанкционированному доступу к нашим системам.

Ваше согласие с этими условиями

Используя этот сайт, вы выражаете свое согласие с этой политикой конфиденциальности. Если вы не согласны с этой политикой, пожалуйста, не используйте наш сайт. Ваше дальнейшее использование сайта после внесения изменений в настоящую политику будет рассматриваться как ваше согласие с этими изменениями.

Отказ от ответственности

Политика конфиденциальности не распространяется ни на какие другие сайты и не применима к веб-сайтам третьих лиц, которые могут содержать упоминание о нашем сайте и с которых могут делаться ссылки на сайт, а также ссылки с этого сайта на другие сайты сети Интернет. Мы не несем ответственности за действия других веб-сайтов.

Изменения в политике конфиденциальности

Мы имеем право по своему усмотрению обновлять данную политику конфиденциальности в любое время. В этом случае мы опубликуем уведомление на главной странице нашего сайта. Мы рекомендуем пользователям регулярно проверять эту страницу для того, чтобы быть в курсе любых изменений о том, как мы защищаем информацию пользователях, которую мы собираем. Используя сайт, вы соглашаетесь с принятием на себя ответственности за периодическое ознакомление с политикой конфиденциальности и изменениями в ней.

Как с нами связаться

Если у вас есть какие-либо вопросы о политике конфиденциальности, использованию сайта или иным вопросам, связанным с сайтом, свяжитесь с нами:

8 800 222 00 21

[email protected]

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.

Подсказки по использованию частотных преобразователей

Сегодня частотный преобразователь является довольно распространенным прибором и очень часто эксплуатируется людьми, не имеющими специального образования относительно электроприводов. Данная статья в короткой тезисной форме поможет получить необходимую информацию об электроприводах, чтобы избежать некоторых ошибок, возникающих при работе, выборе и монтаже оборудования с частотными преобразователями. Конечно, эта статья не может заменить учебники по электроприводу и руководства по эксплуатации, но какой-то минимальный набор полезной информации она предоставит.

Плавный пуск

Преобразователь частоты обеспечивает плавный пуск в любом приложении, что защищает механическую приводную систему, предотвращая разрыв конвейерных лент, ремней, цепей и уменьшая износ подшипников. Плавный пуск также способствует снижению нагрузок на электросеть, поскольку уменьшает ток пуска с 600 процентов до 100-150 процентов номинального тока электродвигателя.

Выбор двигателя

При выборе двигателя для частотно-регулируемого привода ошибкой номер один является ориентирование только на мощность. Необходимо учитывать тот факт, что оговоренная мощность частотного преобразователя подразумевает только его эксплуатацию со стандартным четырех полюсным асинхронным электродвигателем в стандартном применении. В других случаях надо руководствоваться номинальным током и напряжением преобразователя и двигателя.

Эксплуатация электродвигателя на низкой скорости

Если в приложении необходимо, чтобы стандартный самовентилируемый электродвигатель довольно долго работал на небольших скоростях (меньше 1/3 от номинальной скорости), то надо помнить, что охлаждающие способности вентилятора, который расположен непосредственно на валу электродвигателя, резко снижаются и электродвигатель может перегреться. В этом случае надо применять независимое охлаждение или нагрузку на двигатель снижать адекватно.

Электромагнитная совместимость

Ключом к решению многих проблем по электромагнитной совместимости является грамотная прокладка электрокабелей. Следует использовать экранированный кабель между электродвигателем и частотным преобразователем, а прокладывать его надо отдельно от всех имеющихся других проводов (на расстоянии не менее 100 мм). В местах пересечения сигнальных и силовых проводов их надо располагать друг к другу под углом 90 градусов.

Питание от генератора

При плавном пуске электропривода появляется возможность применения более дешевого питающего электрического генератора, поскольку можно использовать генератор, мощность которого в четыре – шесть раз меньше. В этом случае мощность генератора рассчитывают, ориентируясь на электроток в установившемся режиме. Между частотным преобразователем и генератором устанавливается контактор, управляемый с помощью релейного выхода частотного преобразователя, который при срабатывании защиты его выключает. Таким образом, при перенапряжении от генератора происходит размыкание контактора и опасное высокое напряжение снимается с частотного преобразователя.

Свободновращающиеся вентиляторы

В некоторых приложениях вентиляторы могут самораскручиваться в обратную сторону при воздействии движения воздуха. Запуск такого вентилятора может вызывать возникновение токов короткого замыкания, способных повредить двигатель и частотный преобразователь. Чтобы этого избежать, надо в простых приводах использовать функцию торможения перед стартом при помощи постоянного тока, а в продвинутых приводах следует пользоваться функцией синхронизации с вращающимся электродвигателем.

Нагрузки с переменным крутящим моментом

Некоторые механизмы, например, центробежные и осевые насосы и вентиляторы, имеют момент, который зависит от частоты вращения. В этом случае надо использовать приводы, которые специально предназначены для такой нагрузки и имеют перегрузочную способность 120 процентов. Для вентиляторов и насосов, которые имеют возвратно-поступательное движение, следует применять общепромышленные приводы, предназначенные для эксплуатации с постоянным моментом. Их перегрузочная способность составляет 150 процентов.

Питание трехфазного преобразователя от сети с одной фазой

Трехфазные частотные преобразователи Optidrive можно запитать напряжением требуемого уровня и от однофазной сети. Но в этом случае преобразователь нельзя нагружать током, значение которого составляет больше 50 процентов от номинального тока.

Экономия электроэнергии

При управлении двигателем с помощью частотного преобразователя происходит снижение скорости, что приводит к снижению мощности, потребляемой приводом. Энергосберегающий эффект особенно выражен в вентиляционных и насосных системах с ПИД-регулятором производимого процесса по расходу или давлению, а также при наличии функции оптимизации энергопотребления в преобразователе частоты.

Переменная подача

В некоторых техпроцессах возникает необходимость в синхронизации нескольких приводов для согласования их работы. Например, в продольно-резальных станках деревообрабатывающей промышленности можно согласовать привод подачи древесины с приводом продольной пилы. Ток нагрузки в приводе пилы может использоваться в качестве сигнала обратной отрицательной связи для ПИД-регулятора в приводе подачи. Оптимизация процесса объясняется тем, что при возрастании нагрузки на пилу будет адекватно уменьшена подача и наоборот.

Гармоники

Электроприводы, являясь источниками высших гармоник, оказывают влияние на электросеть. Использование сетевого дросселя может значительно снизить этот негативный эффект. Кроме того, являясь двухсторонним буфером, сетевой дроссель оказывает множество положительных эффектов и на сам привод, продлевая его эксплуатационный ресурс и увеличивая надежность.

Защищенная конструкция

Производителям частотных преобразователей очень часто приходится искать компромисс между защищенностью прибора от воздействия различных внешних факторов (человеческих, физических, климатических) и эффективностью теплоотвода. Обычно, частотные преобразователи, имеющие высокую степень защиты, обладают меньшим температурным диапазоном или большими размерами, а иногда используется система раздельного охлаждения. Разработчики систем с использованием приводов вынуждены искать компромисс между ценой оборудования и требованиями безопасности и надежности. В одних случаях бывает выгодно использовать частотный преобразователь, имеющий высокую степень защиты, а в других выгоднее установить в защищенный шкаф обычный ПЧ.

Длинный моторный кабель

Частотный преобразователь в идеальном случае должен располагаться непосредственно на двигателе. В руководстве по эксплуатации преобразователя частоты указывается максимальная длина кабеля. Как правило, эта длина относится к экранированным, бронированным кабелям или в металлическом рукаве. Длину неэкранированного моторного кабеля можно увеличить на 50 процентов. В случае применения выходного моторного дросселя длину кабеля следует увеличить еще в два раза.

Параллельное подключение двигателей

Номинальный ток или мощность частотного преобразователя при одновременном подключении к нему нескольких электродвигателей надо выбирать с запасом, составляющим 10 – 15 процентов от номинальных токов или суммарной мощности всех электродвигателей. Следует также иметь в виду, что рассчитывая длину моторного кабеля, надо суммировать длину кабелей всех электродвигателей. Суммарную длину можно уменьшить, если все двигатели подключать не к клеммам частотного преобразователя, а последовательно, то есть, второй к первому, третий ко второму и так далее. Как правило, когда количество параллельных электродвигателей составляет три и более, то рекомендуется устанавливать моторный дроссель даже в том случае, если длина кабелей двигателей не является больше максимально допустимой. Большинство ПЧ не допускает коммутации (отключения/подключения) электродвигателей при помощи э/м контакторов во время работы. Это можно делать только, используя команду СТОП привода. 

Подключение частотно-регулируемого привода к двигателю

Специалисты Gozuk VFD рекомендуют подключать двигатель к частотно-регулируемому приводу с помощью экранированных кабелей.
  • Подключите экран кабеля к потенциалу PE надлежащим образом, т.е.с хорошей проводимостью с обеих сторон.
  • Кабели двигателя должны быть физически отделены от кабелей управления и сети.
Пользователи частотно-регулируемых приводов должны соблюдать применимые ограничения, указанные в соответствующих национальных и международных директивах в отношении области применения, длины кабеля двигателя и частоты коммутации.

Соединение треугольником или звездой в соответствии с характеристиками двигателя.

Максимальный момент затяжки: 0,5 Нм

Длина кабелей частотно-регулируемого привода без фильтра
Допустимая длина кабеля частотно-регулируемого привода без выходного фильтра

Преобразователь частоты
неэкранированный кабель
экранированный кабель
0.37 кВт… 2,2 кВт
50 м
25 м
4,0 кВт
100 м
50 м
5,5 кВт… 11,0 кВт
100 м
50 м
Указанная длина кабелей частотно-регулируемого привода не должна быть превышена, если выходной фильтр не установлен.

Длина кабеля частотно-регулируемого привода с выходным фильтром dU / dt
После принятия соответствующих мер, например, можно использовать более длинные кабели частотно-регулируемого привода. использование малоемких кабелей и выходных фильтров. В следующей таблице приведены рекомендуемые значения для использования выходных фильтров.
Длина кабеля ЧРП с выходным фильтром

Преобразователь частоты
неэкранированный кабель
экранированный кабель
0.37 кВт… 2,2 кВт
150 м
100 м
4,0 кВт
300 м
200 м
5,5 кВт… 11,0 кВт
300 м
200 м

Длина кабеля ЧРП с синусным фильтром
Кабели преобразователя частоты могут быть длиннее, если используются синусоидальные фильтры.Путем преобразования синусоидальных токов отфильтровываются высокочастотные участки, которые могут ограничивать длину кабеля частотно-регулируемого привода. Учитывайте падение напряжения на длине кабеля и результирующее падение напряжения на синусоидальном фильтре. Падение напряжения приводит к увеличению выходного тока. Частотно-регулируемый привод должен подходить для более высокого выходного тока. Это необходимо учитывать на этапе проектирования.
Если длина кабеля частотно-регулируемого привода превышает 300 м, обратитесь в службу поддержки производителей частотно-регулируемого привода.

Группа VFD
В случае группового частотно-регулируемого привода (несколько двигателей в одном частотно-регулируемом приводе) общая длина должна быть разделена между отдельными двигателями в соответствии со значением, указанным в таблице.
Используйте термоконтроллер на каждом двигателе (например, резистор PTC), чтобы избежать повреждений. Групповой частотно-регулируемый привод с синхронными двигателями серверов невозможен.

Тормозной резистор
Gozuk рекомендует установить тормозной резистор на частотно-регулируемый привод, если ожидается обратная связь энергии генератора.Этим можно избежать отключений из-за перенапряжения.

Внимание!
Во время работы поверхность тормозного резистора может нагреваться до высоких температур. Поверхность может сохранять высокие температуры после эксплуатации в течение определенного времени. Не прикасайтесь к тормозному резистору во время работы или готовности частотно-регулируемого привода. Несоблюдение может привести к ожогу кожи.
Установите защитное приспособление для защиты от прикосновения или закрепите предупреждающие надписи. Не устанавливайте тормозной резистор в непосредственной близости от легковоспламеняющихся или термочувствительных материалов.Не закрывайте тормозной резистор.

Внимание!
Gozuk рекомендует использовать переключатель температуры. Тормозные резисторы, доступные от Gozuk, с размером резистора 4 (92 Ом, 696 Вт непрерывной мощности) и выше стандартно оснащены переключателем температуры. Для резисторов типоразмера 2 и 3 (300 Ом, 213 Вт и 136 Ом, 471 Вт) температурный выключатель доступен как опция. Температурный выключатель отключает частотно-регулируемый привод от сети, если тормозной резистор перегружен.
Использование тормозных резисторов без реле температуры может привести к критическим состояниям.

Уменьшите длину кабеля

Подключение постоянного тока требует оценки мощности всей системы. Тормозной резистор работает в зависимости от включения частотно-регулируемого привода. Контактор K1 должен отключать все компоненты установки от сети.

Что такое преобразователь частоты? Как это работает?

Работа с переменной частотой в виде генератора переменного тока существует с момента появления асинхронного двигателя.Измените скорость вращения генератора, и вы измените его выходную частоту. До появления высокоскоростных транзисторов это был один из немногих вариантов, доступных для изменения скорости двигателя, однако изменения частоты были ограничены, поскольку снижение скорости генератора приводило к снижению выходной частоты, но не напряжения. Мы увидим, почему это важно, чуть позже. В нашей отрасли насосы с регулируемой скоростью в прошлом были намного сложнее, чем сегодня. Один из более простых методов заключался в использовании многополюсного двигателя, намотанного таким образом, чтобы переключатель (или переключатели) мог изменять количество полюсов статора, которые были активными в любой момент времени.Скорость вращения можно было изменять вручную или с помощью датчика, подключенного к переключателям. Этот метод до сих пор используется во многих насосных системах с переменным расходом. Примеры включают циркуляционные насосы горячей и охлажденной воды, насосы для бассейнов, вентиляторы и насосы градирни. Некоторые отечественные бустерные насосы использовали гидравлический привод или системы ременного привода с переменным приводом (своего рода автоматическая трансмиссия) для изменения скорости насоса на основе обратной связи от напорного диафрагменного клапана. И несколько других были еще более сложными.

Судя по обручам, через которые нам приходилось преодолевать в прошлом, становится довольно очевидно, почему появление современного преобразователя частоты произвело революцию (еще один каламбур) в среде насосов с регулируемой скоростью.Все, что вам нужно сделать сегодня, это установить относительно простой электронный блок (который часто заменяет более сложное пусковое оборудование) на месте применения и, внезапно, вы можете вручную или автоматически изменить скорость насоса по своему желанию.

Итак, давайте взглянем на компоненты преобразователя частоты и посмотрим, как они на самом деле работают вместе, чтобы изменять частоту и, следовательно, скорость двигателя. Думаю, вы удивитесь простоте этого процесса. Все, что для этого потребовалось, — это созревание твердотельного устройства, известного как транзистор.

Компоненты преобразователя частоты

Выпрямитель
Поскольку трудно изменить частоту синусоидальной волны переменного тока в режиме переменного тока, первая задача преобразователя частоты — преобразовать волну в постоянный ток. Как вы увидите немного позже, относительно легко управлять постоянным током, чтобы он выглядел как переменный ток. Первым компонентом всех преобразователей частоты является устройство, известное как выпрямитель или преобразователь, оно показано слева на рисунке ниже.

Схема выпрямителя преобразует переменный ток в постоянный и делает это почти так же, как и в зарядном устройстве для аккумуляторов или в аппарате для дуговой сварки. Он использует диодный мост для ограничения распространения синусоидальной волны переменного тока только в одном направлении. В результате получается полностью выпрямленная форма волны переменного тока, которая интерпретируется цепью постоянного тока как естественная форма волны постоянного тока. Трехфазные преобразователи частоты принимают три отдельные входные фазы переменного тока и преобразуют их в один выход постоянного тока. Большинство трехфазных преобразователей частоты также могут принимать однофазное питание (230 В или 460 В), но, поскольку есть только две входящие ветви, мощность преобразователя частоты (HP) должна быть снижена, поскольку производимый постоянный ток уменьшается пропорционально.С другой стороны, настоящие однофазные преобразователи частоты (те, которые управляют однофазными двигателями) используют однофазный вход и вырабатывают выход постоянного тока, который пропорционален входу.

Есть две причины, по которым трехфазные двигатели более популярны, чем их однофазные счетчики, когда речь идет о работе с регулируемой скоростью. Во-первых, они предлагают гораздо более широкий диапазон мощности. Но не менее важна их способность начать вращение самостоятельно. С другой стороны, однофазный двигатель часто требует некоторого вмешательства извне, чтобы начать вращение.В этом случае мы ограничимся рассмотрением трехфазных двигателей, используемых в трехфазных преобразователях частоты.

Шина постоянного тока
Второй компонент, известный как шина постоянного тока (показанный в центре рисунка), не виден и не во всех преобразователях частоты, потому что он не вносит прямого вклада в работу с переменной частотой. Но он всегда будет там в виде высококачественных преобразователей частоты общего назначения (производимых специализированными производителями преобразователей частоты).Не вдаваясь в подробности, шина постоянного тока использует конденсаторы и катушку индуктивности для фильтрации «пульсаций» переменного напряжения от преобразованного постоянного тока до того, как оно попадет в секцию инвертора. Он также может включать фильтры, препятствующие гармоническим искажениям, которые могут возвращаться в источник питания, питающий преобразователь частоты. Преобразователи частоты более старых версий и некоторые преобразователи частоты для конкретных насосов требуют отдельных сетевых фильтров для выполнения этой задачи.

Инвертор
Справа от рисунка — «внутренности» преобразователя частоты.Инвертор использует три набора высокоскоростных переключающих транзисторов для создания «импульсов» постоянного тока, которые имитируют все три фазы синусоидальной волны переменного тока. Эти импульсы определяют не только напряжение волны, но и ее частоту. Термин инвертор или инверсия означает «реверсирование» и просто относится к движению вверх и вниз генерируемой формы волны. Современный инвертор с преобразователем частоты использует метод, известный как «широтно-импульсная модуляция» (ШИМ), для регулирования напряжения и частоты. Мы рассмотрим это более подробно, когда рассмотрим выход инвертора.

Еще один термин, с которым вы, вероятно, столкнетесь, читая литературу или рекламу по преобразователям частоты, — это «IGBT». IGBT относится к «биполярному транзистору с изолированным затвором», который является переключающим (или импульсным) компонентом инвертора. Транзистор (который заменил лампу) выполняет две функции в нашем электронном мире. Он может действовать как усилитель и увеличивать сигнал, как в радио или стереосистеме, или он может действовать как переключатель и просто включать и выключать сигнал. IGBT — это просто современная версия, которая обеспечивает более высокие скорости переключения (3000 — 16000 Гц) и пониженное тепловыделение.Более высокая скорость переключения приводит к повышению точности эмуляции волн переменного тока и снижению слышимого шума двигателя. Уменьшение выделяемого тепла означает меньшие радиаторы и, следовательно, меньшую площадь основания преобразователя частоты.

Выход инвертора
На рисунке справа показана форма сигнала, генерируемого инвертором преобразователя частоты ШИМ, в сравнении с формой истинного синусоидального сигнала переменного тока. Выход инвертора состоит из серии прямоугольных импульсов с фиксированной высотой и регулируемой шириной.В этом конкретном случае есть три набора импульсов — широкий набор в середине и узкий набор в начале и конце как положительной, так и отрицательной частей цикла переменного тока. Сумма площадей импульсов равна эффективному напряжению истинной волны переменного тока (мы обсудим эффективное напряжение через несколько минут). Если бы вы отрезали части импульсов выше (или ниже) истинной волны переменного тока и использовали их для заполнения пустых пространств под кривой, вы бы обнаружили, что они почти идеально совпадают.Таким образом, преобразователь частоты регулирует напряжение, подаваемое на двигатель.

Сумма ширины импульсов и пустых промежутков между ними определяет частоту волны (отсюда ШИМ или широтно-импульсная модуляция), воспринимаемой двигателем. Если бы импульс был непрерывным (то есть без пробелов), частота все равно была бы правильной, но напряжение было бы намного больше, чем у истинной синусоидальной волны переменного тока. В зависимости от желаемого напряжения и частоты преобразователь частоты будет изменять высоту и ширину импульса, а также ширину пустых промежутков между ними.Хотя внутренние компоненты, обеспечивающие это, относительно сложны, результат элегантно прост!

Некоторые из вас, вероятно, задаются вопросом, как этот «поддельный» переменный ток (на самом деле постоянный ток) может управлять асинхронным двигателем переменного тока. В конце концов, разве не требуется переменный ток, чтобы «вызвать» ток и соответствующее ему магнитное поле в роторе двигателя? Что ж, переменный ток вызывает индукцию естественным образом, потому что он постоянно меняет направление. DC, с другой стороны, этого не делает, потому что обычно он неподвижен после активации цепи.Но постоянный ток может индуцировать ток, если его включать и выключать. Для тех из вас, кто достаточно взрослый, чтобы помнить, что автомобильные системы зажигания (до появления твердотельного зажигания) имели набор точек в распределителе. Назначение точек — «импульсное» питание от батареи в катушке (трансформаторе). Это вызвало заряд в катушке, который затем увеличил напряжение до уровня, при котором свечи зажигания могли загореться. Широкие импульсы постоянного тока, показанные на предыдущем рисунке, на самом деле состоят из сотен отдельных импульсов, и именно это включение и выключение выхода инвертора позволяет возникать индукции через постоянный ток.

Эффективное напряжение
Мощность переменного тока — довольно сложная величина, и неудивительно, что Эдисон почти выиграл битву за то, чтобы сделать постоянный ток стандартом в США. К счастью, для нас все сложности были объяснены, и все, что нам нужно сделать, это следовать правилам, изложенным до нас.

Один из атрибутов, которые делают переменный ток сложным, заключается в том, что он непрерывно изменяет напряжение, переходя от нуля к некоторому максимальному положительному напряжению, затем обратно к нулю, затем к некоторому максимальному отрицательному напряжению и затем снова к нулю.Как определить действительное напряжение, приложенное к цепи? На рисунке слева изображена синусоидальная волна 60 Гц, 120 В. Обратите внимание, однако, что его пиковое напряжение составляет 170 В. Как мы можем назвать это волной 120 В, если ее фактическое напряжение составляет 170 В? В течение одного цикла он начинается с 0 В и повышается до 170 В, затем снова падает до 0. Он продолжает падать до –170, а затем снова повышается до 0. Оказывается, площадь зеленого прямоугольника, верхняя граница которого находится на уровне 120 В, равна сумме площадей под положительной и отрицательной частями кривой.Может ли тогда 120 В быть средним? Что ж, если бы вы усреднили все значения напряжения в каждой точке цикла, результат был бы примерно 108 В, так что это не должно быть ответом. Почему тогда значение, измеренное VOM, составляет 120 В? Это связано с тем, что мы называем «эффективным напряжением».

Если бы вы измерили тепло, выделяемое постоянным током, протекающим через сопротивление, вы бы обнаружили, что оно больше, чем выделяемое эквивалентным переменным током. Это связано с тем, что переменный ток не поддерживает постоянное значение на протяжении всего цикла.Если вы проделали это в лаборатории в контролируемых условиях и обнаружили, что определенный постоянный ток вызывает повышение температуры на 100 градусов, его эквивалент по переменному току приведет к увеличению на 70,7 градуса или всего 70,7% от значения постоянного тока. Следовательно, эффективное значение переменного тока составляет 70,7% от постоянного. Также оказывается, что действующее значение переменного напряжения равно квадратному корню из суммы квадратов напряжения на первой половине кривой. Если пиковое напряжение равно 1, и вы должны были измерить каждое из отдельных напряжений от 0 до 180 градусов, эффективное напряжение будет равно 0.707 пикового напряжения. 0,707 пикового напряжения 170, показанного на рисунке, равно 120 В. Это эффективное напряжение также известно как среднеквадратическое или среднеквадратичное напряжение. Отсюда следует, что пиковое напряжение всегда будет в 1,414 пикового значения от эффективного напряжения. Ток 230 В переменного тока имеет пиковое напряжение 325 В, а 460 — пиковое напряжение 650 В. Эффект пикового напряжения мы увидим немного позже.

Что ж, я, вероятно, говорил об этом дольше, чем необходимо, но я хотел, чтобы вы получили представление об эффективном напряжении, чтобы вы поняли иллюстрацию ниже.В дополнение к изменению частоты преобразователь частоты также должен изменять напряжение, даже если напряжение не имеет ничего общего со скоростью, с которой работает двигатель переменного тока.

На рисунке показаны две синусоидальные волны 460 В переменного тока. Красный — это кривая 60 Гц, а синий — 50 Гц. Оба имеют пиковое напряжение 650 В, но 50 Гц намного шире. Вы можете легко увидеть, что область под первой половиной (0–10 мс) кривой 50 Гц больше, чем площадь первой половины (0–8,3 мс) кривой 60 Гц.И, поскольку площадь под кривой пропорциональна эффективному напряжению, его эффективное напряжение выше. Это увеличение эффективного напряжения становится еще более значительным при уменьшении частоты. Если позволить двигателю 460 В работать при этих более высоких напряжениях, его срок службы может значительно сократиться. Следовательно, преобразователь частоты должен постоянно изменять «пиковое» напряжение относительно частоты, чтобы поддерживать постоянное эффективное напряжение. Чем ниже рабочая частота, тем ниже пиковое напряжение и наоборот.По этой причине двигатели 50 Гц, используемые в Европе и некоторых частях Канады, рассчитаны на напряжение 380 В. Видите ли, я говорил вам, что кондиционер может быть немного сложным!

Теперь вы должны иметь довольно хорошее представление о работе преобразователя частоты и о том, как он управляет скоростью двигателя. Большинство преобразователей частоты предлагают пользователю возможность устанавливать скорость двигателя вручную с помощью многопозиционного переключателя или клавиатуры или использовать датчики (давления, расхода, температуры, уровня и т. Д.) Для автоматизации процесса.

Зачем двигателю переменного тока преобразователь частоты?

Что такое преобразователь частоты?


Проще говоря, преобразователь частоты — это устройство преобразования энергии.Преобразователь частоты преобразует базовую синусоидальную мощность с фиксированной частотой и постоянным напряжением (сетевое питание) в выходной сигнал переменной частоты и переменного напряжения, используемый для управления скоростью асинхронных двигателей.

Зачем нужен преобразователь частоты?


Основная функция преобразователя частоты в водной среде — экономия энергии. За счет управления скоростью насоса вместо регулирования потока с помощью дроссельных клапанов можно значительно сэкономить энергию. Например, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии на 50%.Ниже описывается снижение скорости и соответствующая экономия энергии. Помимо экономии энергии, значительно увеличивается срок службы крыльчатки, подшипников и уплотнений.

Преобразователи частоты


Доступные во многих различных типах преобразователи частоты предлагают оптимальный метод согласования производительности насоса и вентилятора с требованиями системы. Чаще всего используется преобразователь частоты. Он преобразует стандартную мощность предприятия (220 В или 380 В, 50 Гц) в регулируемое напряжение и частоту для питания двигателя переменного тока.Частота, применяемая к двигателю переменного тока, определяет скорость двигателя. Двигатели переменного тока обычно представляют собой такие же стандартные двигатели, которые могут быть подключены к сети переменного тока. За счет включения байпасных пускателей работа может поддерживаться даже в случае выхода инвертора из строя. Преобразователи частоты

также обладают дополнительным преимуществом — увеличенным сроком службы подшипников и уплотнений насоса. Поддерживая в насосе только давление, необходимое для удовлетворения требований системы, насос не подвергается воздействию более высоких давлений, чем необходимо. Следовательно, компоненты служат дольше.
Те же преимущества, но в меньшей степени, применимы и к вентиляторам, работающим от преобразователей частоты.

Для достижения оптимального КПД и надежности многие специалисты по спецификациям получают от производителей подробную информацию об эффективности преобразователя частоты, требуемом техническом обслуживании, диагностических возможностях преобразователя частоты и общих рабочих характеристиках. Затем они проводят подробный анализ, чтобы определить, какая система даст наилучшую окупаемость инвестиций.

Дополнительные преимущества преобразователей частоты


Помимо экономии энергии и лучшего управления технологическим процессом преобразователи частоты могут обеспечить и другие преимущества:
  • Преобразователь частоты может использоваться для управления технологической температурой, давлением или расходом без использования отдельного контроллера.Соответствующие датчики и электроника используются для сопряжения управляемого оборудования с преобразователем частоты.
  • Затраты на техническое обслуживание могут быть снижены, поскольку более низкие рабочие скорости приводят к увеличению срока службы подшипников и двигателей.
  • Устранение дроссельных клапанов и заслонок также устраняет необходимость технического обслуживания этих устройств и всех связанных с ними элементов управления.
  • Устройство плавного пуска для двигателя больше не требуется.
  • Контролируемая скорость нарастания в жидкостной системе может устранить проблемы гидравлического удара.
  • Способность преобразователя частоты ограничивать крутящий момент до уровня, выбранного пользователем, может защитить приводимое оборудование, которое не может выдерживать чрезмерный крутящий момент.

Анализировать систему в целом
Поскольку процесс преобразования входящей мощности с одной частоты на другую приведет к некоторым потерям, экономия энергии всегда должна происходить за счет оптимизации производительности всей системы. Первым шагом в определении потенциала энергосбережения системы является тщательный анализ работы всей системы.Чтобы обеспечить экономию энергии, необходимы подробные знания о работе оборудования и технологических требованиях. Кроме того, следует учитывать тип преобразователя частоты, предлагаемые функции и общую пригодность для применения.

Внутренняя конфигурация преобразователя частоты
Преобразователи частоты содержат три основных секции:

  • Схема выпрямителя — состоит из диодов, тиристоров или биполярных транзисторов с изолированным затвором. Эти устройства преобразуют мощность сети переменного тока в постоянный ток.
  • Шина постоянного тока — состоит из конденсаторов, которые фильтруют и накапливают заряд постоянного тока.
  • Инвертор — состоит из высоковольтных мощных транзисторов, которые преобразуют мощность постоянного тока в выход переменного тока с переменной частотой и напряжением, подаваемый на нагрузку.

Преобразователи частоты также содержат мощный микропроцессор, который управляет схемой инвертора для создания почти чистого синусоидального напряжения переменной частоты, подаваемого на нагрузку. Микропроцессор также управляет конфигурациями ввода / вывода, настройками преобразователя частоты, состояниями неисправности и протоколами связи.

Подключение частотно-регулируемого привода (ЧРП) к трехфазному двигателю

Преобразователи частоты (ЧРП) — 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 (VFD) 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 во время процесса 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.

VFD 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. В Mader Electric мы имеем 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

Подключение частотно-регулируемого привода для управления скоростью однофазного двигателя

Частотно-регулируемый привод (VFD), обычно он используется для управления скоростями трехфазных асинхронных двигателей.С технической точки зрения можно использовать частотно-регулируемый привод для управления скоростью однофазного двигателя, но мы должны упомянуть, что регулирование скорости однофазного двигателя с помощью частотно-регулируемого привода может привести к перегреву двигателя переменного тока, а также к увеличению срока службы. Рекомендуется модернизировать двигатель до трехфазного двигателя переменного тока. Вы также можете подключить трехфазный двигатель к однофазному источнику питания, используя однофазный или трехфазный частотно-регулируемый привод, а затем контролировать скорости. В любом случае, здесь GoHz покажет вам подробности в видео о работе однофазного двигателя на частотно-регулируемом приводе.

Транскрипция видео в следующем виде:

Подключите частотно-регулируемый привод к однофазному источнику питания
ГГц выберите однофазный частотно-регулируемый привод мощностью 2 л.с. в демонстрационном видео.

  1. Подключите клемму GND частотно-регулируемого привода к земле.
  2. Подключите клеммы L и N к источнику переменного тока.
  3. Проверьте, работает ли дисплей VFD по умолчанию. Если нет, сбросьте VFD.
  4. Ознакомьтесь с клавиатурой однофазного частотно-регулируемого привода GoHz.Как правило, на панели VFD имеется 8 клавишных кнопок: RUN, STOP, PRG, DATA / ENTER, UP, DOWN, JOG и SHIFT . Функции клавиатуры VFD разных производителей в основном одинаковы. Кроме того, некоторые VFD имеют другие кнопки функциональных клавиш, такие как MONITORPDISPLAY и RESET .

Подсоедините однофазный двигатель к частотно-регулируемому приводу

  1. Подключите фазу VFD U, V, W к клеммам асинхронного двигателя соответственно, как показано в следующей инструкции по подключению (конденсаторы однофазного двигателя могут быть удалены при необходимости).
  2. Установите однофазный частотно-регулируемый привод в режим клавиатуры ( P0-02 ).
  3. Установите типы двигателя ( P1-00 ), номинальную мощность ( P1-01 ), номинальное напряжение ( P1-02 ) и номинальный ток ( P1-03 ).
  4. Установите номинальную частоту двигателя ( P1-04 ) и номинальную скорость ( P1-05 ).
  5. Используйте частотно-регулируемый привод для управления скоростью однофазного двигателя, функция обрыва фазы частотно-регулируемого привода должна быть отключена путем установки P9-13 на 0, а затем начать ввод в эксплуатацию.
  6. Нажмите RUN , частота повысится до 50 Гц. Нажмите SHIFT для переключения отображаемых значений. Затем переключитесь на отображение тока (в амперах). Текущее отображаемое значение должно быть меньше или равно номинальному току частотно-регулируемого привода.
  7. Если ток слишком велик, нажмите STOP , чтобы немедленно остановить работу. Затем измените значение P0-15 на 10 и значение P1-02 на 160 для повторного тестирования.
  8. Если ток по-прежнему слишком велик, немедленно остановите частотно-регулируемый привод.Переключите выход VFD U и W фазы.
  9. Функциональный код P0-08 можно настроить для управления номинальной рабочей частотой двигателя, установить время ускорения с помощью P0-17 , установить время замедления с помощью P0-18 .
  10. Ознакомьтесь с кодом защиты однофазного частотно-регулируемого привода с частотой дискретизации ГГц. Соблюдайте значение по умолчанию теплового реле, значение настройки защиты от перегрузки. При необходимости эти значения можно изменить.

GHz Функция автоматической настройки однофазного VFD
При использовании векторного управления VFD и функций управления крутящим моментом необходимо использовать режим автонастройки однофазного VFD на частоте GoHz.

  1. Код функции режима автонастройки: P1-11 . 0 означает отсутствие действий, 1 означает статическую автонастройку двигателя, а 2 означает автонастройку вращения двигателя.
  2. Нажмите DATA , чтобы сохранить настройку. В этот момент индикатор TRIP медленно мигает. Цифровые дисплеи TuNP. После нажатия RUN VFD начинает автонастройку. Это продлится 1 ~ 5 минут. После завершения автонастройки VFD вернется к исходному интерфейсу.

Ввод в эксплуатацию однофазного частотно-регулируемого привода с ПК
После выполнения основных настроек частотно-регулируемого привода его можно подключить к ПК для ввода в эксплуатацию всей системы.Подключите линии управления частотно-регулируемого привода к ПК и измените режим работы частотно-регулируемого привода на терминальное управление. В соответствии с требованиями системы ПК установите диапазон частот приема частотного сигнала VFD на 0 ~ 5 В или 0 ~ 10 В и установите скорость отклика выборки аналогового частотного сигнала. Если требуется дополнительный монитор, выберите элемент мониторинга аналогового выхода и отрегулируйте диапазон терминала этого элемента мониторинга.

Термины: VFD, частотно-регулируемый привод (VFD), частотно-регулируемый привод (VSD), регулируемый привод (ASD), привод переменного тока имеют то же значение.

Статья по теме: Трехфазный двигатель от однофазного источника питания

Преимущества твердотельных преобразователей частоты

В прошлый раз мы обсуждали, почему коммунальные предприятия поставляют электроэнергию с частотой 50 или 60 Гц, а авиационная промышленность работает с мощностью 400 Гц.

Очевидно, две системы несовместимы. 400 Гц в 6-2 / 3 раза быстрее, чем 60 Гц, и в 8 раз быстрее, чем 50 Гц. Скорость двигателей (и часов) умножится на тот же коэффициент.Кроме того, некоторые вещи просто загорелись. Однако нам нужен источник 400 Гц на аэродроме, чтобы самолеты могли выключить двигатели. Двигатели и внутренние генераторы сжигают топливо, создают шум и производят нежелательные выбросы.

Самый простой подход — построить генератор 400 Гц, приводимый в действие двигателем, на земле рядом с самолетом. Но это приведет к расходу топлива, созданию шума и нежелательным выбросам, как и у самолета. Это было бы решением, если бы не было другого источника энергии.Однако обычно электроснабжение не за горами. Посадочный мост, ангар или другое здание будет работать от электросети 50 или 60 Гц.

Но разве мы не сказали, что две энергосистемы несовместимы?

Да, мы не можем соединить две системы напрямую, но есть способы преобразовать электрическую мощность в авиационную мощность 400 Гц.

Один из способов — использовать двигатель, подключенный к электросети, в качестве двигателя для привода генератора с частотой 400 Гц. Это создает то, что называется преобразователем частоты двигателя-генератора или MG Set.«Электроэнергия двигателя вырабатывает мощность в лошадиных силах. Мощность в генераторе создает электрическую мощность. Конструкция системы гарантирует, что сеть с частотой 50 или 60 Гц подходит для двигателя и что генератор выдает правильное напряжение и частоту 400 Гц для самолета.

Хотя решение MG Set довольно простое, у него есть несколько недостатков. Сначала механический. Вращающиеся части требуют постоянной смазки. Воздушное охлаждение двигателя и генератора создает сильный окружающий шум.Наконец, поскольку КПД MG Set не подходит для нормальной и низкой нагрузки, (50-70%) затраты на рабочую мощность могут быть высокими.

Предпочтительным методом преобразования частоты является твердотельный преобразователь частоты (SSFC).

Твердотельная конструкция также получает питание напрямую от электросети и преобразует его в форму, приемлемую для авиационных и военных систем электроснабжения 400 Гц.

Внешний интерфейс SSFC выпрямляет сетевое питание и создает напряжение постоянного тока (DC).Постоянный ток — это постоянное напряжение, не имеющее значительной частотной составляющей.

Затем постоянный ток переключается силовыми транзисторами для создания формы волны переменного тока (AC) с требуемой частотой 400 Гц. КПД SSFC достаточно высок при всех нагрузках; обычно приближается к 91-94%.

Хотя оба типа преобразователей частоты стоят примерно одинаково, твердотельный преобразователь частоты обеспечивает значительно меньшие эксплуатационные расходы по сравнению с наборами MG.Генераторы, работающие на топливе, могут быть единственным выбором, если электроэнергия отсутствует.

Преобразователи частоты

— Системы питания и средства управления

Преобразователи частоты для 400 Гц, 100 Гц, 60 Гц, 50 Гц и 25 Гц

Преобразователи частоты , также называемые преобразователями частоты , преобразуют мощность 50 Гц и 60 Гц в мощность 400 Гц. Это осуществляется либо с помощью статического преобразователя частоты с двойным преобразованием, , либо с помощью двигателя-генератора, называемого вращающимся преобразователем частоты . Преобразователи частоты — это машины, которые преобразуют мощность с одной частоты на другую. Либо с помощью статических преобразователей частоты с двойным преобразованием, либо с помощью мотор-генератора, называемого вращающимся преобразователем частоты. В методе двойного преобразования выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, а инвертор преобразует постоянного тока обратно в переменного тока . В мотор-генераторной установке это достигается либо изменением скорости вращения генератора в версиях с ремнями и шкивами или коробкой передач, либо с помощью двигателей и генераторов с различным числом полюсов, работающих для достижения того же результата производства. желаемая выходная частота.


Примеры преобразователей частоты:


Однофазный преобразователь
: SFC1 серии
(однофазный статический преобразователь частоты) имеет универсальную коммуникационную платформу, позволяющую осуществлять локальный, сетевой или удаленный мониторинг и управление. Коммуникационные пакеты включают последовательный порт RS-232, а также USB. PS&C потратила много времени на разработку этого сложного коммуникационного пакета для сегодняшних технически подкованных клиентов. При добавлении батареи к SFC1 серии этот преобразователь частоты превратится в ИБП с преобразователем частоты.Статический преобразователь частоты
: Фазовый преобразователь частоты серии
SFC3 использует 6- и 12-импульсную топологию, а также топологию «IGBT» для наиболее эффективного твердотельного преобразования частоты. Это усовершенствование дает преобразователям PS&C большое преимущество перед другими традиционными преобразователями. PS&C избегает использования старых технологий в наших продуктах, что позволяет этой машине поддерживать оборудование в самых экстремальных электрических условиях. При добавлении батареи к SFC3
серии этот преобразователь частоты превратится в ИБП с преобразователем частоты.Динамический регулятор частоты
: DFR серии
будет обеспечивать такую ​​же бескомпромиссную надежность, как и все оборудование Power Systems & Controls, поскольку оно основано на нашей гибридной роторной технологии. Доступен частотный регулятор от 25 до 500 кВА. Наша приверженность качеству электроэнергии способствовала разработке этого продукта промышленного класса, который будет корректировать частоту и напряжение одновременно. Эта надежность в сочетании с долгим сроком службы дает регулятору серии DFR явное преимущество перед всеми другими регуляторами, представленными сегодня на рынке.Вращающийся преобразователь частоты
: RFC серии
включает проверенную технологию мотор-генераторных установок. Вращающийся преобразователь частоты обеспечивает оборудование надежным питанием, одновременно преобразуя входное напряжение и частоту. RFC действует как вращающийся фильтр, защищающий критическую нагрузку от переходных процессов и выбросов. Как правило, это 100% эффект для отключений менее 100 мсек. Наши модели доступны с синхронным или асинхронным двигателем и предлагаются в горизонтальной или вертикальной конфигурации.

Компьютеры и небольшая электроника работают с импульсными источниками питания, способными работать как на 50, так и на 60 Гц. В этом случае единственное, что вам может понадобиться, это преобразователь вилки, поскольку розетки 50 Гц не то же самое, что розетки 60 Гц по следующей причине. Поскольку 60 Гц и 50 Гц работают на разных частотах, вам не нужно подключать оборудование к неправильному источнику питания. Однако, если ваше оборудование работает от напряжения 208 В (которое используется как для 50 Гц, так и для 60 Гц), все может быть в порядке. В противном случае вы рискуете повредить оборудование или нанести себе вред.Если вы выпустите дым из оборудования, вы не сможете его снова вставить.

Более крупное и трехфазное оборудование не может работать на неправильной частоте. Это может вызвать повреждение или преждевременный износ оборудования. Оборудование с частотой 50 Гц не может работать с частотой 60 Гц. Если вы заставите оборудование работать за пределами проектных критериев, возникнут проблемы. Скорее всего, сразу оборудование выйдет из строя (помните дым)? Если не сразу, то со временем выйдет из строя от переутомления и перегрева.В условиях постоянно растущей мировой экономики оборудование из других частей мира все чаще используется в странах, в которых оно не производилось.

Это обычно приводит к необходимости преобразователя частоты (также называемого преобразователем частоты). Это изменит частоту местной электросети (а иногда и ее напряжение) по мере необходимости. В результате он будет совместим с требованиями к питанию оборудования, с которым вы пытаетесь работать (также называемого нагрузкой).

.. .

Для каких отраслей нужны преобразователи частоты:

Конкретные отрасли промышленности предъявляют особые требования к частоте, и это зависит от того, как они подают питание на свое оборудование. Системы авиации и вооружения требуют 400 Гц, поэтому оборудование, используемое на земле, работающее на частоте 400 Гц, требует поддержки заземления для электрической системы.

Помимо авиации и военных, использующих 400 Гц, Rail использует 25 Гц, 91,66 Гц или 100 Гц для работы своих систем сигнализации.Судовые верфи и лодочные доки требуют преобразования энергии с берега. Суда, построенные в странах с частотой 50 Гц, имеют системы электропитания, работающие на частоте 50 Гц. В этом случае вам понадобится преобразователь частоты, который будет соответствовать электрическим потребностям строящихся, ремонтируемых или стыкованных судов. Также существует множество уникальных и / или переменных частот, необходимых в лабораториях и испытательных центрах.

Когда оборудование производится в одной стране и используется в другой, есть вероятность, что вам придется не только преобразовать напряжение, но и частоту.Наиболее распространенными частотами являются 50 Гц и 60 Гц, поскольку они используются в в большинстве коммерческих машин , однако есть много приложений, не связанных с этой проблемой, которые нуждаются в преобразователях частоты. Гидроэнергия, например, производит 25 Гц.

Так ПОЧЕМУ так много разных частот? Это очень просто и связано с числом оборотов в минуту, на котором вращается основной производитель энергии. 1500 об / мин = 50 Гц , а 1800 об / мин = 60 Гц с использованием 4-полюсного синхронного генератора. С усилением глобализации мировой экономики потребность в преобразовании частоты возрастает, поскольку транснациональные корпорации из стран 60 Гц ведут больше бизнеса в странах 50 Гц и наоборот.

. . .

Технология преобразователя частоты:

Существует 2 основных типа преобразователей частоты: вращающиеся преобразователи частоты, изготовленные с использованием двигателя-генератора и твердотельные (статические) преобразователи частоты, изготовленные с использованием полупроводников и силовых каскадов. Роторная машина — это грубая сила в отличие от статической машины. Статический блок предназначен для непромышленных применений. При выборе преобразователя частоты необходимо учитывать и другие факторы.Одним из факторов является то, требуется ли вам, чтобы преобразователь также поддерживал выходную мощность, когда сеть больше не доступна. В этом случае преобразователь также будет источником бесперебойного питания, называемым ИБП с преобразователем частоты.

Если преобразователю частоты также необходимо очистить нестабильную входную частоту, например, принять плохой частотный диапазон на входе и обеспечить стабильную выходную частоту и напряжение, следует использовать динамический регулятор частоты. Этот блок позволяет использовать очень нестабильную утилиту, производя при этом требуемый результат.

Используя опыт работы в области 400 Гц и первых мэйнфреймов, компания PS&C предлагает две технологии для решения этой проблемы с преобразователем частоты Frequency Converter ; Статические ( твердотельные, ) преобразователи частоты и роторные ( мотор-генератор ) преобразователи частоты. Есть несколько факторов, которые помогут определить, какое решение по преобразованию частоты подходит для вашего проекта. Группа технических специалистов PS&C поможет вам оценить ваше приложение и выбрать лучшее решение для ваших конкретных требований.

Какие существуют применения преобразователя частоты:

  • В Китае открывается завод с производственным оборудованием американского производства (преобразователь 50/60 Гц).
  • Небольшой аэропорт решает добавить центр обслуживания и ремонта вертолетов (преобразователь 400 Гц).
  • Американский производитель закупает оборудование у европейского завода (преобразователь 50/60 Гц).
  • Железная дорога решает увеличить количество путей на новые территории (преобразователь 100 / 25Гц).
.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *