Простой преобразователь частоты для асинхронного электродвигателя.
РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >Простой преобразователь частоты для асинхронного электродвигателя.
Итак коль уж асинхронный двигатель так распространён и трехфазная система напряжения созданная М. О. Доливо-Добровольским так удобна. А современная элементная база так хороша. То сделать преобразователь частоты –это лишь вопрос личного желания и некоторых финансовых возможностей. Возможно кто то скажет « Ну, зачем мне инвертор , я поставлю фазосдвигающий конденсатор и все решено» . Но при этом обороты не покрутишь и в мощности потеряешь и потом это не интересно.
Возьмём за основу – в быту есть однофазная сеть 220в, народный размер двигателя до 1 кВт. Значить соединяем обмотки двигателя треугольником. Дальше –проще, понадобится драйвер трехфазного моста IR2135(IR2133) выбираем такой потому, что он применяется в промышленной технике имеет вывод SD и удобное расположение выводов.
Я вовсе не претендую на законченность конструкции и предлагаю брать данную конструкцию за некую основу для энтузиастов домашнего электропривода. Приведённые здесь платы были сделаны под имеющиеся в моём распоряжении детали.
Конструктивно инвертор выполнен на двух платах – силовая часть ( блок питания , драйвер и транзисторы моста , силовые клеммы) и цифровая часть (микроконтроллер + индикатор ).
Электрически платы соединены гибким шлейфом. Такая конструкция выбрана для перехода в будущем на контроллер TMS320 или STM32 или STM8.
Силовые транзисторы и диодный мост закреплены на общий радиатор. Шунт 4 витка манганинового провода диаметром 0.5мм на оправке 3 мм.
Сразу замечу некоторые узлы и элементы вовсе не обязательны. Для того что бы просто крутить двигатель , не нужно внешнее управление током 4-20 Ма. Нет необходимости в трансформаторе тока, для оценочного измерения подойдёт и токовый шунт. Не нужна внешняя сигнализация. При мощности двигателя 400 Вт и площади радиатора 100см
ВАЖНО! – имеющиеся на плате кнопки управления изолированы от сети питания только пластмассовыми толкателями.
Для безопасного управления необходимо использовать опторазвязку.
Возможные изменения в схеме в зависимости от микропрограммы.
Усилитель DA-1 можно подключать к трансформатору тока или к шунту. Усилитель DA-1-2 может быть использован для измерения напряжения сети или для измерения сопротивления терморезистора если не используется термодатчик PD-1.
Так же считаю важным отметить проверку надёжности изоляции АД –т.к. при коммутации силовых транзисторов выбросы напряжение на обмотках могут достигать значений 1,3 Uпит.
Общий вид.
Немного про управление.
Начитавшись книжек с длинными формулами в основном описывающих как делать синусоиду при помощи PWM. И как стабилизировать скорость вращения вала двигателя посредством таходатчика и ПИД регулятора. Я пришёл к выводу –АД имеет достаточно жёсткую характеристику во всём диапазоне допустимых нагрузок на валу.
Поэтому для личных нужд вполне подойдет управление описанное законом Костенко М.П. или как его ещё называют скаляроное. Достаточное для большинства практических случаев применения частотно регулируемого электропривода с диапазоном регулирования частоты вращения двигателя до 1:40. Т.е. грубо говоря мы в самом простом случае делаем обычную 3-х фазную розетку с переменной частотой и напряжением меняющимися в прямой зависимости. С небольшими «но» на начальных участках характеристики необходимо выполнять IR компенсацию т.е. на малых частотах нужно фиксированное напряжение . Втрое «но» в питающие двигатель напряжение замешать 3 гармонику. Всё остальное сделают за нас физические принципы АД. Более подробно про это можно прочесть в документе AVR494.PDF
Далее не буду углубляться в теорию и описание мат моделей АД.
Это и без меня достаточно хорошо изложили профессора ещё в 60-х.Но ни в коем случае не стоит недооценивать сложности управления АД. Все мои упрощения оправданны только некоммерческим применением инвертора.
Плата силовых элементов.
В программе V-1.0 для AT90SPWM3B реализовано
1- Частотное управление АД .Форма напряжения синусоида с 3 гармоникой.
2- Частота задания 5 Гц -50 Гц с шагом 1 Гц. Частота ШИМ 4 кГц.
3- Фиксированное время разгона –торможения
4- Реверс (только через кнопку СТОП)
5- Разгон до заданной частоты с шагом 1 Гц
6 – Индикация показаний канала АЦП 6 (разрядность 8 бит., оконный фильтр апертура 4 бита)
я использую этот канал для замера тока шунта.
7 – Индикация режима работы START,STOP,RUN,RAMP, и Частота в Гц.
8- Обработка сигнала авария от мс IR2135
Но я думаю вертолёты с приводом от АД строить никто не будетФункции микропрограммы в будущих версиях
1 -намагничивание ротора перед пуском
2- торможение постоянным током
3 –прямой реверс
4 – частота задания 1 -400 Гц.
5 – ограничение, контроль тока двигателя.
6 — переключаемые зависимости U/F
7 – контроль звена постоянного тока.
Испытания.
Данная конструкции была проверена с двигателем 0.18кВт и 0.4 кВт и 0.8 кВт. Все двигатели остались довольны.
Только при малых оборотах и долговременной работе необходимо принудительное охлаждение АД.
Строка для программатора
av_28r4.exe -aft2232 -az +90pwm3b -e -w -v -fckdiv=1,psc2rb=0,psc1rb=0,psc0rb=0,pscrv=0,bodlevel=5 -c01.hex
Небольшое «вечернее» видео испытаний
Файлы:
плата микроконтроллера -layout5.0
силовой модуль -layout5.0
Программа для МК
Схема
схема S_plan7 -архив rar
Все вопросы в
Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Преобразователь частоты для асинхронного – схема
Асинхронный двигатель (машина) – это электрический двигатель, частота вращения которого не совпадает с частотой тока (ЭДС), прикладываемого к статору.
Рис. 1. Асинхронный двигатель
К преимуществам таких двигателей можно отнести их низкую стоимость, простоту изготовления и эксплуатации, а также возможность прямого включения (без регулирования или преобразования питающего тока). Есть у них и недостатки: высокие требования к пусковому току, сложная регулировка оборотов, низкий коэффициент мощности и др.
Здесь стоит отметить, что асинхронные двигатели рассчитаны на работу только с трехфазным напряжением, только в этом случае не требуются никакие преобразователи.
Однако, в быту часто требуется запитать асинхронный двигатель от обычной сети переменного тока с одной фазой, и именно здесь кроется основная проблема.
Необходимость использования частотного преобразователя
Есть несколько способов управления асинхронным двигателем, и один из них – регулировка частоты.
Изменяя частоту питающего тока, вы меняете частоту вращения двигателя, можете запустить его или наоборот – остановить.
В качестве преобразователя напряжения наибольшее распространение нашли инверторные схемы. Они обеспечивают широкий диапазон регулировки частот, обладают высоким КПД и другими отличными техническими характеристиками.
Схему работы инверторов можно изобразить следующим образом.
Рис. 2. Схема работы инверторов
Однофазное переменное напряжение преобразуется в постоянное, подается в блок с импульсным инвертором, который формирует три независимых переменных напряжения (одинакового уровня, но со смещенной фазой) — ключа.
Схема инверторного преобразователя для асинхронного двигателя
Преобразователи можно приобрести в готовом виде, а можно изготовить своими руками.
Сложность проектирования и создания таких схем заключается в логике их работы. В настоящее время с приходом программируемых контроллеров Arduino и т.п. имеется возможность создавать сложные схемы с широким диапазоном регулировки частот всех трех питающих напряжений. Однако, для начала рассмотрим простые варианты.
Двигатель ДИД-0.5ТА (напряжение питания около 27 В, частота вращения – до 400 Гц) имеет небольшую мощность и широко применяется в системах автоматики. Чтобы привести его в движение и отрегулировать частоту вращения вала можно использовать следующую схему.
Рис. 3. Схема двигателя
По сути она представляет собой три разделенных генератора частоты (ключа) на базе логических элементов.
За регулировку отвечает резистор R2. Такая схема не подойдет для запуска асинхронных двигателей, работающих от трехфазного напряжения 380 В.
Для этих целей можно использовать адаптированную схему.
Рис. 4. Адаптированная схема
Здесь блоки выходных ключей A2 и А3 изображены схематично, так как полностью дублируют блок А1.
Программировать здесь ничего не нужно.
Более сложные реализации
Многие производители предлагают специальные контроллеры, на базе которых управление асинхронными двигателями существенно упрощается.
Один из таких вариантов – контроллер MC3PHAC.
Рекомендуемая производителем схема подключения.
Рис. 5. Схема подключения
Реализация платы частотного преобразователя может быть, например, такой.
Рис. 6. Реализация платы частотного преобразователя
Обмен данными по последовательному интерфейсу RS232 с персональным компьютером не обязателен. Схема может работать автономно.
Управляющие сигналы и процедуры инициализации можно уточнить в даташите производителя.
Еще один вариант с готовой прошивкой для микроконтроллера
Схема использовалась для питания трехфазного двигателя на пилораме (наверное, самый популярный способ использования трехфазных двигателей).
Рис. 7. Схема для питания трехфазного двигателя
Блок питания к ней.
Рис. 8. Схема блока питания
Вариант печатной платы.
Рис. 9. Печатная плата
Частота может регулироваться в диапазоне 2,5-50 Гц с шагом 1,25. ШИМ – 1700 – 3300 Гц. Мощность двигателя – не более 4 кВт.
После одиночного короткого нажатия на кнопку «пуск» подается пусковая частота – 10 Гц. А удерживание инициирует дальнейший разгон до 50 Гц (в течении приблизительно 2 секунд).
Прошивка для контроллера PIC16F628(A) здесь.
Автор: RadioRadar
▶▷▶▷ схема частотник для электродвигателя своими руками схема
▶▷▶▷ схема частотник для электродвигателя своими руками схема| Интерфейс | Русский/Английский |
| Тип лицензия | Free |
| Кол-во просмотров | 257 |
| Кол-во загрузок | 132 раз |
| Обновление: | 31-03-2019 |
- Уральский портал для родителей.
Материалы о беременности и родах, развитии детей. Детские смешинки. - Справочник детско-родительских учреждений. Консультации, новости, форум. Выходные тиристоры ( GTO ) или транзисторы ( IGBT ) обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Функциональная
- или транзисторы ( IGBT ) обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Функциональная схема преобразователя частоты, выполненного по схеме источника напряжения. Для доступа к этой странице необходимо ввести пароль. Забыли или не знаете пароль? Служба поддержки: [email protected] • размещение рекламы. Производитель автоаудиотехники. Портативные навигаторы, мультимедийные центры, ЖК-мониторы, телевизоры, ТВ-тюнеры, антенны. Адреса сервис-центров. Нет продуктов для сравнения. Сайт для женщин quot;Ева.руquot;: форумы, конкурсы, доски объявлений. Красота, беременность, дети, дом, здоровье, рецепты, любовь.
Материалы о беременности и родах, развитии детей. Детские смешинки. развитии детей. Детские смешинки. Справочник детско-родительских учреждений.
Консультации
развитии детей. Детские смешинки. Справочник детско-родительских учреждений. Консультации
- то для подключения к двигателю частотного преобразователя выбирается схема «звезда» Для простоты выполнения этой процедуры на Частотник для электродвигателя своими руками: схема fbru/article/196180/chastotnik-dlya-elektrodvigatelya Cached Сделать частотник для электродвигателя своими руками
- частотнике Частотный преобразователь для электродвигателя: схема fbru/article/199002/chastotnyiy-preobrazovatel-dlya Cached Основной упор будет сделан на изготовление частотного преобразователя своими руками Автомобили Бизнес Самодельный частотник — YouTube wwwyoutubecom /watch?v=w3vmbn3YLYo Cached Самодельный частотник Топ 10 станков для запуска бизнеса в Лазерный гравер своими руками из DvD Частотный преобразователь для асинхронного электродвигателя chebopro/tehnologii/raschyot-i-vybor Cached Изготовить частотник своими руками практически возможно Для этого нужно определиться с основными деталями
- то для подключения к двигателю частотного преобразователя выбирается схема «звезда» Для простоты выполнения этой процедуры на Частотник для электродвигателя своими руками: схема fbru/article/196180/chastotnik-dlya-elektrodvigatelya Cached Сделать частотник для электродвигателя своими руками
схема частотник для электродвигателя своими руками схема — Поиск в Google Специальные ссылки Перейти к основному контенту Справка по использованию специальных возможностей Оставить отзыв о специальных возможностях Нажмите здесь , если переадресация не будет выполнена в течение нескольких секунд Войти Удалить Пожаловаться на неприемлемые подсказки Режимы поиска Все Картинки Видео Новости Покупки Ещё Карты Книги Авиабилеты Финансы Настройки Настройки поиска Языки (Languages) Включить Безопасный поиск Расширенный поиск Ваши данные в Поиске История Поиск в справке Инструменты Результатов: примерно 52 800 (0,47 сек) Looking for results in English? Change to English Оставить русский Изменить язык Результаты поиска Картинки по запросу схема частотник для электродвигателя своими руками схема Другие картинки по запросу «схема частотник для электродвигателя своими руками схема» Жалоба отправлена Пожаловаться на картинки Благодарим за замечания Пожаловаться на другую картинку Пожаловаться на содержание картинки Отмена Пожаловаться Все результаты Частотник своими руками — любительская схема преобразователя chistotnikru/chastotnik-svoimi-rukami-lyubitelskaya-sxema-preobrazovatelyahtml Сохраненная копия Похожие 27 дек 2016 г — Самодельный частотный регулятор оборотов для асинхронного двигателя Схема любительского частотника Как я сам изготовил · Как сделать инвертор · Для чего предназначен Схемы любительских частотных преобразователей — Electrikinfo electrikinfo/main/praktika/545-shemy-lyubitelskih-chastotnyh-preobrazovateleyhtml Сохраненная копия Похожие Разработчик схемы М Мухин в то время был учеником 10 класс Одна из первых схем преобразователя для питания трехфазного двигателя была схемы Современные фирменные частотники имеют на выходе мощные Частотный преобразователь своими руками — RadioRadar wwwradioradarnet/radiofan/power_supply/frequency_converter_own_handshtml Сохраненная копия 21 дек 2017 г — Частотный преобразователь — схемы запуска трёхфазного двигателя , источника питания, сборка устройства Как сделать частотный преобразователь своими силами: принцип Сохраненная копия Похожие Как сделать частотный преобразователь своими руками : как работает Во время эксплуатации электродвигателя важно обеспечить его плавный пуск и 23 Порядок действий по сборке схемы частотного преобразователя На что обратить · Самостоятельная · Порядок действий по Частотный преобразователь (частотник) для асинхронного tokidetru/elektrooborudovanie//princip-raboty-chastotnogo-preobrazovatelyahtml Сохраненная копия Похожие Принцип работы, технические характеристики и схемы описывающие частотный преобразователь для асинхронного двигателя своими руками Зачем нужен · Принцип работы · Как выбирать · Самостоятельная сборка Схемы частотники Частотные преобразователи своими руками Сохраненная копия Схема частотного преобразователя для трехфазного двигателя Схемы Частотный преобразователь для трехфазного двигателя своими руками Видео 2:04 Частотник своими руками,это просто denka1122122 YouTube — 27 июл 2017 г 7:15 Частотник для трехфазного двигателя своими руками Sergei Kim YouTube — 30 окт 2017 г 1:31 Самодельный частотный преобразователь для трехфазного Алексей Носков YouTube — 4 февр 2015 г Все результаты Частотник для трехфазного электродвигателя своими руками electricvdeleru › Электрооборудование › Электродвигатели Сохраненная копия Похожие Для чего нужен частотник и как сделать его своими руками для трехфазного электродвигателя Ниже представлена схема преобразователя частоты Частотник для трехфазного электродвигателя своими руками › Элементы электрики › Двигатели Сохраненная копия Назначение и принцип работы частотных преобразователей Как изготовить устройство для трехфазного и однофазного двигателя : схемы и Самодельный частотный тиристорный преобразователь для АД › Станки, материалы и инструменты › Электропривод Сохраненная копия 7 июн 2016 г — Для оптимально управления скоростью вала двигателя асинхронных А вы видели где то схемы управления ПЧ, не на самоделки, а на Смог ведь : good: И здесь тиристорный частотник порвём сообща 0 Схема частотного преобразователя для асинхронника 500Вт [1 monitornetru › Список форумов › Флейм › Технофлейм Сохраненная копия 13 февр 2014 г — 32 сообщения — 5 авторов Схема частотного преобразователя для асинхронника 500Вт [1] вентиляторная там Вот ещё частотник для однофазного двигателя РадиоКот :: Частотный преобразователь Сохраненная копия 29 июл 2014 г — Теги статьи: Частотный преобразователь ( частотник )Добавить тег Отсутствует замагничивание и лишний нагрев двигателя , как при HCPL 3120 (бутстрепная схема запитки) микроконтроллером PIC16F628A РадиоКот :: Простой преобразователь частоты для асинхронного Сохраненная копия 11 дек 2012 г — Значить соединяем обмотки двигателя треугольником Блок питания собран по классической схеме и в комментариях не нуждается Частотный привод 5-200Гц (10-400Гц) своими руками cxemnet › Промышленная электроника Сохраненная копия Похожие 4 окт 2015 г — Данный частотник , а в дальнейшем частотный привод, способен управлять маштабирования напряжения DC звена 1в -100в (на схеме R30) Резистор задает номинальную частоту двигателя при 220 В ( Так, Частотник своими руками 3кВт — Вопросы и ответы — vip-cxemaorg forumvip-cxemaorg › Вопрос-Ответ › Вопросы и ответы Сохраненная копия Похожие 6 апр 2015 г — 6 сообщений — 1 автор мой тебе совет Роман, не связывайся, схема очень дорогая выйдет, просто 220 на 380 это одно, но для двигателя нужно, что то вроде Схема частотного преобразователя для трехфазного двигателя Сохраненная копия 8 янв 2017 г — Давно хотел собрать по схеме частотный преобразователь Частотный преобразователь для трехфазного двигателя своими руками Схема и принцип работы самодельного инвертора › Теория Сохраненная копия Преимущества современных схем частотных преобразователей Преобразователь частоты (инвертор): изготовление своими руками При работе такого инвертора в статорной обмотке электродвигателя протекает ток Самодельный преобразователь напряжение-частота или частотник может быть Особенности построения схемы частотного преобразователя для Сохраненная копия Но чтобы сделать преобразователь частоты своими руками , Когда проектируется схема частотного преобразователя для электродвигателя своими руками , Проектируя частотник для трехфазного электродвигателя своими Частотный преобразователь — виды, принцип действия, схемы electricalschoolinfo/elprivod/1658-chastotnyjj-preobrazovatel-vidy-principhtml Сохраненная копия Похожие Ротор любого электродвигателя приводится в движение под действием сил, вызванных вращающимся электромагнитным полем внутри обмотки Преобразователь частоты: тиристорный, высоковольтный, обзор › Главная › Автоматизация производства Сохраненная копия 15 мар 2014 г — Преобразователь частоты – векторный, однофазный, схемы и инструкции где можно купить, а также схема , как его сделать своими руками преобразователь может помочь сэкономить энергию двигателя , Частотный регулятор для трехфазного электродвигателя | 2 Схемы Сохраненная копия Рейтинг: 5 — 1 голос 14 июн 2017 г — Частотник преобразователя трехфазного двигателя — схема устройства на UC3843 и микроконтроллере Частотник своими руками Частотный преобразователь — Инженерные решения engineering-solutionsru/motorcontrol/vfd/ Сохраненная копия Похожие Функциональная схема частотного преобразователя Обозначения блоков на Метод управления электродвигателем , Диапазон регулирования частотный преобразователь для электродвигателя 15 квт своими wwwlaznia-radompl//chastotnyi-preobrazovatel-dlia-elektrodvigatelia-1_5-kvt-svo Сохраненная копия 27 дек 2018 г — частотный преобразователь для электродвигателя 15 квт своими руками схема — Yahoo Search Results Yahoo Web Search Sign in Mail Частотник для электродвигателя своими руками: схема — FBru fbru › Технологии › Электроника Сохраненная копия Похожие 22 июл 2015 г — В данной статье будет рассмотрен частотник для электродвигателя , принцип его работы и основные компоненты Основной упор Частотный преобразователь — 380 к однофазной сети 220 — Форум radioskotru › Форум радиолюбителей › СХЕМЫ › БЛОКИ ПИТАНИЯ Сохраненная копия Похожие 18 мар 2014 г — 10 сообщений — 4 автора Всю схему можно собрать на печатной плате В моём случае мощность электродвигателя была 600 Вт, поэтому тиристоры не стал Частотный преобразователь своими руками — с асинхронным usilitelstaboru/chastotnyiy-preobrazovatel-svoimi-rukamihtml Сохраненная копия Частотный преобразователь своими руками — представляю вам Читайте также: Схема паяльной станции своими руками а после запуска двигателя мощностью на 4 кВт я практически был удовлетворен итогом своей работы Частотный преобразователь для электродвигателя своими руками buginot000webhostappcom/chastotniy-preobrazovatel-dlya-elektrodvigatelya-svoim Сохраненная копия Скачать Частотный преобразователь для электродвигателя своими руками схема Управление электродвигателем при помощи частотника Принцип Частотный преобразователь 220 — 380 сделаный своими руками Частотный преобразователь 220 — 380 сделаный своими руками Регулятор оборотов двигателя электроинструмента — схема и принцип работы Разрабатываем частотник Часть первая, силовая часть / Силовая weeasyelectronicsru//razrabatyvaem-chastotnik-chast-pervaya-silovaya-chasthtml Сохраненная копия Похожие 2 сент 2014 г — Данная структурная схема построена по так называемой схеме двойного преобразования Подопытный кролик Электродвигатель Схема частотник для электродвигателя своими руками b4stacerunet/shema-chastotnik-dlya-elektrodvigatelya-svoimi-rukami/ Сохраненная копия Схема частотник для электродвигателя своими руками Частотник для однофазного электродвигателя , принцип действия Преобразователь частоты для асинхронного двигателя — принцип howelektrikru//ustrojstvo-preobrazovatelya-chastoty-dlya-asinxronnogo-dvigatelya Похожие 2 нояб 2015 г — Его можно собрать собственными руками Главное иметь Схема частотного преобразователя для трехфазного двигателя Частотник для трехфазного электродвигателя — Услуги электрика Сохраненная копия 27 мар 2017 г — Схема частотника для трехфазного двигателя электродвигателей путем изготовления преобразователей своими руками Частотный преобразователь для электродвигателя — устройство Сохраненная копия Схема частотника любого из этих типов схожа, за исключением то вполне реально собрать подобный частотник своими руками , но это очень Схема частотник для электродвигателя своими руками схема smasterim-samiru/shema-chastotnik-dlya-elektrodvigatelya-svoimi-rukami-shemahtml Сохраненная копия схема частотник для электродвигателя своими руками схема Частотный преобразователь 220 — 380 сделаный своими руками Частотный преобразователь — принцип работы, схема onlineelektrikru › Электрооборудование › Электродвигатели Сохраненная копия Похожие Частотный преобразователь – принцип работы, схемы подключения и плавный пуск электродвигателя своими руками – вариант с микросхемой Схема частотного преобразователя для трехфазного двигателя teleshemaru/scheme/34569876/ Сохраненная копия Похожие Схема простая, но в сети подобную реализацию можно найти на каждом углу в Перейти к обсуждению темы: Высоковольтная мухобойка своими руками альтивар или частотный преобразователь для трехфазного двигателя Частотный преобразователь своими руками для трех фазного — Ok Сохраненная копия Частотный преобразователь своими руками для трех фазного двигателя справочные таблицы , схемы радиоэлектронной аппаратуры и приборов, Частотный преобразователь для трёхфазного АД / Приборы monemoru/technology/chastotnyy-preobrazovatel-dlja-trexfaznogo-ad-9645/ Сохраненная копия Похожие 27 июл 2010 г — В качестве двигателя агрегата использовался трёхфазный Для питания силового блока и схемы управления применялась Частотные преобразователи для асинхронных двигателей elektrik24net › › Электродвигатели › Преобразователь частоты Сохраненная копия Похожие 3 Сборка преобразователя частоты для асинхронного двигателя своими руками 6 Комментарии для подключения частотника к двигателю на видео Импульсный блок питания своими руками собирается по стандартной схеме Как сделать своими руками преобразователь с 12 на 220 Сохраненная копия Feb 8, 2019- Как сделать своими руками преобразователь с 12 на 220 Подробности, схемы , видео Частотник- это сложно? | Мастерская Самоделкина — Форум — ESpec monitorespecws/section44/printview210519html Сохраненная копия Похожие 4 дек 2012 г — Не нашел простой схемы преобразователя 220вольт на 380 вольт трехфазный для питания двигателя 2,2 квт Что-то Сами понимаете, очень уж сложно это все переварить, когда это все руками не потрогал Скалярный частотник для однофазного асинхронного двигателя 17 нояб 2016 г — (Если повторять схему , то просто делается плата, в Arduino Duemilanove заливается скетч, затем Mega328 выдёргивается и Частотный преобразователь — работа, виды + инструкция electrikmasterru/chastotnyj-preobrazovatel/ Сохраненная копия Подключение электродвигателя — основные схемы , способы и и восстановлению обмотки двигателя своими руками (инструкция с фото и видео) Power Electronics • Просмотр темы — Простейший частотный valvolru › Work category › Сделай сам Сохраненная копия Похожие 13 сообщений — 6 авторов Там на рис10 приведена схема трёхфазного задающего генератора В отличие от предложенной, схема обеспечивает возможность регулировки трехфазный частотный преобразователь для электродвигателя lahinchartgallerycom//trekhfaznyi-chastotnyi-preobrazovatel-dlia-elektrodvigatelia- Сохраненная копия 15 мар 2019 г — Электродвигатели Частотный преобразователь – незаменимое для трехфазного электродвигателя своими руками ( схема ) Частотные преобразователи Работа и устройство Типы и Сохраненная копия Если изготавливать частотные преобразователи своими руками , Частотник может подключаться к электродвигателю по схеме звезды или схема подключения частотного преобразователя для трехфазного eltprofru//skhema-podkliucheniia-chastotnogo-preobrazovatelia-dlia-trekhfaznogo- Сохраненная копия 25 дек 2018 г — схема подключения частотного преобразователя для трехфазного сетями На рисунке схема подключения частотника 8400 Vector Принцип работы и для трехфазного электродвигателя своими руками ( схема ) частотника — ProElectrikacom — Электрика своими руками proelectrikacom/chastotnyj-preobrazovatel-dlya-elektrodvigatelej-html/ Сохраненная копия Похожие Управление электродвигателем при помощи “ частотника ” Маркировка и схема подключения к электросети и нагрузке Частотные инверторы любой Трехфазный двигатель в однофазную сеть: 7 доступных способов Сохраненная копия 29 мар 2018 г — Когда трехфазный электродвигатель включают в однофазную сеть, то потери его Способ №2: конденсаторный запуск схемы звезда Но собрать такой преобразователь своими руками вряд ли получится: его Вместе с схема частотник для электродвигателя своими руками схема часто ищут частотный преобразователь своими руками радиокот частотный преобразователь на ардуино частотный преобразователь восьмикрут регулятор оборотов трехфазного двигателя своими руками народный частотник из чего можно сделать частотный преобразователь прошивка частотного преобразователя частотный преобразователь для трехфазного двигателя Навигация по страницам 1 2 3 4 Следующая Ссылки в нижнем колонтитуле Россия — Подробнее… Справка Отправить отзыв Конфиденциальность Условия Аккаунт Поиск Карты YouTube Play Новости Почта Контакты Диск Календарь Google+ Переводчик Фото Покупки Ещё Документы Blogger Hangouts Google Keep Jamboard Подборки Другие сервисы Google
Уральский портал для родителей.
Материалы о беременности и родах, развитии детей. Детские смешинки. Справочник детско-родительских учреждений. Консультации, новости, форум.
Выходные тиристоры ( GTO ) или транзисторы ( IGBT ) обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Функциональная схема преобразователя частоты, выполненного по схеме источника напряжения.
Для доступа к этой странице необходимо ввести пароль. Забыли или не знаете пароль? Служба поддержки: [email protected] • размещение рекламы.
Производитель автоаудиотехники. Портативные навигаторы, мультимедийные центры, ЖК-мониторы, телевизоры, ТВ-тюнеры, антенны. Адреса сервис-центров. Нет продуктов для сравнения.
Сайт для женщин quot;Ева.руquot;: форумы, конкурсы, доски объявлений. Красота, беременность, дети, дом, здоровье, рецепты, любовь.
Схема подключения электродвигателя через преобразователь частоты. Как подключить однофазный двигатель к преобразователю частоты? Подключение частотного преобразователя к электродвигателю
Асинхронные электрические двигатели с короткозамкнутым ротором благодаря своей крайней простоте получили широкое распространение, особенно в трехфазных сетях, где им не требуются дополнительные пусковые или смещенные по фазе обмотки.
При правильной эксплуатации асинхронный электродвигатель становится практически вечным – единственное, что в нем может потребовать замены, это подшипники ротора.
Однако ряд особенностей асинхронных двигателей определяет специфику их пускового режима: отсутствие обмотки якоря означает отсутствие противоЭДС индукции в момент включения обмоток статора, а следовательно – высокий пусковой ток.
Если для маломощных электрических двигателей это не критично, то в промышленных электродвигателях пусковые токи могут достигать очень высоких значений, что приводит к просадкам напряжения в сети, перегрузкам подстанций и электропроводки.
ПРЯМОЙ ПУСК АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Как уже было сказано выше, прямое включение обмотки асинхронного двигателя может применяться только при низкой мощности. В этом случае пусковой ток превышает номинальный в 5-7 раз, что не является проблемой для коммутационного оборудования и электропроводки.
Основной проблемой прямого пуска становится подключение нескольких электродвигателей к маломощной подстанции или генератору: включение в сеть нового электродвигателя может вызвать настолько сильную просадку напряжения, что уже работающие двигатели остановятся, а новому мотору не хватит пускового момента, чтобы стронуться с места.
Пусковой ток асинхронного двигателя достигает максимального значения в момент включения и плавно снижается до номинального по мере раскрутки ротора. Следовательно, для уменьшения времени перегрузки сети асинхронный двигатель должен включаться с минимальной нагрузкой, если это возможно.
Мощные токарные станки, гильотины для рубки металла не имеют фрикционных муфт, и все их вращающиеся механизмы раскручиваются в момент включения электродвигателя. В этом случае длительные просадки напряжения приходится прямо закладывать в проектируемое для них электроснабжение.
ПЛАВНЫЙ ПУСК АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Логичным способом снижения пускового тока стало снижение напряжения, подаваемого на статор в момент запуска, с его постепенным увеличением при разгоне двигателя. Простейший и наиболее старый способ плавного пуска – реостатный пуск электродвигателя: в цепь статора последовательно включается несколько мощных резисторов, последовательно закорачиваемых контакторами.
Также могут использоваться и дроссели высокой индуктивности (реакторы), а также автотрансформаторы.
Подобный способ плавного пуска имеет очевидные недостатки:
Проблематичность автоматизации.
Работа контакторов не привязывается к реальному значению тока, они либо переключаются вручную, либо перебираются с помощью реле времени автоматически.
Усложнение пуска под нагрузкой.
Так как крутящий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения питания, снижение напряжения в момент пуска в 2 раза приведет к снижению крутящего момента в 4 раза. Применение плавного пуска с электродвигателями, напрямую подключенными к нагрузке, значительно увеличивает время выхода на рабочие обороты.
Совершенствование силовой электроники позволило создать компактные автоматические устройства плавного пуска (также называемые софтстартерами от английского soft start – «мягкий пуск») для асинхронных электродвигателей, устанавливаемые на стандартную монтажную рейку электрощитов.
Они обеспечивают не только плавный разгон, но и торможение двигателя, позволяя регулировать параметры токов пуска и остановки в различных режимах:
Постоянное токоограничение.
В момент запуска ток ограничивается на заданном превышении номинального и удерживается на этой величине все время разгона двигателя. Обычно используется ограничение на уровне 200-300% номинального тока. Перегрузка становится малозначительной, хотя ее длительность возрастает.
Формирование тока.
В данном случае токовая кривая в момент включения двигателя имеет больший наклон, после чего софтстартер переходит в режим токоограничения.
Такой метод плавного пуска применяется при подключении к маломощным подстанциям или генераторам для снижения стартовой нагрузки, однако пусковой момент электродвигателя в данном случае минимален. Для устройств, лишенных холостого хода электродвигателя, использовать формирование тока с пологой стартовой кривой невозможно.
Ускоренный пуск (кик-старт).
Применяется с двигателями, напрямую приводящими нагрузку, так как иначе их пусковой крутящий момент может оказаться недостаточным для страгивания ротора.
В этом случае устройство плавного пуска допускает кратковременное превышение пускового тока в несколько раз (фактически осуществляется прямая коммутация), по истечении заданного времени ток снижается до двух-трехкратного превышения номинала.
Останов на выбеге.
При отключении двигателя напряжение с него снимается полностью, вращение якоря продолжается по инерции. Наиболее простой способ коммутации, применимый при небольших мощностях и малой инерции привода.
Однако в момент разрыва цепи происходит сильный индуктивный выброс, приводящий к сильному искрению в контакторах. На мощных электродвигателях, а также при высоких рабочих напряжениях данный способ отключения неприемлем.
Линейное снижение напряжения.
Применяется для более плавной остановки двигателя. Нужно помнить, что крутящий момент двигателя при этом снижается нелинейно из-за квадратичной зависимости момента от напряжения, то есть снижение момента происходит наиболее резко в начале кривой.
Отключение питания происходит при минимальном токе в обмотке, соответственно коммутирующие выключатели практически не изнашиваются образованием искры между контактами.
Для снижения нагрузок при остановке применяется управляемое снижение напряжения:
- вначале ток снижается минимально;
- затем кривая начинает снижаться круче.
Снижение крутящего момента электродвигателя при этом близко к линейному. Этот способ управления остановом электродвигателя применяется в устройствах с высокой инерционностью привода.
При использовании такого рода устройств плавного пуска пусконаладочные работы заключаются в настройке нужного типа кривой пускового тока и, в случае использования режимов формирования тока или ускоренного старта, настройке длительности временного интервала начального участка кривой.
Применение устройств плавного пуска позволяет автоматизировать пусковой режим, но его главный минус остается – либо приходится закладывать в устройство возможность холостого хода электродвигателя, либо допускать кратковременные перегрузки сети, раскручивая мотор и нагрузку с кик-стартом.
ПУСК ПО СХЕМЕ ЗВЕЗДА-ТРЕУГОЛЬНИК
Другим способом запуска, использующимся на трехфазных двигателях, является перекоммутация обмоток: в момент пуска обмотки соединяются звездой, по мере разгона ротора обмотки переводятся в нормальное включение треугольником.
Такой метод пуска фактически является частным случаем способа пуска асинхронного электродвигателя на пониженном напряжении, так как напряжение на обмотках при этом снижаетсяпримерно в 1,73 раза.
Подобный способ пуска может быть легко реализован с помощью набора контакторов с ручным управлением или с приводом от реле времени, поэтому достаточно дешев и распространен. Основные недостатки этого способа:
- При отказе одного из контакторов произойдет нарушение коммутации, в результате чего либо станет невозможным пуск, либо значительно снизится мощность двигателя.
- Снижение напряжения и тока является фиксированным.
- Крутящий момент двигателя при включении обмоток звездой уменьшается, поэтому запуск желательно также производить без нагрузки.
ПУСК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ЧЕРЕЗ ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Наиболее гибкий способ управления не только режимом пуска, но и рабочими характеристиками асинхронного электродвигателя – это применение частотного преобразователя. По своей сути частотный преобразователь представляет собой узкоспециализированный инвертор:
- входное напряжение в нем выпрямляется;
- затем заново преобразуется в переменное, но уже с заданной частотой и амплитудой.
Это происходит благодаря работе генератора широтно-импульсной модуляции (ШИМ), который создает серию прямоугольных импульсов заданной частоты и скважности (отношения длительности импульса к его периоду). Генерируемые импульсы управляют силовыми ключами, коммутирующими выпрямленное напряжение питания на обмотки выходного трансформатора.
Как осуществляется плавный пуск через частотный преобразователь?
В данном случае становится возможным плавное изменение не только напряжения, но и частоты питающего электродвигатель напряжения. Благодаря тому, что ШИМ-генератор частотного преобразователя легко может управляться с обратной связью по потребляемому току, становится возможным пусковой режим, в котором ток не превышает номинальный – таким образом перегрузка питающей сети фактически отсутствует.
Однако такой пусковой режим требует значительного усложнения частотного преобразователя, поэтому для управления асинхронными электродвигателями обычно используется комбинация с отдельным устройством плавного пуска (УПП).
© 2012-2019 г. Все права защищены.
Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
Созданный в конце XIX столетия, трёхфазный асинхронный двигатель стал незаменимой составляющей современного промышленного производства.
Для плавного пуска и остановки такого оборудования требуется специальное устройство – преобразователь частоты. Особо актуально наличие преобразователя для крупных двигателей с большой мощностью. С помощью этого дополнительного устройства можно регулировать пусковые токи, то есть, контролировать и ограничивать их величину.
Если регулировать пусковой ток исключительно механическим способом, не удастся избежать энергетических потерь и уменьшения срока службы оборудования. Показатели этого тока в пять-семь раз превышают номинальное напряжение, что недопустимо для нормальной работы оборудования.
Принцип работы современного преобразователя частоты подразумевает использование электронного управления. Они не только обеспечивают мягкий пуск, но и плавно регулируют работу привода, придерживаясь соотношения между напряжением и частотой строго по заданной формуле.
Основное преимущество устройства – экономия в потреблении электроэнергии, составляющая в среднем 50%. А также возможность регулировки с учётом потребностей конкретного производства.
Устройство функционирует по принципу двойного преобразования напряжения.
- выпрямляется и фильтруется системой конденсаторов.
- Затем в работу вступает электронное управление – образуется ток с указанной (запрограммированной) частотой.
На выходе выдаются прямоугольные импульсы, которые под воздействием обмотки статора двигателя (её индуктивности) становятся близкими к синусоиде.
На что обратить внимание при выборе?
Производители делают упор на стоимость преобразователя. Поэтому многие опции доступны только у дорогих моделей. При выборе устройства следует определиться с основными требованиями для конкретного использования.
- Управление может быть векторным или скалярным. Первое даёт возможность точной регулировки. Второе лишь поддерживает одно, заданное соотношение между частотой и напряжением на выходе и подходит только для простых приборов, вроде вентилятора.
- Чем выше указанная мощность, тем универсальнее будет устройство — обеспечится взаимозаменяемость и упростится обслуживание оборудования.
- Диапазон напряжения сети должен быть максимально широким, что обезопасит при перепадах его норм. Понижение не так опасно для устройства, как повышение. При последнем — вполне могут взорваться сетевые конденсаторы.
- Частота должна полностью соответствовать потребностям производства. Нижний предел указывает на диапазон регулирования скорости привода. Если нужен более широкий, потребуется векторное управление. На практике применяются частоты от 10 до 60 Гц, реже до 100Гц.
- Управление осуществляется через различные входы и выходы. Чем их больше, тем лучше. Но большее количество разъёмов существенно увеличивает стоимость устройства и усложняет его настройку.
- Шина управления подключаемого оборудования должна совпадать с возможностями схемы частотного преобразователя по количеству входов и выходов. Лучше иметь небольшой запас для модернизации.
- Перегрузочные способности. Оптимален выбор устройства с мощностью на 15% больше мощности используемого двигателя. В любом случае нужно прочесть документацию. Производители указывают все основные параметры двигателя. Если важны пиковые нагрузки, следует выбрать преобразователь с показателем пикового тока на 10% больше указанного.
Дискретные входы (выходы) используются для ввода команд управления и выхода сообщений о событиях (например, о перегреве), цифровые – для ввода сигналов цифровых (высокочастотных), аналоговые – для ввода сигналов обратной связи.
Сборка преобразователя частоты для асинхронного двигателя своими руками
Собрать инвертор или преобразователь можно самостоятельно. В настоящее время в сети находится множество инструкций и схем такой сборки.
Основная задача – получить «народную» модель. Дешёвую, надёжную и рассчитанную на бытовое применение. Для работы оборудования в промышленных масштабах, конечно, лучше отдать предпочтение устройствам, реализуемым магазинами.
Порядок действий по сборке схемы частотного преобразователя для электродвигателя
Для работы с домашней проводкой, с напряжением 220В и одной фазой. Примерная мощность двигателя до 1кВт.
На заметку. Длинные провода нужно снабдить помехоподавляющими кольцами.
Регулировка вращения ротора двигателя вмещается в диапазон частоты 1:40. Для малых частот необходимо фиксированное напряжение (IR компенсация).
Подключение частотного преобразователя к электродвигателю
Для однофазной проводки на 220В (использования в домашних условиях) подключение осуществляется по схеме «треугольник». Выходной ток не должен превышать 50% от номинального!
Для трёхфазной проводки на 380В (промышленного использования) подключение двигателя к частотному преобразователю осуществляется по схеме «звезда».
Преобразователь (или ) имеет соответствующие клеммы, помеченные буквами.
- R, S, T– сюда подключаются провода сети, очерёдность не имеет значения;
- U , V , W – для включения асинхронного двигателя (если двигатель вращается в обратную сторону, нужно поменять местами любой из двух проводов на этих клеммах).
- Отдельно предусмотрена клемма для заземления.
Для продления срока эксплуатации преобразователя необходимо соблюдать следующие правила:
- Регулярно очищать внутренности устройства от пыли (лучше выдувать её небольшим компрессором, так как пылесос с загрязнением не всегда справится – пыль уплотняется).
- Своевременно заменять узлы. Электролитические конденсаторы рассчитаны на пять лет, предохранители на десять лет эксплуатации. А вентиляторы охлаждения на два-три года использования. Внутренние шлейфы следует заменять раз в шесть лет.
- Контролировать внутреннюю температуру и напряжение на шине постоянного тока.
- Придерживаться условий эксплуатации. Температура окружающей среды не должна превышать +40 градусов. Недопустима высокая влажность и запылённость воздуха.
Повышение температур приводит к засыханию термопроводящей пасты и разрушению конденсаторов. На силовых компонентах привода её следует менять ни реже одного раза в три года.
Управление асинхронным мотором (например, ) – довольно сложный процесс. Преобразователи, изготовленные кустарно, дешевле промышленных аналогов и вполне подходят для использования в бытовых целях. Однако для применения на производстве предпочтительнее установить инверторы, собранные в заводских условиях. Обслуживание таких дорогих моделей под силу только хорошо обученному техническому персоналу.
Частотный преобразователь используется для изменения частоты напряжения, питающего трехфазный двигатель. Кроме того, частотник позволяет подключить трехфазный электрический двигатель к однофазной сети без потерь мощности. В случае, когда для этих целей применяются конденсаторы, последнее невыполнимо.
Подключение частотника предполагает размещение перед ним автоматического выключателя, работающего с током, равным номинальному (или ближайшему большему в ряду номинальных токов автоматов) потребляемому току двигателя. Если ПЧ адаптирован на работу от трехфазной сети, необходимо задействовать трехфазный автомат, имеющий общий рычаг. Такой подход позволяет в случае короткого замыкания одной из фаз оперативно обесточить и все остальные фазы. Характеристики тока срабатывания должны полностью соответствовать току одной фазы электрического двигателя. Если же частотник предназначен для однофазного питания, имеет смысл применить одинарный автомат, рассчитанный на утроенный ток одной фазы. В любом случае, установка частотника не должна осуществляется путем включения автоматов в разрыв нулевого или заземляющего провода. Здесь подключение выполняется только напрямую.
Далее настройка преобразователя частоты предусматривает присоединение его фазных проводов к соответствующим контактам электрического двигателя. Перед этим необходимо соединить в электродвигателе обмотки по схеме «треугольник» или «звезда». Конкретный тип соединения определяется характером напряжения, вырабатываемого непосредственно преобразователем частоты.
Как правило, на корпусе двигателя приведены два значения напряжения. В ситуации, когда вырабатываемому частотником напряжению соответствует меньшее из указанных, необходимо применить схему «треугольник». В противном случае обмотки соединяются по принципу «звезды».
Пульт управления, входящий в комплект поставки частотного преобразователя, располагают в удобном месте. Подключить его необходимо согласно схеме, приведенной в инструкции к ПЧ. Далее рукоятка устанавливается в нулевое положение и выполняется включение автомата. При этом на пульте загорается световой индикатор. Для работы преобразователя необходимо нажать кнопку «RUN» (запрограммировано по умолчанию). Затем необходимо немного повернуть рукоятку, чтобы электродвигатель начал постепенное вращение. В случае, если двигатель вращается в противоположную сторону, нажимается кнопка реверса. Далее следует настроить рукояткой необходимую частоту вращения. Важно учесть, что на пультах многих частотников отображается не частота вращения электрического двигателя (об/мин), а частота питающего электродвигатель напряжения, выраженная в герцах.
Частотный преобразователь (он же частотник) применяется в электротехнике для возможности регулировки питающего напряжения электрической машины (3-ёх фазный двигатель) в широком диапазоне.
Существует даже возможность питания однофазного мотора без потерь мощности. Однако эта функция присутствует только на приборах, не использующих в своей схеме конденсаторы.
При подключении частотника имеет смысл монтаж автоматов. Стоит отметить, что токи выключения должны быть точно подобраны под конкретную электрическую машину.
К примеру, если частотный преобразователь будет монтироваться на трёхфазный двигатель/генератор, имеет смысл установка трёхфазного автомата с общим рычагом.
В этом случае, даже если КЗ возникает в одной фазе, вся система будет немедленно обесточена.
В случае однофазного ЭД будет вполне достаточным установка однофазного автомата, токи выключения которого составляют увеличенные в три раза номинальные токи двигателя.
Перед непосредственным подключением частотного регулятора необходимо убедиться в способе включения обмоток электрической машины:
- звезда;
- треугольник.
От этого будет напрямую зависеть величина регулируемого напряжения. На корпусе электрической машины (на табличке) указываются значения означенного напряжения.
Если напряжение после частотного преобразователя соответствует меньшему из приведённых на табличке, следует поменять включение обмоток на тип «треугольник». Во всех остальных случаях вполне подходит «звезда».
Следует понимать, что частотник отражает не частоту вращения двигателя, а частоту питающего его напряжения.
Пульт управления электрическим аппаратом должен находиться в удобном для оператора месте. Инструкция в комплекте поможет понять главные сигналы частотника. Для старта преобразования необходимо нажать клавишу «Run» или «Start».
Преобразователь частоты переменного тока уже много лет применяются при строительстве электромеханических приборов и агрегатов. Они позволяют модулировать частоту для того, чтобы регулировать скорость вращения вола электрического двигателя.
Частотники позволили подключать трёхфазный электрический двигатель к однофазной сети питания, при этом, не теряя мощности. При старинном типе подключения, через емкий конденсатор, большая часть мощности двигателя терялась, КПД существенно снижалось, обмотки электрического двигателя сильно перегревались.
Всех этих проблем удалось избежать, применением частотного преобразователя. При этом очень важно соблюдать правильное подключение частотного преобразователя к электрическому двигателю.
Некоторые особенности подключения любого частотника в связку с электрическим двигателем.
Во-первых
Из соображений безопасности эксплуатации прибора, при подключении частотника (или любого иного прибора) к сети питания, обязательно нужно устанавливать защитный автомат. Автомат устанавливается перед частотником.
При этом если частотный преобразователь подключается в сеть с трёхфазным напряжением, то установить необходимо автомат тоже трёхфазный, но с общим рычагом отключения.Это позволит отключить питание от всех фаз одновременно, если хотя бы на одной фазе будет короткое замыкание или сильная перегрузка.
Если преобразователь частоты подключается в сеть с однофазным напряжением, то соответственно применяется автомат однофазный. Но при этом, в расчет берётся ток одной фазы, умноженный на три.
При подключении трёхфазного автомата, его рабочий ток определяется током одной фазы.
Однозначно запрещено устанавливать защитный автомат в разрыв нулевого кабеля, как при однофазном подключении, так и при трёхфазном. Такое подключение только внешне выглядит идентичным (ошибочно понимать, что цепь одна и не важно, где её разрывать).На самом деле, в случае разрыва фазовых кабелей, при срабатывании автомата, питание полностью отключается и на цепях прибора не будет фаз вовсе. Это безопасно. А при срабатывании автомата с разорванным нулём, работа прибора прекратиться. Но при этом, обмотки двигателя и цепи частотника останутся под напряжением, что является нарушением правил техники безопасности и опасно для человека.
Также, не при каких условиях не разрывается заземляющий кабель. Как и нулевой, они должны быть подключены к соответствующим шинам напрямую.
Во вторых
Следует подключить фазовые выходы частотного преобразователя к контактам электрического двигателя. При этом обмотки электрического двигателя следует подключить по принципу «треугольник» или «звезда». Тип выбирается исходя из напряжения, которое вырабатывает частотник. Как правило, к каждому инвертеру приложена инструкция, в которой подробно расписано, как соединяются обмотки двигателя для подключения конкретного частотника. Схема подключения частотного преобразователя к 3-х фазному двигателю также должна быть приведена в инструкции.
Обычно на корпусах двигателей приведены оба значения напряжения. Если частотник соответствует меньшему, то обмотки соединяются по принципу треугольника. В других случаях по принципу звезды. Схема подключения частотного преобразователя также должна быть приведена в паспорте частотника. Там же обычно приводятся и рекомендации по подключению.
В третьих
Практически к каждому преобразователю частоты в комплекте прилагается выносной пульт управления. Несмотря на то, что на самом корпусе частотника уже есть интерфейс для ввода данных управления и программирования, наличие выносного пульта управления является очень удобной опцией.
Пульт монтируется в месте, где удобнее всего с ним работать. В некоторых случаях, когда преобразователь частоты несколько уступает в пылевой защите и защите от влаги, сам частотник может быть установлен вдали от двигателя, а пульт управления рядом, для того, чтобы не бегать к шкафу управления и не регулировать обороты там.
Всё зависит от конкретных обстоятельств и требований производства.
Первый пуск и настройка преобразователя частоты
После подключения к преобразователю частоты пульта управления, следует рукоятку скорости вращения вала двигателя перевести в наименьшее положение. После этого нужно включить автомат, тем самым подать питание на частотник. Как правило, после включения питания должны загореться световые индикаторы на частотнике и, при наличии светодиодной панели, на ней должны отобразиться стартовые значения.
Принцип подключения цепей управления частотного преобразователя не является универсальным. Нужно соблюдать указания, указанные в инструкции к конкретному частотнику.
Для первого запуска двигателя потребуется нажать кратковременно клавишу пуска на частотнике. Как правило, эта кнопка запрограммирована на пуск двигателя по умолчанию на фабрике.
После пуска, вал двигателя должен начать медленно вращаться. Возможно, двигатель будет вращаться в противоположную сторону, отличную. От необходимой. Проблему можно решить программированием частотника на реверсное движение вала. Все современные модели преобразователей частоты поддерживают эту функцию. Можно воспользоваться и примитивным подключением фаз в другом порядке фаз. Хотя это долго и не рентабельно по затрате времени и сил электромонтёра.
Дальнейшая настройка предполагает выставления нужного значения оборотов двигателя. Нередко на частотника отображается не частота вращения вала двигателя, а частота питающего двигатель напряжения, выраженная в герцах. Тогда потребуется воспользоваться таблицей, для определения соответствующего значения частоты напряжения частоте вращения вала двигателя.
При монтаже и обслуживании, а также замене преобразователя частоты важно соблюдать ряд рекомендаций.
- Любое касание рукой или иной частью тела токоведущего элемента может отнять здоровье или жизнь. Это важно помнить при любой работе со шкафом управления. При работе со шкафом управления следует отключить входящее питание и убедиться что именно фазы отключены.
- Важно помнить, что некоторое напряжение может ещё оставаться в цепи, даже при угасании световых индикаторов. Посему, при работе с агрегатами до 7 кВт, после отключения питания рекомендуется прождать минут пять не меньше. А при работе с приборами более 7 кВт, прождать нужно не менее 15 минут после отключения фаз. Это даст возможность разрядиться всем имеющимся в цепи конденсаторам.
- Каждый преобразователь частоты должен иметь надёжное заземление. Заземление проверяется согласно правилам профилактических работ.
- Строго запрещено использовать в качестве заземления нулевой кабель. Заземление монтируется отдельным кабелем отдельно от нулевой шины. Даже при наличии и нулевой шины и шины заземления, при соответствии их нормам электромонтажа, соединять их запрещено.
- Важно помнить, что клавиша отключения частотника не является гарантией обесточивания цепей. Эта клавиша всего лишь останавливает двигатель, при этом ряд цепей может оставаться под напряжением.
Подключение частотного преобразователя к электродвигателю осуществляется с применением кабелей, сечение которых соответствует тем характеристикам, которые указаны в паспорте частотника. Нарушение норм в меньшую сторону недопустимо. В большую сторону, может быть не целесообразно.
Прежде чем как подключить частотный преобразователь к электродвигателю, важно убедиться в соответствии условий, при которых будет работать преобразователь частоты. Фактически, условия должны соответствовать рекомендациям, приведённым в инструкции.
В каждом конкретном случае, подключение частотника может сопровождаться рядом обязательных условий. Чтобы узнать, как подключить частотник к 3 фазному двигателю схемы, которого есть в наличии. Сначала изучаются схемы. Если в них всё понятно, подключение выполняется при строго следовании инструкции. Если что-то не понятно, не следует выдумывать самостоятельно и полагаться на свою интуицию. Нужно связаться с поставщиком или производителем, для получения соответствующих указаний.
Лучше дождаться помощи специалиста, чем потом ремонтировать сломанную технику. Случай-то не будет гарантийным.
Watch this video on YouTube
chistotnik.ru
Частотник для трехфазного электродвигателя-принцип работы
Создание трёхфазного асинхронного электродвигателя пришлось на конец XIX века. С тех пор, никакие промышленные работы не являются возможными без его использования. Наиболее значимый момент в рабочем процессе — плавный пуск и торможение двигателя. Это требование в полной мере выполняется при помощи частотного преобразователя.
Существует несколько вариантов названий частотника для трёхфазного электродвигателя. В том числе, он может называться:
- Инвертором;
- Преобразователем частоты переменного тока;
- Частотным преобразователем;
- Частотно регулируемым приводом.
С помощью инвертора осуществляется регуляция вращательной скорости асинхронного электродвигателя, предназначенного для преобразования электрической энергии в механическую. Осуществляемое при этом движение можно трансформировать в движение другого типа.
Специально разработанная схема частотного преобразователя позволяет доводить КПД двигателя до уровня в 98%.
Наиболее значимо использование преобразователя в конструкции электрического двигателя большой мощности. Частотник позволяет осуществлять изменения пусковых токов и задавать для них требуемую величину.
Принцип работы частотного преобразователя
Использование ручного управления пускового тока чревато излишними энергозатратами и уменьшением срока эксплуатации электрического двигателя. При отсутствии преобразователя также наблюдается превышение номинального значения напряжения в несколько раз. Из-за работы в таком режиме, также наблюдается негативное влияние.
Кроме того, частотный преобразователь обеспечивает плавность управления функционированием двигателя, ориентируясь на балансировку значений напряжения и частоты, и снижает энергопотребление вдвое.
Весь приведённый перечень положительных моментов возможен благодаря принципу двойного преобразования напряжения. Действует он следующим образом:
- Сетевое напряжение регулируется через выпрямление и фильтрование в звене прямого тока.
- Выполнение электронного управления, которое формирует определённую частоту, в соответствии с предварительно обозначенным режимом, и трёхфазное напряжение.
- Происходит продуцирование прямоугольных импульсов с последующей корректировкой амплитуды при помощи обмотки статора.
Как правильно подобрать преобразователь частот
Наиболее значимо при покупке частотника — не жалеть денег. В случае с преобразователем, дешёвый всегда означает малофункциональный, а это делает покупку бесполезной.
Также следует обратить внимание на тип управления преобразователя:
Высокоточная установка величины тока.
Рабочий режим ограничен заданным выходным соотношением частоты и напряжения. Данный тип управления уместен только для бытовых приборов простейшего типа.
Питающая сеть должна обеспечивать достаточно широкий диапазон напряжений. Это снижает риск поломки при резких скачках. Чрезмерно высокое напряжение может спровоцировать взрыв конденсаторов.
Показатели частоты должны удовлетворять производственным потребностям. Их нижний порог определяет широту возможностей для управления приводной скорости. Максимальный частотный диапазон возможен только при векторном управлении.
Число входящих/выходящих управляющих разъёмов должно быть немного больше минимально необходимого. Но это, конечно, отражается на повышении цены и возникновении затруднений при установке устройства.
Наконец, требуется обратить внимание на совпадение характеристик управляющей шины и параметров частотника. Это определяется по соответствию числа разъёмов.
Важно отметить способность переносить перегрузки. Запас мощности преобразователя частоты должен на 15% превосходить мощность двигателя.
Комплектация регулируемого привода
Частотный преобразователь формируется из трёх компонентов:
- Управляемый, либо неуправляемый выпрямитель, отвечающий за формирование напряжения ПТ (постоянного тока), поступающего от питания.
- Фильтр (в виде конденсатора), осуществляющий дополнительное сглаживание напряжения.
- Инвертор, моделирующий напряжение нужной частоты.
Самостоятельное подключение преобразователя
Перед тем, как приступать к подключению устройства следует воспользоваться обесточивающим автоматом, он обеспечит отключение всей системы в случае короткого замыкания на любой из фаз.
Существует две схемы соединения электродвигателя с частотным преобразователем:
- «Треугольник».
Схема актуальна, если требуется управлять однофазным приводом. Уровень мощности преобразователя в схеме при этом составляет до трёх киловатт, а мощность не теряется.
- «Звезда».
Способ, подходящий для подключения клемм трёхфазных частотников, питаемых промышленными трёхфазными сетями.
На рисунке схема подключения частотника 8400 Vector
Для ограничения пускового тока и снижения пускового момента при запуске электрического двигателя по мощности превосходящего 5 кВт, применяется переключение «звезда-треугольник».
Когда на статор пускается напряжение, то фигурирует подключение устройства по типу «звезда». Как только значение скорости двигателя начинает соответствовать номинальному, поступление питания осуществляется по схеме «треугольник». Но этот приём используется, только когда технические возможности позволяют подключаться по двум схемам.
В объединённой схеме «звезды» и «треугольника» наблюдаются резкие скачки токов. При переходе на второй тип подключения показания по вращательной скорости значительно уменьшаются. Для восстановления прежнего режима работы и частоты оборотов следует осуществить увеличение силы тока.
Наиболее активно применяются частотники в конструкции электрического двигателя с уровнем мощности 0,4 — 7,5 кВт.
Сборка преобразователя частот своими руками
Одновременно с промышленным производством частотных преобразователей, остаётся актуальной сборка подобного устройства своими руками. Особенно этому способствует относительная простота процесса. В результате работы инвертора производится преобразование одной фазы в три.
Применение в бытовых условиях электрических двигателей, имеющих в комплектации подобное устройство, не вызывает никаких дополнительных затруднений. Поэтому можно смело браться за дело.
На рисунке структурная схема частотных преобразователей со звеном постоянного тока.
Схемы частотного преобразователя, используемые при сборке, состоят из выпрямительного блока, фильтрующих элементов (отвечающих за отсечение переменной составляющей тока и конструируемых из IGBT-транзисторов). По стоимости покупка отдельных компонентов преобразователя и выполнение сборки своими руками обходится дешевле, чем приобретение готового устройства.
Применять самосборные частотные преобразователи можно в электродвигателях имеющих мощность 0,1 — 0,75 кВт.
В то же время, современные заводские частотники имеют расширенную функциональность, усовершенствованные алгоритмы и улучшенный контроль безопасности рабочего процесса ввиду того, что при их производстве используются микроконтроллеры.
Сферы применения преобразователей:
- Машиностроение;
- Текстильная промышленность;
- Топливно-энергетические комплексы;
- Скважинные и канализационные насосы;
- Автоматизация управления технологическим процессом.
Стоимость электродвигателей находится в прямой зависимости от того, есть ли в его комплектации преобразователей.
Самодельный частотный преобразователь 220-380V собственной сборки
Watch this video on YouTube
chistotnik.ru
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.
Схема регулирования трёхфазного двигателя, подключенного в однофазную сеть через частотный преобразователь
- 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».
Схема подключения трехфазного двигателя к 220В через преобразователя частоты по принципу «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.
chistotnik.ru
Частотный преобразователь — принцип работы, схема подключения частотника
Чтобы подключить частотник к асинхронному трёхфазному двигателю, следует хотя бы на минимальном уровне разбираться в схеме его подключения и принципах работы. Нижеприведённая информация позволяет изучить данную тему.
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.
Классификация частотных преобразователей
По своим конструктивным различиям модели частотного преобразователя делятся на:
Индукционные.
Сюда относятся электрические двигатели имеющие асинхронный принцип работы. Данные устройства не отличаются высоким уровнем КПД и значительной эффективностью. Ввиду этих качеств они не имеют большой доли в общем числе преобразователей и редко применяются.
Электронные.
Пригодны для осуществления плавного управления оборотами в машинах асинхронного и синхронного типа. Управление в электронных моделях может производиться двумя способами:
Скалярный (согласно предварительно введённым параметрам взаимозависимости вращательной V и частоты).
Наиболее простой подход к управлению, довольно неточный.
Векторный.
Отличительной характеристикой является точность управления.
Векторное управление преобразователем частот
Принцип работы векторного управления заключается в следующем: при нём оказывается воздействие на магнитный поток, изменяя направление его «пространственного вектора» и регулирующий роторную частоту поля.
Создать рабочий алгоритм частотного преобразователя с векторным управлением можно при помощи двух способов:
Бессенсорное управление.
Осуществляется за счёт назначения зависимостей чередования между последовательностями широтно-импульсных модуляций инвертора для предварительно составленных алгоритмов. Регуляция размера амплитуды и выходной частоты, которую имеет напряжение, осуществляется в соответствии со скольжением и нагрузочным током, но обратная связь от роторной вращательной скорости не учитывается.
Потокорегулирование.
Рабочие токи устройства регулируются. При этом они раскладываются на активный и реактивный компонент. Это облегчает возможность внесения корректирующих изменений в рабочий процесс (изменение амплитуд, частот, векторных углов, которые имеет напряжение на выходе).
Способствует повышению точности и диапазона регуляции вращений асинхронного двигателя. Весьма актуален такой подход для устройства с малыми оборотами и высоким уровнем двигательных нагрузок.
В целом, схема векторного управления более прочих подходит для динамической регулировки вращающегося момента трёхфазного асинхронного двигателя.
Подключение транзисторных ключей
Все шесть IGBT-транзисторов соединяются с соответствующими диодами обратного тока с соблюдением встречно-параллельной схемы. После по цепи силового подключения, образуемой каждым транзистором происходит прохождение активного тока асинхронного двигателя, с последующим направлением его реактивной составляющей через диоды. С целью обеспечения безопасности инвертора и асинхронного двигателя от воздействия сторонних электрических помех конструкция преобразователя частоты может включать в себя помехозащитные фильтры. Если промышленные источники постоянного тока имеют рабочее напряжение в 220 В, то они также могут использоваться для запитывания инверторов.
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.
Ток срабатывания по своим характеристикам должен совпадать с однофазным током электрического двигателя.
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
chistotnik.ru
Схемы подключения трехфазного двигателя. К 3-х и 1-о фазной сети
Схемы подключения трехфазного двигателя — двигатели, рассчитанные на работу от трехфазной сети, имеют производительность гораздо выше, чем однофазные моторы на 220 вольт. Поэтому, если в рабочем помещении проведены три фазы переменного тока, то оборудование необходимо монтировать с учетом подключения к трем фазам. В итоге, трехфазный двигатель, подключенный к сети, дает экономию энергии, стабильную эксплуатацию устройства. Не нужно подключать дополнительные элементы для запуска. Единственным условием хорошей работы устройства является безошибочное подключение и монтаж схемы, с соблюдением правил.
Схемы подключения трехфазного двигателя
Из множества созданных схем специалистами для монтажа асинхронного двигателя практически используют два метода.
1. Схема звезды. 2. Схема треугольника.
Названия схем даны по методу подключения обмоток в питающую сеть. Чтобы на электродвигателе определить, по какой схеме он подключен, необходимо посмотреть указанные данные на металлической табличке, которая установлена на корпусе двигателя.
Даже на старых образцах моторов можно определить метод соединения статорных обмоток, а также напряжение сети. Эта информация будет верна, если двигатель уже был в эксплуатации, и никаких проблем в работе нет. Но иногда нужно произвести электрические измерения.
Схемы подключения трехфазного двигателя звездой дают возможность плавного запуска мотора, но мощность оказывается меньше номинального значения на 30%. Поэтому по мощности схема треугольника остается в выигрыше. Существует особенность по нагрузке тока. Сила тока резко увеличивается при запуске, это отрицательно сказывается на обмотке статора. Возрастает выделяемое тепло, которое губительно воздействует на изоляцию обмотки. Это приводит к нарушению изоляции, и поломке электродвигателя.
Много европейских устройств, поставленных на отечественный рынок, имеют в комплекте европейские электродвигатели, действующие с напряжением от 400 до 690 В. Такие 3-фазные моторы необходимо монтировать в сеть 380 вольт отечественного напряжения только по треугольной схеме обмоток статора. В противном случае моторы сразу будут выходить из строя. Российские моторы на три фазы подключаются по звезде. Изредка производится монтаж схемы треугольника для получения от двигателя наибольшей мощности, применяемой в специальных видах промышленного оборудования.
Изготовители сегодня дают возможность подключать трехфазные электромоторы по любой схеме. Если в монтажной коробке три конца, то произведена заводская схема звезды. А если есть шесть выводов, то мотор можно подключать по любой схеме. При монтаже по звезде нужно три вывода начал обмоток объединить в один узел. Остальные три вывода подать на фазное питание напряжением 380 вольт. В схеме треугольника концы обмоток соединяют последовательно по порядку между собой. Фазное питание подсоединяется к точкам узлов концов обмоток.
Проверка схемы подключения мотора
Представим худший вариант выполненного подключения обмоток, когда на заводе не обозначены выводы проводов, сборка схемы проведена во внутренней части корпуса мотора, и наружу выведен один кабель. В этом случае необходимо разобрать электродвигатель, снять крышки, разобрать внутреннюю часть, разобраться с проводами.
Метод определения фаз статора
После разъединения выводных концов проводов применяют мультиметр для измерения сопротивления. Один щуп подключают к любому проводу, другой подносят по очереди ко всем выводам проводов, пока не найдется вывод, принадлежащий к обмотке первого провода. Аналогично поступают на остальных выводах. Нужно помнить, что обязательна маркировка проводов, любым способом.
Если в наличии нет мультиметра или другого прибора, то используют самодельные пробники, сделанные из лампочки, проводов и батарейки.
Полярность обмоток
Чтобы найти и определить полярность обмоток, необходимо применить некоторые приемы:
Подключить импульсный постоянный ток. Подключить переменный источник тока.
Оба способа действуют по принципу подачи напряжения на одну катушку и его трансформации по магнитопроводу сердечника.
Как проверить полярность обмоток батарейкой и тестером
На контакты одной обмотки подключают вольтметр с повышенной чувствительностью, который может отреагировать на импульс. К другой катушке быстро присоединяют напряжение одним полюсом. В момент подключения контролируют отклонение стрелки вольтметра. Если стрелка двигается к плюсу, то полярность совпала с другой обмоткой. При размыкании контакта стрелка пойдет к минусу. Для 3-й обмотки опыт повторяют.
Путем изменения выводов на другую обмотку при включении батарейки определяют, насколько правильно сделана маркировка концов обмоток статора.
Проверка переменным током
Две любые обмотки включают параллельно концами к мультиметру. На третью обмотку включают напряжение. Смотрят, что показывает вольтметр: если полярность обеих обмоток совпадает, то вольтметр покажет величину напряжения, если полярности разные, то покажет ноль.
Полярность 3-й фазы определяют путем переключения вольтметра, изменения положения трансформатора на другую обмотку. Далее, производят контрольные измерения.
Схема звезды
Этот тип схемы подключения двигателя образуется путем соединения обмоток в разные цепи, объединенные нейтралью и общей точкой фазы.
Такую схему создают после того, как проверена полярность обмоток статора в электромоторе. Однофазное напряжение на 220В через автомат подают фазу на начала 2-х обмоток. К одной врезают в разрыв конденсаторы: рабочие и пусковые. На третий конец звезды подводят нулевой провод питания.
Величину емкости конденсаторов (рабочих) определяют по эмпирической формуле:
С = (2800 · I) / U
Для схемы запуска емкость повышают в 3 раза. В работе мотора при нагрузке нужно контролировать величину токов обмоток измерениями, корректировать емкость конденсаторов по средней нагрузке привода механизма. В противном случае произойдет, перегрев устройства, пробой изоляции.
Подключение мотора в работу хорошо делать через выключатель ПНВС, как показано на рисунке.
В нем уже сделана пара контактов замыкания, которые вместе подают напряжение на 2 схемы путем кнопки «Пуск». Во время отпускания кнопки цепь разрывается. Такой контакт применяют для запуска цепи. Полное отключение питания делают, нажав на «Стоп».
Схема треугольника
Схемы подключения трехфазного двигателя треугольником является повтором прошлого варианта в запуске, но имеет отличие методом включения обмоток статора.
Токи, проходящие в них, больше значений цепи звезды. Рабочие емкости конденсаторов нуждаются в повышенных номинальных емкостях. Они рассчитываются по формуле:
С = (4800 · I) / U
Правильность выбора емкостей также вычисляют по отношению токов в катушках статора путем измерения с нагрузкой.
Двигатель с магнитным пускателем
Трехфазный электродвигатель работает через магнитный пускатель по аналогичной схеме с автоматическим выключателем. Такая схема имеет дополнительно блок включения и выключения, с кнопками Пуск и Стоп.
Одна фаза, нормально замкнутая, соединенная с мотором, подключается к кнопке Пуск. При ее нажатии контакты замыкаются, ток идет к электромотору. Необходимо учитывать, что при отпускании кнопки Пуск, клеммы разомкнутся, питание отключится. Чтобы такой ситуации не произошло, магнитный пускатель дополнительно оборудуют вспомогательными контактами, которые называют самоподхватом. Они блокируют цепь, не дают ей разорваться при отпущенной кнопке Пуск. Выключить питание можно кнопкой Стоп.
В результате, 3-фазный электромотор можно подключать к сети трехфазного напряжения совершенно разными методами, которые выбираются по модели и типу устройства, условиям эксплуатации.
Подключение мотора от автомата
Общий вариант такой схемы подключения выглядит как на рисунке:
Здесь показан автомат защиты, который выключает напряжение питания электромотора при чрезмерной нагрузке по току, и по короткому замыканию. Автоматический защитный выключатель – это простой 3-полюсный выключатель с тепловой автоматической характеристикой нагруженности.
Для примерного расчета и оценки нужного тока тепловой защиты, необходимо мощность по номиналу двигателя, рассчитанного на работу от трех фаз, увеличить в два раза. Номинальная мощность указывается на металлической табличке на корпусе мотора.
Такие схемы подключения трехфазного двигателя вполне могут работать, если нет других вариантов подключения. Длительность работы нельзя прогнозировать. Это тоже самое, если скрутить алюминиевый провод с медным. Никогда не знаешь, через какое время скрутка сгорит.
При применении такой схемы нужно аккуратно выбрать ток для автомата, который должен быть на 20% больше тока работы мотора. Свойства тепловой защиты выбрать с запасом, чтобы при запуске не сработала блокировка.
Если для примера, двигатель на 1,5 киловатта, наибольший ток 3 ампера, то автомат нужен минимум на 4 ампера. Преимуществом этой схемы соединения мотора является низкая стоимость, простое исполнение и техобслуживание. Если электродвигатель в одном числе, и работает полную смену, то есть следующие недостатки:
- Нельзя отрегулировать тепловой ток сработки автоматического выключателя. Чтобы защитить электромотор, ток защитного отключения автомата устанавливают на 20% больше рабочего тока по номиналу мотора. Ток электродвигателя нужно через определенное время замерять клещами, настраивать ток тепловой защиты. Но у простого автоматического выключателя нет возможности настроить ток.
- Нельзя дистанционно выключить и включить электродвигатель.
Векторный частотный преобразователь своими руками
Конструкции, имеющие непосредственную связь без промежуточного звена. Плавное снижение оборотов мотора за определенный интервал времени, используется в приводе механизма наматывания, задания линейной скорости. Обеспечивают плавные запуск и остановку электродвигателя. И хоть ночью разбуди могу ответить, что откуда идт и за, что отвечает. Использовать такой пускатель довольно просто, так как при этом не требуется много знать об электроприводах, особенностях монтажа, вводе в эксплуатацию. Мощный мотор и универсальная гидромеханическая трансмиссия гарантируют стабильно высокую производительность, помогают в любом виде работ максимально раскрыть потенциал спецмашины. Далее, в зависимости от карты, либо становлюсь от башни, либо прячусь за укрытие, чтобы вгаги не имели по мне прострела. По входу можно обойти преобразователь частоты дискретизации. Подсоединяется регулятор так, как было описано выше на разрыве одного из проводов питающего кабеля. Частотник должен быть по мощности немного выше чем двигатель. Все упомянутые преобразователи могут быть стабилизированными или нестабилизированными, выходное напряжение может быть гальванически связано с входным или иметь гальваническую развязку напряжений. Всем нам нравится иногда залезть в старый шкаф или на чердак и найти давно забытую любимую игрушку из детства. Например для управления электрическими шаровыми кранами используем программируемый логический контроллер. Благодаря улучшенным характеристикам подходит для различных механизмов и оборудования. Нет, это был простой солдат, ответила ей хозяйка квартиры и в е голосе прозвучала лгкая горечь. Несущие колебания, подаваемые на преобразователи приема, для каждого канала имеют такую же частоту, как и колебания, подаваемые на преобразователи передачи того же канала. Ведь известно, что компрессор работает в режиме нагрузка холостой ход остановка режим ожидания. К минусам можно отнести охлаждение, радиатором служит сам текстолит. Однако американцы не горят желанием поставлять современные комплексы капризному союзнику без оплаты живыми деньгами и делиться критически важными оборонными секретами. У приборов с отражателями внутри трубы оно минимально высокая надежность и долговечность, обусловленная отсутствием контакта со средой и механических движущихся деталей широкие границы измерений с сохранением высокой точности низкое потребление электроэнергии, автономность и независимость от состояния электросети не требует чрезмерной протяженности прямых участков магистрали. Дополнительный вопрос возможно ли подключение регулятора баса на тыловой канал. Векторное управление без датчика скорости так называемое управление является усовершенствованным методом управления асинхронными двигателями. Общая точка обмоток может быть внутри. Кроме этого в новом трансивере имеется встроенный блок, который обеспечивает выдающиеся результаты при обработке сигнала как в режиме прима, так и передачи. Видео снято хорошо, есть много функций, которые будут использоваться в инверторе. По определению частотный преобразователь это электронный силовой преобразователь для изменения частоты переменного тока. Здесь на помощь приходит телескопическая стрела, способная поднять груз и отодвинуть его в определенную точку разгрузки. Первый блок осуществляет преобразование переменного напряжения сети в постоянное. Предназначено для определения мощности защиты преобразователя от перегрузки двигателя кривая. Термоусадочная этикетка может быть либо полнопрофильной, либо покрывать. Скачать можно с сайта смотрите ниже инструкцию по поиску драйвера, или на сторонних сайтах. В настоящий момент, абсолютное большинство фонограмм, это даже не запись синтезатора, а набор скрипов и кряхтения полученного при помощи компьютера. Поэтому есть различные модификации электродвигателей, более сложные и соответственно более дорогие. Уменьшение магнитного поля приведет к созданию напряжения противоположной полярности. Для работы со специальными двигателями синхронными, погружными, роторными и. При нажатии проволоки на флажок срабатывает конечный выключатель отмеривающего механизма, дающий сигнал на включение электромагнита механизма реза. На сегодняшний день преобразователи частоты широко применяются в развитых странах, и, пожалуй, сложно найти хоть одно предприятие, где применяются асинхронные двигатели и не применяются преобразователи частоты. Почувствуй себя кукурузой, но зато можно слить журнал генерации на флешку и чуть проще вживить. Компания имеет значительный опыт в производстве и внедрении систем управления для приводов кранов и подъемников. Копирование и использование полных материалов запрещено, частичное цитирование возможно только при условии гиперссылки на сайт. Потребление электроэнергии у разных потребителей меняется во время суток в течение года. Резкий водозабор больших объемов воды в момент пуска вызывает быстрый износ фильтров скважины, и со временем скважина может начать песковать. Он решает многие задачи, связанные не только с контролем работы двигателя, но и с защитой при возникновении внештатной ситуации, и с диагностикой оборудования. В результате обрушился один из подъездов с третьего по десятый этажи. Благодаря большой высоте подъема ковша погрузчик может загружать высокие полуприцепы с бортами. Сейчас инвестор рассматривает ряд площадок на территории региона, на которых может быть реализован проект. Схемы частотного преобразователя, используемые при сборке, состоят из выпрямительного блока, фильтрующих элементов отвечающих за отсечение переменной составляющей тока и конструируемых из транзисторов. Сроки доставки, указанные в таблице, являются ориентировочными и зависят от способа доставки. Но этот пост красноярцы не поддержали, в комментариях многие пожаловались на снег и грязь в своих районах. Двухзвенный пч с автономным инвертором напряжения. Здесь же вы сможете найти коллег и обсудить с ними насущные вопросы, поделиться мастерством, завязать прочные деловые отношения. Мощность, потребляемая насосом находится в кубической зависимости от скорости вращения рабочего колеса. Вс сделал, начал выставлять отверстия, воспользовался размерами и все размеры эскиза сползли на неск десяток, на которые я уточнил размер. Закрывать его в глухом ящике яб не советовал. Смотрите бесплатно видео без цензуры японского оргазма в прямой эфире, снятое на скрытую камеру. Конечно, стандарты точнее, технологии быстрой зарядки и должны поддерживаться на обоих концах провода и внешним аккумулятором, и подключенным к нему гаджетом, иначе никакого быстрого заряда не получится. Они применяются в составе транспортров, вентиляционных установок, фасовочных аппаратов, куттеров и т. Подобное устройство используется в механизмах, где принцип действия связан с быстрыми колебаниями нагрузки. Вы можете читать комментарии, используя ленту. Если вы хотите чтобы у вас все работало от самых минимально допустимых оборотов, вам надо брать частотный преобразователь, но, думаю, это будет слишком шикарно для вытяжки. Обо всм этом и не только пойдт речь в этом выпуске! Деревообработка и производство, связанное с деревообрабатывающей отраслью быстрыми темпами развиваются в нашей стране. Доступная стоимость преобразователя частоты, оптимальное соотношение цены и качества. Преобразователи частоты для синхронных и асинхронных двигателей. Встроенный тормозной ключ динамическое торможение двигателя и торможение постоянным током. Векторный режим управления без датчика скорости. Есть и другие варианты, чуть дороже, я привл самые дешвые. Публикуем без купюр крик души молодой жены. И начинает просить помощи в этом процессе. Используемые экскаваторы делятся на три основных типа роторный экскаватор, электрические экскаваторы с канатным приводом, обычные экскаваторы. Как надеюсь разберетесь, все схемы есть выше. Смена скорости управление осуществляется в автоматическом, ручном режимах. Скажем так, управление по сухим контактам всего лишь улучшенная версия ручного управления. Оказывается, их у меня уже немало, но ведь и впереди еще столько же. Преобразователь частоты предназначен для питания и регулирования частоты вращения асинхронных двигателей в установках кондиционирования воздуха на железнодорожном транспорте. Промышленные частотнорегулируемые приводы различной мощности предназначены для применения, в основном, в таких отраслях, как металлургия, энергетика, горнодобывающая, цементная, химическая и нефтегазовая промышленность. Забрать свой заказ самостоятельно вы можете по адресу г. Программирование может выполняться специалистом, знакомым с приводами низкого напряжения, так как применяется идентичная технология. Однако мгновенные значения напряжений при этом существенно различаются, поэтому для ограничения высших гармонических составляющих токов в нагрузке в схему включаются реакторы рис. Следуйте настоящим инструкциям в ходе работы. Трансформатор введен для обратной связи контроллера с ключом. Через пару дней будем ставить новую. Аппарат может иметь два вида монтажа настенный и напольный. Но популярность такого политика заканчивается в день, когда его свергают, или когда он умирает. Частотные преобразователи предназначены для применений в запыленных помещениях, в помещениях с высокой влажностью или с вероятностью попадания воды. Притом что у сони провалилось все и они сейчас закупают матрицы у. Огранка это название техпроцесса, в результате которого природные или синтетические минералы приобретают блестящий и сверкающий внешний вид. Вне зависимости от своих конструктивных особенностей частотник состоит из следующих основных модулей. Может работать в тракте звукового сопровождения телевизора. Частотные преобразователи призваны регулировать скорость электродвигателя путем преобразования входящего напряжения. Осуществляют мониторинг скорости, напряжения, мощности, частоты тока и других технических параметров в режиме реального времени. При максимальном потреблении сжатого воздуха они все будут работать одновременно, а когда нагрузка спадет автоматически будут отключены одна или несколько установок.
Ссылки по теме:
Частотник для коллекторного двигателя своими руками
15 августа 2021 г. 07:07
Полностью ассортимент представлен в нашем прайслисте. Холодильные установки существенно влияют на расходы на электроэнергию компаний. В параметрах преобразователя частоты указывается номинальный ток и значение перегрузочной способности, которая указывается в процентах от номинального тока. Самое широкое использование в современном регулируемом приводе находят преобразователи со звеном постоянного тока. Потом в сервисном меню контроллера можно будет изменить параметр, чтобы ваша матрица корректно заработала. Прежде чем начинать работу с внутренними компонентами преобразователя, при помощи измерителей убедитесь, что разрядка завершена, в противном случае возможно поражение электрическим током. Нагрузкой тоже выступает электродвигатель, частота вращения которого подлежит регулировке. Коллектив подобрался душевный, с огоньком, гости сплошь знаменитые, а столичная публика щедрая на аплодисменты. В этих шкафах преобразователи могут быть установлены отдельно и независимо от распределительного шкафа. По этому порту оно может принимать соединения от мобильного клиента. Ключевыми характеристиками частотных преобразователей для вентиляционных систем считаются электрические характеристики, степень защиты и наличие определенных функций, среди которых. Если ни один из вышеперечисленных способов вам не подходит, мы отправим товар в ваш адрес другим способом по согласованию с вами. Короткое замыкание тормозного транзистора, в связи с чем функция торможения отключается. В перечень продукции входят регуляторы температуры, преобразователи, краны, нагревательные кабели, регуляторы уровня жидкости. В ответ вы получите коммерческое предложение, содержащее все основные условия поставки. Векторное управление позволяет обеспечить высокий выходной крутящий момент при низкой скорости, хорошие динамические характеристики и устойчивую способность к перегрузкам. Если изменять величину частоты сети, приложенной к статору, то можно регулировать скорость вращения ротора и подключенного к нему привода. Отдельного внимания заслуживают односторонние гарнитуры, которые, если верить статистике интернетмагазинов, наиболее востребованы в коллцентрах и геймерских клубах. Гидравлический клапан приводится в действие давлением трубопровода и не требует никакого внешнего источника энергии. Приемосдаточным испытаниям подвергают каждый преобразователь на соответствие требованиям пп. Существенно снижается и нестабильность по напряжению сети устанавливаемой скорости двигателя. Более подробную информацию можно получить если. Таким образом, под наши параметры мы выбрали частотный преобразователь десятой серии. Преобразователи частоты помимо классического регулирования имеют возможность возврата электроэнергии в сеть. Параметры записываются в съмном модуле памяти, что позволяет экономить время настройки и избегать простоев. Техникоэкономическое обоснование применения частотнорегулируемого электропривода в насосных установках. Ответственное жюри в восторге, но для коммерческой успешности проекта решено вставить в фильм эротику. Нажатием клавиши местного дистанционного управления на преобразователе позволяет провести испытание вашей установки без использования инструментов или применения специальных знаний. Частотные преобразователи это относительно сложные конструкции, которые состоят из множества электрических схем и механизмов. Частотный преобразователь серии это современная компактная модель с высокой стабильностью и надежностью. Что представляет собой частотный преобразователь и для чего он нужен. Благодаря этому, асинхронный двигатель запускается плавно, преобразователь обеспечивает оптимальное соотношение частоты и напряжения. Такая радиометодика осуществляется посредством установки на подъмнотранспортную технику принимающего блока системы радиоуправления. Это связано с тем, что все преобразователи частоты имеют ограничения по току двигателя. Конечно подключение таких схем особой радости не приносят, т. И говорит что он в жизни всякое повидал. Преобразователь частоты позволяет увеличить ресурс работы оборудования, способствует уменьшению расхода энергии и используется для строгого контроля технологических процессов. Для чего нужен преобразователь частоты задачи и преимущества частотника. Нажимайте клавишу, пока преобразователь не запустится, и не загорятся индикаторы и. Широкое применение нашли в системах управления насосами, вентиляторами, где не требуется обеспечивать обратную связь от нагрузки. За счет этого осуществляется непрерывная циркуляция воздуха, при этом поступающий воздух нагревается за счет тепла, отдаваемого вытяжным воздухом. Двигатель с интегрированной защитой может быть создан путем объединения модуля питания с соответствующим модулем управления с блокировкой от сбоев. Основные особенности данного типа двигателя, а. Винтовой компрессор ремонт киламиз ва сервис. Изза этого есть несколько версий прошивок. Наличие регулируемого клапана давления позволяет выбрать необходимый показатель по давлению. Чтобы не заморачиваться, можно скачать оба, и попробовать их установить. Точность регулирования оборотов должна учитываться в первую очередь при установке частотного регулятора на прецизионные станки. Ну и главное, обратите внимание на самого производителя. Да я всю жизнь буду работать, чтобы купить такую. Вс время думаю, как и что разнообразить. В случае несогласия с политикой конфиденциальности или правилам использования сайта, пользователю необходимо покинуть сайт. Кроме самих преобразователей частоты мы можем предложить дополнительные комплектующие к ним тормозные резисторы и прерыватели, выходные и входные фильтры, а также дроссели. Компактные серийные модули легко диагностируются, устанавливаются и вводятся в эксплуатацию. Сделать контрольную работу теория аналитическая часть. Но команды друг против друга всегда играют жестко, может быть много удалений и много большинства у команд. Характеристики нагрузки и требования к преобразователям частоты. Дома с гаражом и подвалом, уютной террасой, мансардные коттеджи из кирпича и. Наиболее точно эти параметры можно узнать из паспорта или шильдика таблички двигателя. Пятерник используется для удобного и быстрого монтажа датчика давления, манометра и гибкого шланга. В металлургии особое распространение они получили в системах управления рольгангами, где от одного преобразователя могла управляться целая группа асинхронных приводов валков рольгангов. Чтобы сгладить все эти неровности тока, требуется применять как минимум два элемента катушку индуктивности и электролитический конденсатор. Поэтому в качестве активного уровня выбран ноль. В текстильной промышленности это высочайшая стабильность. Ты явку с повинной написал, потом отказался, но в суде огласили на этой явке с повинной тебя и осудили. Сегодня в короткой новости мы хотели бы поведать о некоторых интересных событиях, связанных с нашим каталогом игр. Ссылка еще на чей то архив с прошивками. Серия представляет собой ряд для общепромышленного применения. Передний задний парктроник, камера заднего вида. Резистор на затворе неиспользуемого чоппера стоит чтобы транзистор всегда был закрыт. Насколько эта цифра важна для поддержания политической стабильности. Шина постоянного тока, производимого выпрямителем, снабжает как батарею энергией зарядки если таковая присутствует, так и инвертер. Возможны три варианта исполнения стационарный, мобильный и подвесной. Если ответ будет отрицательным подумайте, что же нужно сделать, чтобы измениться. Возможно мы можем поставить его на заказ. Срок окупаемости оборудования минимальный, при этом оно легко монтируется и просто обслуживается. Эти выходные будут понастоящему интересными десять дней отдыха, праздничного. Классическим примеров служат элементы, представленные на рисунке. Схема состоит из трех одинаковых комплектов тиристоров, обеспечивающих питание трехфазной нагрузки, и. Также можно отметить хорошую энергоэффективность и простое обслуживание на случай, если в нем будет необходимость. Снижение частоты вращения при увеличении нагрузки компенсируется, таким образом, увеличением частоты вращения изза повышения напряжения на якоре при работе цепи обратной связи. Приводы производственных станков и любые механизмы с высокими оборотами. Розничные магазины рады поздравить вас с этим долгожданным праздником и последующим новогодним отдыхом. Первые, более простые по конструкции, чем вторые и гораздо удобнее при эксплуатации. Данная информация используется с целью предотвращения, выявления и решения технических проблем. Об этом сообщило издание, предоставив скриншот документа. С нами сотрудничают ведущие организации, которые проектируют электрику на различных объектах. В ходе эволюции последних, а именно устройств управления, стали применятся электрические пребразователи частоты. Данная функция сокращает время ввода в эксплуатацию и повышает срок службы системы. У обычной механики такой функции не предусмотрено. В первую очередь, плавность регулирования в особенности при пиковых нагрузках в момент пуска двигателя скорости при очень высокой жесткости механических характеристик. Если и этих мер недостаточно для создания необходимого сечения, то на помощь придет технология шина в плате. Сам магазин, еще не может похвастаться большим ассортиментом, по всей видимости совсем молодой магазин, и на сайте товаров мало.
Ссылки по теме:
Частотные преобразователи. Работа и устройство. Типы и применение
Ротор электродвигателя начинает свое вращение с помощью электромагнитных сил от вращающегося магнитного поля, вызванного обмоткой якоря. Число оборотов определяется частотой тока в сети. Стандартное значение частоты тока составляет 50 герц. Это означает, что 50 периодов колебаний совершается за 1 секунду. В минуту число колебаний составит 50 х 60 = 3000. Значит, ротор будет вращаться 3000 оборотов в минуту.
Если научиться изменять частоту тока, то появится возможность регулировки скорости двигателя. Именно по этому принципу действуют частотные преобразователи.
Современное исполнение преобразователей частоты выглядит в виде высокотехнологичного устройства, состоящего из полупроводниковых приборов, совместно с микроконтроллером электронной системы. С помощью этой системы управления изменяются важные параметры электродвигателя, например, число оборотов.
Изменить скорость привода можно и с помощью механического редуктора шестеренчатого типа, либо на основе вариатора. Но такие механизмы имеют громоздкую конструкцию, их нужно обслуживать. С использованием частотника (инвертора) снижается расход на техническое обслуживание, повышается функциональность привода механизма.
Виды
По конструктивным особенностям частотные преобразователи делятся:
- Индукционные.
- Электронные.
Электродвигатели асинхронного типа с фазным ротором, подключенные в режим генератора, представляют подобие индукционного частотного преобразователя. Они имеют малые КПД и эффективность. В связи с этим такие виды преобразователей не нашли популярности в использовании.
Электронные виды частотников дают возможность плавного изменения оборотов электродвигателей.
При этом реализуются два возможных принципа управления:
- По определенной зависимости скорости от частоты тока.
- По способу векторного управления.
Первый принцип самый простой, но не совершенный. Второй принцип применяется для точного изменения оборотов двигателя.
Конструктивные особенностиРис. 1
Частотные преобразователи имеют в составе основные модули:
- Выпрямитель.
- Фильтр напряжения.
- Инверторный узел.
- Микропроцессорная система.
Все модули связаны между собой. Действие выходного каскада (инвертора) контролирует блок управления, с помощью которого меняются свойства переменного тока. Частотный преобразователь для электромотора имеет свои особенности. В его состав входит несколько защит, управление которыми осуществляется микроконтроллером. Например, проверяется температура полупроводников, работает защита от превышения тока и короткого замыкания. Частотник подключается к сети питания через устройства защиты. Для запуска электродвигателя не нужен магнитный пускатель.
ВыпрямительЭто первый модуль, по которому проходит ток. Он преобразует переменный ток в постоянный, благодаря полупроводниковым диодам. Особенностью частотника является возможность его питания от однофазной сети. Разница в конструкции состоит в разных типах выпрямителей.
Если мы говорим про однофазный частотник для двигателя, то нужно использовать в выпрямителе четыре диода по мостовой схеме. При трехфазном питании выбирается схема из шести диодов. В итоге получается выпрямление переменного тока, появляется два полюса: плюс и минус.
Фильтр напряженияИз выпрямителя выходит постоянное напряжение, которое имеет значительные пульсации, заимствованные от переменного тока. Для их сглаживания используют такие элементы, как электролитический конденсатор и катушка индуктивности.
Катушка имеет много витков, и обладает реактивным сопротивлением. Это дает возможность сглаживать импульсы тока. Конденсатор, подключенный к двум полюсам, имеет интересные характеристики. При прохождении постоянного тока он в силу закона Киргофа должен быть заменен обрывом, как будто между полюсами ничего нет. При прохождении переменного тока он должен быть проводником, то есть, не иметь сопротивления. В результате доля переменного тока замыкается и исчезает.
Инверторный модульЭто узел, имеющий наибольшую важность в преобразователе частоты. Он изменяет параметры тока выхода, состоит из шести транзисторов. Для каждой фазы подключены по два транзистора. В каскаде инвертора применяются современные транзисторы IGBT.
Если изготавливать частотные преобразователи своими руками, то необходимо выбирать элементы конструкции, исходя из мощности потребления. Поэтому нужно сразу определить тип электродвигателя, который будет питаться от частотника.
Микропроцессорная системаВ самодельной конструкции не получится добиться таких параметров, имеющихся у заводских моделей, так как в домашних условиях сделать управляющий модуль сложно. Дело не в пайке деталей, а в создании программы для микроконтроллера. Простой способ – это сделать управляющий блок, которым можно регулировать обороты двигателя, осуществлять реверс, защищать двигатель от перегрева и перегрузки по току.
Чтобы изменить обороты мотора, нужно применить переменное сопротивление, подключенное к вводу микроконтроллера. Это устройство подает сигнал на микросхему, которая производит анализ изменения напряжения и сравнивает его с эталоном (5 вольт). Система действует по алгоритму, который создается до начала создания программы. По нему действует микропроцессорная система.
Приобрели большую популярность управляющие модули Siemens. Частотные преобразователи этой фирмы надежны, могут применяться для любых электродвигателей.
Принцип действияОснова работы инвертора состоит в двойном изменении формы электрического тока.
Напряжение подается на блок выпрямления с мощными диодами. Они удаляют гармонические колебания, однако оставляют импульсы сигнала. Чтобы их удалить, подключен конденсатор с катушкой индуктивности, образующие фильтр, который стабилизирует форму напряжения.
Далее, сигнал идет на частотный преобразователь. Он состоит из шести мощных транзисторов с диодами, защищающими от пробоя напряжения. Ранее для таких целей применялись тиристоры, но они не обладали таким быстродействием, и создавали помехи.
Чтобы подключить режим замедления мотора, в схему устанавливают транзистор управления с резистором, который рассеивает энергию. Такой способ дает возможность удалять образуемое двигателем напряжение, чтобы защитить емкости фильтра от выхода из строя вследствие перезарядки.
Метод управления векторного типа частотой инвертора дает возможность создания схемы, которая автоматически регулирует сигнал. Для этого применяется управляющая система:
- Амплитудная.
- Широтно-импульсная.
Амплитудная регулировка работает на изменении напряжения входа, а ШИМ – порядка действия переключений транзисторов при постоянном напряжении на входе.
При регулировании ШИМ образуется период модуляции, когда обмотка якоря подключается по очереди к выводам выпрямителя. Так как тактовая частота генератора высокая и находится в интервале 2-15 килогерц, то в обмотке мотора, имеющего индуктивность, осуществляется сглаживание напряжения до нормальной синусоиды.
Принцип подключения ключей на транзисторахКаждый из транзисторов включается по встречно-параллельной схеме к диоду (Рис. 1). Через цепь транзистора протекает активный ток электродвигателя, реактивная часть поступает на диоды.
Чтобы исключить влияние помех на действие инвертора и электродвигателя, в схему подключают фильтр, который удаляет:
- Радиопомехи.
- Помехи от электрооборудования.
Об их образовании дает сигнал контроллер, чтобы снизить помехи, применяются экранированные провода от двигателя до выхода инвертора.
Чтобы оптимизировать точность функционирования асинхронных двигателей, в цепь управления инверторов подключают:
- Ввод связи.
- Контроллер.
- Карта памяти.
- Программа.
- Дисплей.
- Тормозной прерыватель с фильтром.
- Охлаждение схемы вентилятором.
- Прогрев двигателя.
Частотные преобразователи служат для работы в 1-фазных и 3-фазных сетях. Но если имеются промышленные источники питания на 220 вольт постоянного тока, то инверторы также можно подключать к ним.
Частотные преобразователи для 3-фазной сети рассчитаны на 380 вольт, их подают на мотор. 1-фазные частотники работают от сети 220 вольт, выдают на выходе 3 фазы. Частотник может подключаться к электродвигателю по схеме звезды или треугольника.
Обмотки мотора соединяются в «звезду» для частотника, работающего от трех фаз 380 вольт.
Обмотки двигателя соединяют «треугольником», когда инвертор запитан от 1-фазной сети.
При выборе метода подключения электродвигателя к частотнику необходимо определить мощности, которые создает двигатель на разных режимах, в том числе и медленный режим, тяжелый запуск. Преобразователь частоты нельзя эксплуатировать с перегрузкой длительное время. Его мощность должна быть с запасом, тогда работа будет без аварий, и срок службы продлится.
ПрименениеЧастотные преобразователи используются в устройствах с необходимостью регулировки скорости двигателя.
- Приводы насосов. Уменьшает потери тепла и воды на 10%. Снижает количество аварий, защищает электродвигатели.
- Вентиляционные системы. Экономия больше, чем при работе с насосами, так как для запуска мощных вентиляторов применяют мощные приводы агрегатов. Экономия появляется за счет снижения потерь на холостом ходу.
- Транспортеры. Инверторы адаптируют скорость двигателя к скорости технологической системы, которая постоянно изменяется. Мягкий пуск повышает ресурс привода системы, так как нет ударных нагрузок, которые вредят оборудованию.
- Компрессоры.
- Дымососы.
- Центрифуги.
- Лифтовое оборудование.
- Оборудование в деревообработке.
- Робототехника.
Преимущества
- Сглаживание работы мотора при запуске и торможении.
- Возможность управления группой двигателей.
- Плавное управление скоростью электродвигателей, без использования редукторов и других механических систем. Это позволяет упростить управление, сделать его дешевле и надежнее.
- Используются совместно с асинхронными двигателями для замены приводов постоянного тока.
- Образование многофункциональных систем управления приводами.
- Изменение настроек непосредственно в работе, без останова.
Похожие темы:
Управление трехфазным асинхронным двигателем с использованием частотно-регулируемого привода и ПЛК
Различные процессы автоматизации в промышленности требуют управления асинхронными двигателями переменного тока с помощью приводов переменного тока. Здесь представлена надежная система включения / выключения, изменения скорости и направления вращения промышленного трехфазного асинхронного двигателя с использованием частотно-регулируемого привода и ПЛК. Мы используем здесь моторный привод Delta AC для его работы.
Простая панель управления подключается с помощью ПЛК Allen Bradley для демонстрации. Также может быть разработана расширенная SCADA-система Wonderware для Intouch.
Электродвигатель — это электромеханическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. В случае трехфазного переменного тока наиболее широко используемым двигателем является трехфазный асинхронный двигатель, поскольку для этого типа двигателя не требуется никакого пускового устройства, поскольку он является самозапускающимся двигателем.
Рис. 1: Общий вид системы Рис. 2: Блок-схема приводаКакие есть приводы
Часто в промышленности возникает потребность в управлении скоростью 3-фазного асинхронного двигателя. Электроприводы переменного тока Delta могут эффективно управлять скоростью двигателя, улучшать автоматизацию машин и экономить энергию.Каждый привод в своей серии частотно-регулируемых приводов (VFD) разработан для удовлетворения конкретных потребностей применения.
Приводы переменного токаточно регулируют крутящий момент, плавно справляются с повышенными нагрузками и обеспечивают множество настраиваемых режимов управления и конфигурации. ЧРП может использоваться для изменения скорости, направления и других параметров трехфазного двигателя. Мы используем 2-проводной метод управления скоростью и направлением двигателя.
Работа частотно-регулируемого привода
Первой ступенью ЧРП является преобразователь, состоящий из шести диодов, которые похожи на обратные клапаны, используемые в водопроводных системах.Они позволяют току течь только в одном направлении; направление, указанное стрелкой в символе диода. Например, всякий раз, когда напряжение фазы A (напряжение аналогично давлению в водопроводных системах) более положительно, чем напряжения фазы B или C, этот диод открывается и пропускает ток.
Когда фаза B становится более положительной, чем фаза A, диод фазы B открывается, а диод фазы A закрывается. То же самое и с тремя диодами на отрицательной стороне шины. Таким образом, мы получаем шесть импульсов тока при открытии и закрытии каждого диода.Это называется 6-пульсным частотно-регулируемым приводом, который является стандартной конфигурацией для современных частотно-регулируемых приводов.
Мы можем избавиться от пульсаций переменного тока на шине постоянного тока, добавив конденсатор. Конденсатор работает аналогично резервуару или аккумулятору в водопроводной системе. Он поглощает пульсации переменного тока и обеспечивает плавное постоянное напряжение.
Диодный мостовой преобразователь, преобразующий переменный ток в постоянный, иногда называют просто преобразователем. Преобразователь, который преобразует постоянный ток обратно в переменный, также является преобразователем, но, чтобы отличить его от диодного преобразователя, его обычно называют инвертором.В промышленности стало обычным называть любой преобразователь постоянного тока в переменный инвертором.
Когда мы замыкаем один из верхних переключателей инвертора, эта фаза двигателя подключается к положительной шине постоянного тока, и напряжение на этой фазе становится положительным. Когда мы замыкаем один из нижних переключателей преобразователя, эта фаза подключается к отрицательной шине постоянного тока и становится отрицательной. Таким образом, мы можем сделать любую фазу на двигателе положительной или отрицательной по желанию и, таким образом, можем генерировать любую частоту, которую мы хотим.Таким образом, мы можем сделать любую фазу положительной, отрицательной или нулевой.
Рис. 3: Принципиальная схема ЧРП Рис. 4: Формы сигналов при различных рабочих частотах и средних напряженияхОбратите внимание, что выходной сигнал частотно-регулируемого привода имеет прямоугольную форму. ЧРП не выдают синусоидального сигнала. Эта прямоугольная форма волны не будет хорошим выбором для распределительной системы общего назначения, но вполне подходит для двигателя.
Если мы хотим снизить частоту двигателя, мы просто переключаем выходные транзисторы инвертора медленнее.Но если мы уменьшаем частоту, мы также должны уменьшать напряжение, чтобы поддерживать соотношение В / Гц. Это делает широтно-импульсная модуляция (ШИМ).
Представьте себе, мы могли бы контролировать давление в водопроводе, открывая и закрывая клапан на высокой скорости. Хотя это было бы непрактично для водопроводных систем, это очень хорошо работает для частотно-регулируемых приводов.
Обратите внимание, что в течение первого полупериода напряжение присутствует половину времени и выключено в остальное время. Таким образом, среднее напряжение составляет половину 480В, то есть 240В. Импульсируя выход, мы можем получить любое среднее напряжение на выходе частотно-регулируемого привода.
Выбор Delta VFD-M в качестве привода переменного тока
Рис. 5: Delta VFD-MDelta VFD-M — это векторный микропривод переменного тока без датчика. Его компактная конструкция идеально подходит для работы с двигателями малой и средней мощности. Привод M разработан для обеспечения сверхмалошумной работы и включает несколько инновационных технологий, снижающих помехи.
Этот привод может найти множество применений, таких как упаковочная машина, машина для приготовления пельменей, беговая дорожка, вентилятор с контролем температуры / влажности для сельского хозяйства и аквакультуры, миксер для пищевой промышленности, шлифовальный станок, сверлильный станок, малогабаритный токарный станок с гидравлическим приводом, элеватор, оборудование для нанесения покрытий, малогабаритный фрезерный станок, роботизированный манипулятор литьевого станка (зажим), деревообрабатывающий станок (двусторонний строгальный станок), кромкогибочный станок, эластификатор и т. д.
Рис. 6: Схема подключения выводов VFD-M Рис. 7: Управление цифровой клавиатурой на Delta VFD-MШаги для полного управления двигателем
- Проверить соединения L1, L2, L3; T1, T2, T3 (используются для подачи 3-фазного входа на частотно-регулируемый привод и подключения к нему двигателя) и провода, выходящие из M0, M1 и GND.
- Включить трехфазное питание.
- Для программирования VFD-M:
(i) Нажмите Mode
(ii) На F60.0 нажмите Enter.
(iii) Щелкните Mode
(iv) Выберите соответствующий параметр, используя клавиши вверх / вниз на клавиатуре.
(v) Например, для Pr0 выберите P 00.
(vi) В соответствии с руководством установите параметры для требуемого режима работы
(vii) Нажмите EnterEnd
Примечание: В любой момент нажмите Mode, чтобы перейти к предыдущему шагу.
Для двигателя, работающего от внешнего управления, у нас есть три режима работы; два — 2-проводный метод, а один — 3-проводный. Помимо этого, существует метод по умолчанию, которым можно управлять с цифровой клавиатуры.
Сначала выполните пробный запуск, чтобы проверить все соединения.
Пробный пуск для ЧРП
Заводская установка источника управления — цифровая клавиатура (Pr.01 = 00). Вы можете выполнить пробный запуск с помощью цифровой клавиатуры, выполнив следующие действия:
- После подачи питания убедитесь, что на дисплее отображается F60.0Hz. Когда привод двигателя переменного тока находится в режиме ожидания, загораются светодиоды STOP и FWD.
- Нажмите кнопку «вниз», чтобы установить частоту 5 Гц.
- Нажмите кнопку запуска. Загораются светодиоды RUN и FWD, что указывает на поступление рабочей команды.А если вы хотите перейти на обратный ход, вам следует нажать кнопку «вниз». И если вы хотите замедлить, чтобы остановиться, нажмите кнопку остановки / сброса.
Программирование VFD-M
Есть два контакта, M0 и M1. Когда M0 закрыт, VFD переходит в рабочий режим. Если он открыт, двигатель не вращается. M1 определяет направление вращения. Если M1 открыт, он вращается в прямом направлении; если закрыт, то в обратном направлении.
Параметры для вышеуказанного режима установлены как:
Пр.00 настроен на 01 (для управления главной частотой с помощью потенциометра)
Pr.01 настроен на 01 (внешнее управление, через M0, M1)
Параметр 38 установлен на 01 (M0, M1 настроены как работа / останов и вперед / назад)
Задайте для Pr.00 значение 00 для управления основной частотой с цифровой клавиатуры и 01 для управления с помощью потенциометра, прикрепленного, как показано на схеме подключения первого контакта.
Пар.38 должен быть установлен на 01, как показано на схемах выше.
После того, как все эти параметры установлены, следуйте рабочим шагам в 2-проводном режиме для запуска двигателя.
Рис. 8: Двухпроводный режим: только Пар.38 может быть установлен на «1» Рис.9: лестничная диаграмма для управления Использование ПЛК Рис. 10: Плата управления двигателем. Программируемые логические контроллеры (ПЛК)очень эффективно поддерживают цифровой ввод / вывод. Таким образом, ПЛК также можно использовать для управления работой частотно-регулируемого привода, а значит, и для управления подключенным трехфазным асинхронным двигателем.
Рис. 11: Подключение ПЛК Allen BradleyПЛК Allen Bradley MicroLogix 1000 подключается к Delta VFD-M и программируется с помощью лестничного программирования с использованием RS Logix.
Мы подключили M0 и M1 к O2 и O3 (выходам) ПЛК и управляли O2 и O3 с помощью лестничной логики. На рис. 4 показана логика, определенная для режима 01, то есть Pr.38 = 01. O: 0,0 / 2 подключен к M0.
Рис. 12: Изменение скорости асинхронного двигателя с помощью потенциометра. Когда I: 0,0 / 2 установлено на, он переводит двигатель в рабочий режим. Теперь, даже если I: 0.0 / 2 выключен, O: 0.0 / 2 остается включенным из-за определенной логики. Его можно остановить только повторным нажатием I: 0.0 / 2.
I: 0,0 / 3 контролирует O: 0.0/5, который, в свою очередь, подключен к M1, который определяет направление вращения двигателя.
Рис. 13: Трехфазный асинхронный двигатель0: 0,0 / 3 — это светодиод, который загорается, когда двигатель находится в рабочем режиме.
0: 0,0 / 5 — это светодиод, который загорается, когда двигатель вращается в прямом направлении, и гаснет при обратном вращении.
Любите читать эту статью? Вам также может понравиться Создание системы управления ПК с использованием Wonderware InTouch SCADA и Allen Bradley PLCДжоби Энтони — магистр компьютерных технологий из США, в настоящее время работает инженером-инженером в ядерном межуниверситетском ускорительном центре (IUAC), Нью-Дели.Он также был приглашенным ученым в ЦЕРН, Женева,
.Акшай Кумар — студент технологического факультета Делийского технологического университета, Нью-Дели, в настоящее время стажер в IUAC
Эта статья была впервые опубликована 22 июля 2016 г. и недавно обновлена 27 декабря 2018 г.
Асинхронные двигатели переменного тока| Как работают электродвигатели переменного тока Асинхронные электродвигатели переменного тока
| Как работают двигатели переменного тока — объясните это РекламаКриса Вудфорда.Последнее изменение: 28 июня 2021 г.
Вы знаете, как работают электродвигатели? Ответ, наверное, да и нет! Хотя многие из нас узнали, как базовые моторные работы, из простых научных книг и веб-страниц, таких как эта, многие из моторы, которые мы используем каждый день — от заводских машин до электропоезда — вообще-то так не работают. Какие книги рассказывают нам о простых двигателях постоянного тока (DC), которые имеют петля из проволоки, вращающаяся между полюсами постоянного магнита; в реальной жизни, в большинстве двигателей большой мощности используется переменный ток (AC) и работают совершенно по-другому: это то, что мы называем индукцией двигатели, и они очень изобретательно используют вращающееся магнитное поле.Давайте посмотрим поближе!
Фотография: Обычный асинхронный двигатель переменного тока со снятыми корпусом и ротором, демонстрирующий медные обмотки катушек, составляющих статор (статическая, неподвижная часть двигателя). Эти катушки предназначены для создания вращающегося магнитного поля, которое вращает ротор (подвижную часть двигателя) в пространстве между ними. Фото Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL.
Как работает обычный двигатель постоянного тока?
Простые двигатели, которые вы видите в научных книгах, основаны на кусок проволоки, согнутый в прямоугольную петлю, которая подвешена между полюса магнита.(Физики назвали бы это проводник с током сидит в магнитном поле.) Когда вы подключаете такой провод к батарее, через него течет постоянный ток (DC), создавая вокруг него временное магнитное поле. Это временное поле отталкивает исходное поле от постоянного магнита, в результате чего провод перевернуть. Обычно провод останавливался в этой точке, а затем снова переворачивался, но если мы воспользуемся оригинальным вращающимся соединением называется коммутатором, мы можем сделать обратный ток каждый раз, когда проволока переворачивается, и это означает, что проволока будет продолжать вращаться в в том же направлении, пока течет ток.Это суть простого электродвигателя постоянного тока, задуманного в 1820-е годы Майкла Фарадея и превратился в практическое изобретение о десять лет спустя Уильям Стерджен. (Более подробную информацию вы найдете в нашей вводной статье об электродвигателях.)
Иллюстрации: Электродвигатель постоянного тока основан на проволочной петле, вращающейся внутри фиксированного магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом. Коммутатор (разрезное кольцо) и щетки (угольные контакты к коммутатору) меняют направление электрического тока каждый раз, когда провод перекручивается, что позволяет ему вращаться в одном и том же направлении.
Прежде чем мы перейдем к двигателям переменного тока, давайте быстро резюмируйте, что здесь происходит. В двигателе постоянного тока магнит (и его магнитное поле) фиксируется на месте и образует внешнюю статическую часть двигатель (статор), а катушка с проводом, несущая электрический ток формирует вращающуюся часть двигателя (ротор). Магнитное поле исходит от статора, который представляет собой постоянный магнит, пока вы подаете электроэнергию на катушку, которая составляет ротор. Взаимодействие между постоянными магнитами поле статора и временное магнитное поле, создаваемое ротором, равно что заставляет мотор крутиться.
Рекламные ссылкиКак работает двигатель переменного тока?
В отличие от игрушек и фонариков, большинство домов, офисов, фабрики и другие здания не питаются от маленьких батареек: они питаются не постоянным током, а переменным током (AC), который меняет направление примерно 50 раз в секунду. (с частотой 50 Гц). Если вы хотите запустить двигатель от домашней электросети переменного тока, вместо батареи постоянного тока вам нужна другая конструкция двигателя.
В двигателе переменного тока есть кольцо электромагнитов расположены снаружи (составляя статор), которые предназначены для создания вращающегося магнитного поля.Внутри статора находится цельная металлическая ось, проволочная петля, катушка, беличья клетка из металлических стержней и межсоединений (например, вращающиеся клетки, которым иногда удается развлечь мышей), или другая свободно вращающаяся металлическая деталь, которая может проводить электричество. В отличие от двигателя постоянного тока, где вы посылаете энергию во внутренний ротор, в двигателе переменного тока вы посылаете мощность на внешние катушки, которые составляют статор. Катушки запитываются попарно, последовательно, создавая магнитное поле, вращающееся вокруг двигателя.
Фото: Статор создает магнитное поле с помощью туго намотанных катушек из медной проволоки, которые известны как обмотки. Когда электродвигатель изнашивается или перегорает, можно заменить его другим электродвигателем. Иногда проще заменить обмотки двигателя новым проводом — это умелая работа, называемая перемоткой, что и происходит здесь. Фото Сета Скарлетта любезно предоставлено ВМС США.
Как это вращающееся поле заставляет двигатель двигаться? Помните, что ротор, подвешенный внутри магнитное поле, является электрическим проводником.Магнитное поле постоянно меняется (потому что оно вращается), поэтому согласно законам электромагнетизма (точнее, закону Фарадея), магнитное поле производит (или индуцирует, если использовать термин Фарадея) электрический ток внутри ротора. Если проводник представляет собой кольцо или провод, ток течет вокруг него по петле. Если проводник представляет собой просто цельный кусок металла, вместо этого вокруг него циркулируют вихревые токи. В любом случае индуцированный ток производит собственное магнитное поле и, согласно другому закону электромагнетизма (Закон Ленца) пытается остановить то, что вызывает это — вращающееся магнитное поле — также вращаясь.(Вы можете думать о роторе отчаянно пытается «догнать» вращающееся магнитное поле, пытаясь устранить разница в движении между ними.) Электромагнитная индукция — это ключ к тому, почему такой двигатель вращается, и поэтому он называется асинхронным.
Фото: эффективный асинхронный двигатель переменного тока. Фото Аль-Пуэнте любезно предоставлено NREL.
Как работает асинхронный двигатель переменного тока?
Вот небольшая анимация, чтобы подвести итог и, надеюсь, прояснить все:
- Две пары катушек электромагнита, показанные здесь красным и синим цветом, поочередно запитываются источником переменного тока (не показан, но подключаются к выводам справа).Две красные катушки соединены последовательно и запитаны вместе, а две синие катушки катушки подключаются таким же образом. Поскольку это переменный ток, ток в каждой катушке не включается и не выключается внезапно (как предполагает эта анимация), а плавно повышается и падает в форме синусоидальной волны: когда красные катушки наиболее активны, синие катушки полностью неактивны, и наоборот. Другими словами, их токи не совпадают (не совпадают по фазе на 90 °).
- Когда катушки находятся под напряжением, магнитное поле, которое они создают между ними, индуцирует электрический ток в роторе.Этот ток создает собственное магнитное поле, которое пытается противодействовать тому, что его вызвало (магнитное поле от внешних катушек). Взаимодействие между двумя полями заставляет ротор вращаться.
- Когда магнитное поле чередуется между красной и синей катушками, оно эффективно вращается вокруг двигателя. Вращающееся магнитное поле заставляет ротор вращаться в одном направлении и (теоретически) почти с одинаковой скоростью.
Асинхронные двигатели на практике
Что контролирует скорость двигателя переменного тока?
Фотография: Двигатель с регулируемой частотой.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено NREL.
В синхронных двигателях переменного тока ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле; в асинхронном двигателе ротор всегда вращается с меньшей скоростью, чем поле, что делает его примером так называемого асинхронного двигателя переменного тока. Теоретическая скорость ротора в асинхронном двигателе зависит от частоты источника переменного тока и количества катушек, составляющих статор, и без нагрузки на двигатель приближается к скорости вращающегося магнитного поля.На практике нагрузка на двигатель (независимо от того, чем он управляет) также играет роль, замедляя ротор. Чем больше нагрузка, тем больше «пробуксовка» между скоростью вращающегося магнитного поля и фактической скоростью ротора. Чтобы управлять скоростью двигателя переменного тока (чтобы он работал быстрее или медленнее), вы должны увеличивать или уменьшать частоту источника переменного тока, используя так называемый частотно-регулируемый привод. Поэтому, когда вы регулируете скорость чего-то вроде заводской машины, питаемой от асинхронного двигателя переменного тока, вы на самом деле управляете цепью, которая изменяет частоту тока, приводящего в движение двигатель, вверх или вниз.
Что такое «фаза» двигателя переменного тока?
Нам не обязательно приводить в движение ротор с четырьмя катушками (двумя противоположными парами), как показано здесь. Можно построить асинхронные двигатели с любым другим расположением катушек. Чем больше у вас катушек, тем плавнее будет работать мотор. Количество отдельных электрических токов, возбуждающих питание катушек независимо, не в такте, известно как фаза двигателя, поэтому конструкция, показанная выше, представляет собой двухфазный двигатель (с двумя токами, питающими четыре катушки, которые работают не в шаге в двух парах. ).В трехфазном двигателе мы могли бы иметь три катушки, расположенные вокруг статора в виде треугольника, шесть равномерно расположенных катушек (три пары) или даже 12 катушек (три набора по четыре катушки) с одной, двумя или четырьмя катушками. включается и выключается одновременно тремя отдельными противофазными токами.
Анимация: Трехфазный двигатель, питаемый тремя токами (обозначенными красным, зеленым и синие пары катушек), сдвиг по фазе на 120 °.
Преимущества и недостатки асинхронных двигателей
Преимущества
Самым большим преимуществом асинхронных двигателей переменного тока является их простота.У них есть только одна движущаяся часть, ротор, что делает их недорогими, тихими, долговечными и относительно безотказными. ОКРУГ КОЛУМБИЯ двигатели, напротив, имеют коллектор и угольные щетки, которые изнашиваются. выходят и нуждаются в замене время от времени. Трение между щетками и Коммутатор также делает двигатели постоянного тока относительно шумными (а иногда даже довольно вонючими).
Иллюстрации: Электродвигатели чрезвычайно эффективны, обычно преобразовывая около 85 процентов поступающей электроэнергии в полезную исходящую механическую работу.Даже в этом случае довольно много энергии теряется в виде тепла внутри обмоток, поэтому двигатели могут сильно нагреваться. Большинство двигателей переменного тока промышленной мощности имеют встроенные системы охлаждения. Внутри корпуса находится вентилятор, прикрепленный к валу ротора (на противоположном конце оси, который приводит в движение любую машину, к которой прикреплен двигатель), показанный здесь красным. Вентилятор всасывает воздух в двигатель, обдувая его снаружи корпуса, минуя ребра вентиляции. Если вы когда-нибудь задумывались, почему электродвигатели имеют эти выступы снаружи (как вы можете видеть на верхнем фото на этой странице), причина в том, что они охлаждают двигатель.
Недостатки
Поскольку скорость асинхронного двигателя зависит от частоты переменного тока, приводящего его в действие, он вращается со скоростью постоянная скорость, если вы не используете частотно-регулируемый привод; Скорость двигателей постоянного тока намного легче контролировать, просто повышая или понижая напряжение питания. Хотя асинхронные двигатели относительно просты, они могут быть довольно тяжелыми и громоздкими из-за их катушечной обмотки. В отличие от двигателей постоянного тока, они не могут работать от батарей или любого другого источника постоянного тока (например, солнечных батарей) без использования инвертора (устройства, которое преобразует постоянный ток в переменный).Это потому, что им нужно изменяющееся магнитное поле, чтобы вращать ротор.
Кто изобрел асинхронный двигатель?
Изображение: оригинальный дизайн Николы Теслы для асинхронного двигателя переменного тока. Он работает точно так же, как и на анимации выше, с двумя синими и двумя красными катушками, поочередно запитываемыми от генератора справа. Это произведение взято из оригинального патента Tesla, депонированного в Бюро патентов и товарных знаков США, с которым вы можете ознакомиться в приведенных ниже ссылках.
Никола Тесла (1856–1943) был физиком. и плодовитый изобретатель, чей огромный вклад в науку и технику никогда не были полностью признаны. После того, как он приехал в Соединенные Штаты в возрасте 28 лет, он начал работал на известного пионера электротехники Томаса Эдисона. Но двое мужчин поссорились катастрофически и вскоре стали непримиримыми соперниками. Тесла твердо верил что переменный ток (AC) намного превосходил постоянный ток (DC), в то время как Эдисон думал обратное. Со своим партнером Джорджем Westinghouse, Тесла отстаивал AC, в то время как Эдисон был полон решимости управлять миром на DC и придумал всевозможные рекламные трюки, чтобы доказать, что кондиционер слишком опасен для широкого использования (изобретение электрического стула, чтобы доказать, что переменный ток может быть смертельным, и даже ударил током слона Топси с помощью переменного тока, чтобы показать, насколько это было смертельно опасно и жестоко).Битва между этими двумя очень разные взгляды на электроэнергию иногда называют Войной течений.
Несмотря на лучшие (или худшие) усилия Эдисона, Tesla победила, и теперь электричество переменного тока питает большую часть мира. Во многом именно поэтому многие электродвигатели, которые приводить в действие бытовую технику в наших домах, фабриках и офисах переменного тока асинхронные двигатели, работающие от вращающихся магнитных полей, которые Никола Тесла сконструировал в 1880-х годах (его патент, проиллюстрированный здесь, был выдан в мае 1888 года).Итальянский физик по имени Галилео Феррарис независимо друг от друга придумал ту же идею примерно в то же время, но история обошлась с ним еще более жестоко, чем Тесла и его имя теперь почти забыты.
Рекламные ссылкиУзнать больше
На сайте
На других сайтах
Книги
Для читателей постарше
Для младших читателей
- Электроэнергия для молодых производителей: забавные и легкие проекты «Сделай сам» Марка де Винка.Maker Media / O’Reilly, 2017. Отличное практическое введение в электричество, включая несколько занятий, связанных с созданием электродвигателей с нуля. Возраст 9–12 лет.
- Эксперименты с электродвигателем Эда Соби. Enslow, 2011. Это отличное общее введение в электродвигатели с большим количеством более широкого научного и технологического контекста. Однако по очевидным практическим соображениям и соображениям безопасности он ориентирован только на проекты с двигателями постоянного тока и лучше всего подходит для детей в возрасте от 11 до 14 лет.
- Сила и энергия Криса Вудфорда.Факты в файле, 2004. Одна из моих книг, рассказывающих об усилиях человека по использованию энергии с древних времен до наших дней. Возраст 10+.
- Никола Тесла: Разработчик электроэнергии Крис Вудфорд, в изобретателях и изобретениях, том 5. Нью-Йорк: Маршалл Кавендиш, 2008. Краткую биографию Теслы я написал несколько лет назад. На момент написания все это было доступно в Интернете по этой ссылке в Google Книгах. Возраст 9–12 лет.
Патенты
Патентыпредлагают более глубокие технические детали и собственные идеи изобретателя о своей работе.Вот очень небольшая подборка многих патентов США, касающихся асинхронных двигателей.
- Патент США 381 968: Электромагнитный двигатель Николы Тесла, 1 мая 1888 г. Оригинальный патент на асинхронный двигатель переменного тока.
- Патент США 2,959,721: Многофазные асинхронные двигатели, Томас Бартон и др., Lancashire Dynamo & Crypto Ltd, 8 ноября 1960 г. Асинхронный двигатель с улучшенным контролем скорости.
- Патент США 4311932: Жидкостное охлаждение для асинхронных двигателей, Рэймонд Н. Олсон, Sundstrand Corporation, 19 января 1982 г.Эффективный метод жидкостного охлаждения двигателя без чрезмерного сопротивления жидкости вращающимся компонентам.
- Патент США 5,751,082: Асинхронный двигатель с высоким пусковым моментом. Автор: Umesh C. Gupta, Vickers, Inc., 12 мая 1998 г. Современный двигатель с высоким начальным крутящим моментом.
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2012, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Подписывайтесь на нас
Сохранить или поделиться этой страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:
Цитируйте эту страницу
Вудфорд, Крис. (2012/2020) Асинхронные двигатели. Получено с https://www.explainthatstuff.com/induction-motors.html.[Доступ (укажите дату здесь)]
Больше на нашем сайте …
Энергии | Бесплатный полнотекстовый | Методология измерения импеданса асинхронного двигателя с использованием гармоник более высокого порядка
1. Введение
Большинство современных компонентов привода состоят из асинхронных двигателей, соединенных с преобразователем частоты. Поскольку промышленные преобразователи частоты в основном импульсного типа, их частота коммутации обычно превышает один килогерц.В результате образуется полный спектр высших гармоник, снижающих энергоэффективность двигателя. Таким образом, крайне важно максимально повысить энергоэффективность двигателей, питаемых от преобразователей частоты, поскольку цена на электроэнергию растет. Для этого необходимо проанализировать процессы, развивающиеся в асинхронном двигателе с питанием от преобразователя частоты. Вопрос о том, какие электромагнитные процессы развиваются внутри асинхронного двигателя при питании его напряжением достаточно высокой частоты, изучен недостаточно.Поскольку раньше в напряжении, подаваемом на двигатель, не было высоких частот, этот вопрос просто не задавали. Этот вопрос стал актуальным, когда появились преобразователи частоты с транзисторами IGBT в качестве переключателей. Сначала эти преобразователи были тиристорными, и их частотный диапазон гармоник напряжения был относительно низким. В публикациях того времени [1,2] в основном анализировалось влияние 5-й и 7-й гармоник на характеристики двигателя соответственно. В исследовании [3] проанализировано влияние пространственных и временных гармоник на асинхронный двигатель с питанием от преобразователя частоты.Временные гармоники были проанализированы для преобразователя, который работал без синусоидальной широтно-импульсной модуляции (ШИМ), а также без более высоких частот переключения с четырехуровневым источником питания, где преобладали в основном гармоники более низкого порядка. Следовательно, результаты, полученные в ранее упомянутых исследованиях, мало подходят для современных преобразователей частоты. В ходе исследования было сделано предположение: сопротивления статоров и роторов статичны при изменении частоты, а реактивные сопротивления выше, чем реактивное сопротивление для первой гармоники, умноженной на порядок гармоники.Другими словами, параметры для первой гармоники в эквивалентной схеме асинхронного двигателя — где индуктивные сопротивления заменены соответствующими индуктивностями — такие же, как и для гармоник более высокого порядка. Кроме того, такие же предположения сделаны в других публикациях, например [4], где рассматривается компьютерное моделирование. Эти предположения не отражают реальных процессов, происходящих в асинхронных двигателях. По мере увеличения частоты напряжения сопротивление двигателя также увеличивается по двум основным причинам. Во-первых, сопротивление ротора двигателя увеличивается, поскольку скин-эффект в роторах приводит к короткому замыканию стержней обмотки.Вторая причина заключалась в увеличении дополнительного сопротивления из-за потерь при увеличении вихревых токов в магнитопроводе статора, который был индуктивно связан с током обмотки статора.Современные преобразователи частоты используют IGBT в качестве коммутаторов. Это позволяет переключать частоты до 12 кГц. Поэтому выражаются гармоники, близкие к частоте переключения выходного напряжения преобразователей.
Есть опубликованные исследования, в которых частота зависит от сопротивления, в то время как двигатель питается от преобразователя частоты, поскольку учитываются импульсы напряжения на выходе с законной модуляцией [5,6].В этом исследовании предполагается, что все изменения сопротивления двигателя происходят в короткозамкнутых стержнях клетки ротора из-за скин-эффекта от протекания тока. Влияние увеличения потерь в магнитопроводе не учитывалось. Предполагалось, что соотношение активного и реактивного сопротивления двигателей остается постоянным при изменении частоты. Было заявлено, что это было определено экспериментально, хотя сам эксперимент не описывался. Экспериментальной проверкой сделанных предположений был баланс мощностей: расчетная сумма активной мощности высших гармоник равнялась разнице потерь при питании от преобразователя частоты и потерь при питании от синусоидального напряжения.Не найдено публикаций, в которых обосновывались бы исследования или методика исследования устойчивости двигателей к временным гармоникам. Целью данного исследования является обоснование методологии экспериментального исследования и получение результатов, пригодных для практического использования. Большинство исследователей используют моделирование, и, к сожалению, в них индуктивности постоянны и не соответствуют частотам гармоник [7,8]. Если увеличение частоты незначительное, в то же время преобладают более низкие гармоники, изменение индуктивности также незначительно и им можно пренебречь.Для частоты, близкой к частоте коммутации современного преобразователя частоты, потери в магнитопроводе статора двигателя весьма значительны. Они настолько велики, что для частоты основного магнитного потока — например, в трансформаторе — электротехническая сталь не использовалась. Этот трансформатор потреблял бы много энергии и потреблял бы много тока из сети даже на холостом ходу. Другими словами, с увеличением частоты увеличивается и потребляемый ток, даже в режиме ожидания. Однако увеличение тока указывало бы на уменьшение сопротивлений, особенно индуктивного сопротивления.Можно сделать очевидный вывод, что индуктивное сопротивление не является постоянной величиной и уменьшается с увеличением частоты. Это особенно относится к частотам, выходящим за пределы частот, используемых для сердечников из электротехнической стали. В исследовании [9] проанализирована задача оптимизации закона модуляции выходного напряжения инвертора с целью уменьшения потерь, создаваемых высшими гармониками напряжения инвертора. Оптимизация была проведена путем моделирования, и индуктивности и сопротивления в эквивалентной схеме имеют постоянные значения.В публикации [10] был проанализирован уровень гармоник в различных схемах инвертора — при условии, что все другие значения постоянны. В статье [11] представлены результаты экспериментальных исследований, в которых измерялся спектр гармоник. Однако результаты измерений не были точными, поскольку они были получены с помощью анализатора мощности сети, который измеряет только до 17-й гармоники. Это тот диапазон, в котором высшие гармоники выражены незначительно. Для этих типов измерений пригодны только анализаторы мощности преобразователей, поскольку они предназначены для измерения спектрального состава напряжений и токов преобразователей.В [12] была исследована оптимизация принципа широкополосной модуляции путем моделирования системы в приложении Simulink. В модели использована эквивалентная схема двигателя с постоянной индуктивностью. Проблемы минимизации гармонических уровней путем моделирования также исследовались в публикации [13]. Morevover, в [14], был проанализирован случай определения сопротивления — также в предположении, что параметры эквивалентной схемы не зависят от частоты. Существует не так много правил измерения сопротивления двигателя.Стандарты, например IEEE-112, предоставляют три основных теста для измерения сопротивления двигателя. Это: измерение сопротивления статоров на постоянном токе; испытания на холостом ходу (ненагруженный двигатель) с напряжением номинальной частоты и эксперимент на короткое замыкание (с подвешенным ротором) с напряжением номинальной частоты. Проблема в том, можно ли определить сопротивление двигателя — не только для основной гармоники, но и для высших гармоник — с помощью экспериментов, упомянутых выше. Очевидно, что тест на холостом ходу не всегда удается реализовать.Как видно из рисунка 1, частота гармоники с наибольшей амплитудой составляет около пяти килогерц. В случае двухполюсного двигателя скорость вращения будет около 300 000 мин -1 . Достичь такой скорости технически невозможно. С другой стороны, если бы эта скорость вращения была вообще возможна, измерения не имели бы никакого значения, если бы они были выполнены на скорости, при которой двигатель никогда не работал бы. Следовательно, было бы лучше провести эксперимент, когда двигатель вращается со скоростью, близкой к скорости вращения первой гармоники.У этого теста была бы цель, и некоторые исследователи ее проводят [14]. Скольжение для этой гармоники, если ротор вращается со скоростью, которая составляет всего 1% от скорости вращения гармоники, практически равно 1. Это означает, что результат измерения будет таким же, если ротор вращается, или если это будет приостановлено. Кроме того, в исследовании [15] авторы периодически переключают двигатель со значительно высокой частотой как на сеть для поддержки вращения, так и на источник гармонической частоты для измерения.Трудно определить, насколько на результат влияет наведенное напряжение переходных процессов. Из-за этого результаты эксперимента сомнительны. Следовательно, очевидно, что измерение необходимо проводить при подвешенном роторе двигателя. Проблема состоит в том, чтобы определить, следует ли проводить эксперимент с использованием трехфазного или однофазного источника питания. Очевидно, что для эксперимента достаточно однофазного источника питания, поскольку в случае симметричной трехфазной системы и с симметричной нагрузкой мощность от одной фазы к другой не передается.Следовательно, в обоих случаях для трех фаз, а также для однофазных источников питания с частотой гармоник результаты измерений будут одинаковыми. Еще одна проблема — подбор блока питания. Поскольку величина магнитного потока двигателя, а также плотность магнитного потока в магнитных проводах статора и ротора двигателя зависит от напряжения источника питания. Коэффициент магнитной проницаемости ферромагнитной магнитной проволоки зависит от напряженности магнитного поля. Кроме того, индуктивность обмотки двигателя зависит от магнитного потока, который определяется напряжением источника питания.Хотя это применимо только для случая основной гармоники. Гармоники высших порядков создают только дополнительные составляющие магнитного потока и не определяют насыщение сердечника. Можно сделать вывод, что при измерении сопротивлений обмотки двигателя напряжение источника питания незначительно и может быть маргинальным, хотя и превышающим -намагниченность сердечника, соответствующая создаваемому перемагничиванию двигателя основной гармоники в рабочем режиме. В основном, предложенная методология измерения соответствует методике измерения индуктивности обмоток машин постоянного тока, когда индуктивность используется для измерения переменного тока, а перемагничивание выполняется постоянным током, что предусмотрено в стандарте IEEE-113 и подробно описано. в [16].Конденсатор и индуктивность используются для разделения цепей как для постоянного, так и для переменного тока, это позволяет переменному току течь через конденсатор, но постоянный ток блокируется, а индуктивность позволяет протекать постоянному току, но она резистентна к переменному току. Простая схема измерения однофазной индуктивности, в которой две другие обмотки электродвигателей намагничены, представлена на рисунке 2. Хотя эта схема имеет главный недостаток — обмотки фаз W1.1 – W2.1 и V2.1 – V1.1 — не только намагниченные фазы U1.1 – U2.1 в направлении протекания постоянного тока в статорах двигателей и магнитных проводах роторов, но и в цепи постоянного тока за счет индуцированной электродвижущей силы в создаваемой дополнительной составляющей переменного тока из-за трансформаторной связи, которая нагружала измеряемую цепь и вызывала ошибки измерения. Чтобы устранить эту ошибку, позже было решено измерить сопротивления обмоток обоих двигателей одновременно, а результат разделить вдвое.Обмотки двигателей были подключены последовательно, в противоположном направлении, как показано на рисунке 3. Первая пара выводов измерительного прибора была подключена к началу первой фазной обмотки двигателя U1.1 – U2.1, а к концу фазы. был подключен окончание фазной обмотки второго двигателя U2.2. Ко второй паре выводов измерительного прибора подключалась фазная обмотка U2.1 начала второго двигателя. К цепи намагничивания вторичных двигателей W1.2 – W2.2 и V1.2 – V2.2 фазные обмотки были подключены последовательно по той же методике, что и для обмотки первого двигателя.Поскольку фазы двигателей U1.1 – U2.1 и U2.2 – U1.2 подключены в противоположном направлении, электродвижущая сила, создаваемая в цепи намагничивания, будет иметь противоположные направления и будет компенсировать друг друга из-за трансформатора. связь. Это связано с тем, что электрические цепи обоих двигателей взаимны, а магнитные цепи различны.Для этапов проектирования двигателя можно сделать несколько предположений, во-первых, трехфазный двигатель симметричен, во-вторых, учитываются только основные гармоники, в то время как высшие гармоники специального распределения поля и магнитодвижущей силы (MMF) в воздушном зазоре не принимаются во внимание. , в-третьих, пространственно распределенные обмотки статора и ротора заменены концентрированной катушкой, в-четвертых, эффектами анизотропии, магнитного насыщения, потерь в стали и вихревых токов пренебрегают, сопротивление пятой катушки и реактивное сопротивление принимается постоянным, шестое во многих случаях, особенно при рассмотрении в установившемся режиме ток и напряжения считаются синусоидальными.В результате на этапе проектирования асинхронного двигателя оценивается только влияние первой гармоники 50 Гц, а влияние высших гармоник для асинхронного двигателя не оценивается. Кроме того, при питании двигателя от привода с регулируемой скоростью присутствует влияние высших гармоник. Основная цель статьи — исследование и выявление влияния высших гармоник на асинхронный двигатель в динамическом режиме.
2. Материалы и методы
Учитывая вышеизложенное, было решено измерить сопротивление обмоток двигателя с помощью прибора для измерения LCR Hioki IM3523 (Hioki, Япония) со встроенным генератором переменного напряжения до 5 В, который можно отрегулировать в диапазоне частот от 50 Гц до 200 кГц.Базовая точность измерения сопротивления составляет 0,08%. Чтобы исключить возможное влияние тока намагничивания на результаты измерений, было решено намагничивать систему с помощью постоянного тока. Была измерена одна фаза подвесного двигателя, а две другие фазы были подключены таким образом, чтобы направление создаваемого ими магнитного потока соответствовало направлению магнитного потока измеряемой обмотки. Каждое направление обмотки намагничивания создаваемого потока составляло угол 60 ° с создаваемым потоком измеряемой обмотки, поэтому магнитный поток каждой из обмоток создавался, соответствующий 0.5 плоскости размерности потока в направлении оси измеряемой обмотки. Обе проекции были одного направления и были суммированы, а перпендикулярные проекции имели разное направление, и их сумма равнялась нулю. Следовательно, направление потока намагничивания, как упоминалось ранее, соответствует создаваемому магнитному потоку измеряемой обмотки с размером потока, равным величине тока, протекающего в измеряемой обмотке. При использовании этой схемы ток намагничивания протекает не в измеряемой цепи и не влияет на само измерение.Чтобы схема намагничивания не влияла на схему измерения через трансформатор, для эксперимента были выбраны два идентичных двигателя. Как известно, из-за передовых технологий асинхронных двигателей производства WEG разброс параметров от двигателя к двигателю незначительный, были выбраны два двухполюсных двигателя WEG производства W22 с высоким классом КПД IE2 и номинальной мощностью 0,75 кВт. Обмотки намагничивания в обоих двигателях были подключены одинаково, а измерения — в разном направлении.Следовательно, напряжения намагничивания индуцировались в обмотках намагничивания обоих двигателей, в то время как токи, протекающие в измерительных обмотках, имели противоположные направления, и сумма напряжений в цепи намагничивания постоянного тока для обоих идентичных двигателей была равна нулю. Практически, почти равное нулю суммарное напряжение достигается из-за неизбежного разброса параметров двигателя. Поскольку магнитные провода статора и ротора имеют канавки, сопротивление обмотки в некоторой степени зависит от положения ротора и меняется по мере вращения ротора относительно статора.
Сначала было выбрано положение роторов одного из двигателей таким образом, чтобы предварительные сопротивления обмоток соответствовали среднему значению, затем положение роторов второго двигателя было выбрано по минимуму наведенного напряжения в измерительной обмотке (желтая кривая на рис. Рисунок 4), это было сделано путем подключения обмотки намагничивания к напряжению промышленной частоты (синяя кривая на рисунке 4). После выбора положений роторы были зафиксированы и оставались неизменными в соответствии со статорами на протяжении всего эксперимента.Общий вид эксперимента с выбранными положениями ротора представлен на рисунке 3. На рисунке 3 представлены компоненты эксперимента: 1 измеритель Hioki LCR IM3523, изготовленный в Японии, 2 осциллограф Tektroix TDS 2004B, изготовленный в Орегоне, США, 3 и 4 исследуются электродвигатели WEG W22 0,75 кВт производства Бразилии и 5 блоков питания постоянного тока китайского производства. Влияние выравнивания положения роторов двигателей на остаточную электродвижущую силу показано на рисунках 4 и 5. Получаетсянесинусоидальных напряжений в измерительной обмотке (желтая кривая), потому что при компенсации основных гармоник напряжения высшие гармоники подвергаются воздействию.
без названия
% PDF-1.5 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 2 0 obj > ручей 2014-11-19T11: 33: 18 + 01: 002014-11-19T11: 37: 52 + 01: 002014-11-19T11: 37: 52 + 01: 00 Приложение Acrobat Distiller 11.0 (Windows) / pdf
как ветрогенератор
Индукционный генератор как ветрогенератор Статья Учебники по альтернативной энергии 19.06.2010 08.03.2021 Учебные пособия по альтернативным источникам энергииИндукционный генератор в качестве ветряного генератора
Вращающиеся электрические машины обычно используются в ветроэнергетических системах, и большинство этих электрических машин могут функционировать как двигатель или как генератор, в зависимости от конкретного применения.Но помимо синхронного генератора , который мы рассматривали в предыдущем руководстве, существует еще один более популярный тип трехфазной вращающейся машины, который мы можем использовать в качестве генератора ветровой турбины, который называется индукционным генератором .
Как синхронный генератор, так и индукционный генератор имеют аналогичное фиксированное расположение обмоток статора, которое при возбуждении от вращающегося магнитного поля выдает трехфазное (или однофазное) выходное напряжение.
Однако роторы двух машин сильно различаются: ротор асинхронного генератора обычно состоит из двух типов компоновки: «беличья клетка» или «ротор с обмоткой».
Однофазный индукционный генератор
Индукционный генератор Конструкция основана на очень распространенном асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором, поскольку они дешевы, надежны и легко доступны в широком диапазоне электрических размеров от машин с дробной мощностью до многоцелевых. -мегаваттные мощности, что делает их идеальными для использования как в бытовых, так и в коммерческих ветроэнергетических установках с использованием возобновляемых источников энергии.
Кроме того, в отличие от предыдущего синхронного генератора, который должен быть «синхронизирован» с электрической сетью, прежде чем он сможет вырабатывать электроэнергию, индукционный генератор может быть подключен непосредственно к электросети и приводиться в движение лопастями ротора турбин при переменной скорости ветра. вводится в эксплуатацию из неподвижного состояния.
Для экономии и надежности во многих ветроэнергетических турбинах в качестве генератора используются асинхронные двигатели, приводимые в действие механической коробкой передач для увеличения скорости вращения, производительности и эффективности. Однако индукционным генераторам требуется реактивная мощность, обычно обеспечиваемая шунтирующими конденсаторами в отдельных ветряных турбинах.
Асинхронные машины также известны как Асинхронные машины , то есть они вращаются ниже синхронной скорости при использовании в качестве двигателя и выше синхронной скорости при использовании в качестве генератора.Поэтому, когда он вращается быстрее, чем его нормальная рабочая скорость или скорость холостого хода, индукционный генератор вырабатывает электричество переменного тока. Поскольку индукционный генератор синхронизируется непосредственно с основной энергосистемой, то есть вырабатывает электроэнергию с той же частотой и напряжением, выпрямители или инверторы не требуются.
Тем не менее, индукционный генератор может обеспечивать необходимую мощность непосредственно в энергосистему общего пользования, но ему также требуется реактивная мощность, обеспечиваемая энергосистемой.Автономная (автономная) работа индукционного генератора также возможна, но недостатком здесь является то, что генератор требует дополнительных конденсаторов, подключенных к его обмоткам для самовозбуждения.
Трехфазные индукционные машины очень хорошо подходят для выработки энергии ветра и даже гидроэлектроэнергии. Индукционные машины, работая как генераторы, имеют неподвижный статор и вращающийся ротор, как и у синхронного генератора. Однако возбуждение (создание магнитного поля) ротора выполняется по-другому, и типичная конструкция ротора представляет собой структуру с короткозамкнутым ротором, в которой проводящие стержни встроены в корпус ротора и соединены друг с другом на своих концах посредством закорачивающих колец, как показано. .
Конструкция индукционного генератора
Как уже упоминалось в начале, одним из многих преимуществ асинхронной машины является то, что ее можно использовать в качестве генератора без каких-либо дополнительных схем, таких как возбудитель или контроллер напряжения, когда он подключен к трех -фазное питание от сети. Когда неработающий асинхронный генератор подключен к сети переменного тока, в обмотке ротора индуцируется напряжение, аналогичное трансформатору с частотой этого индуцированного напряжения, равной частоте приложенного напряжения.
Поскольку токопроводящие стержни ротора с короткозамкнутым ротором закорочены, вокруг них протекает большой ток, и внутри ротора создается магнитное поле, заставляющее машину вращаться.
Поскольку магнитное поле обоймы ротора следует за магнитным полем статора, ротор ускоряется до синхронной скорости, установленной частотой питания сети. Чем быстрее вращается ротор, тем меньше результирующая относительная разница скоростей между обоймой ротора и вращающимся полем статора и, следовательно, напряжение, наведенное на его обмотку.
Когда ротор приближается к синхронной скорости, он замедляется, поскольку ослабляющее магнитное поле ротора недостаточно для преодоления потерь на трение ротора в режиме холостого хода. В результате ротор теперь вращается медленнее, чем синхронная скорость. Это означает, что асинхронная машина никогда не сможет достичь своей синхронной скорости, так как для ее достижения не будет индуцированного тока в короткозамкнутой клетке ротора, магнитного поля и, следовательно, крутящего момента.
Разница в скорости вращения между вращающимся магнитным полем статора и фактической скоростью ротора в асинхронных машинах обычно называется «скольжением».
Для обеспечения крутящего момента на валу ротора необходимо наличие проскальзывания . Другими словами, «проскальзывание», которое является описательным способом объяснения того, как ротор постоянно «откатывается» от синхронизации, представляет собой разницу в скорости между синхронными скоростями статоров, выражаемую как: n s = / P в об / мин, а фактическая частота вращения роторов n R также в об / мин и выражается в процентах (скольжение в%).
Тогда дробное скольжение s асинхронной машины определяется как:
Это скольжение означает, что работа индукционных генераторов, таким образом, является «асинхронной» (несинхронизированной), и чем тяжелее нагрузка, подключенная к асинхронному генератору, тем больше возникающее скольжение, поскольку более высокие нагрузки требуют более сильных магнитных полей.Большее скольжение связано с большим наведенным напряжением, большим током и более сильным магнитным полем.
Таким образом, для того, чтобы асинхронная машина работала как двигатель, ее рабочая скорость всегда будет меньше скорости вращения поля статора, а именно синхронной скорости. Чтобы асинхронная машина работала как генератор, ее рабочая скорость должна быть выше номинальной синхронной скорости, как показано на рисунке.
Характеристики крутящего момента / скорости асинхронной машины
В состоянии покоя вращающееся магнитное поле статора имеет одинаковую скорость вращения по отношению как к статору, так и к ротору, поскольку частота токов ротора и статора одинакова, поэтому в состоянии покоя скольжение положительно и равно единице (s = +1).
При точно синхронной скорости разница между скоростью вращения и частотой ротора и статора будет равна нулю, поэтому при синхронной скорости никакая электрическая энергия не потребляется и не производится, и поэтому скольжение двигателя равно нулю (s = 0 ).
Если частота вращения генератора превышает эту синхронную скорость внешними средствами, результирующий эффект будет заключаться в том, что ротор будет вращаться быстрее, чем вращающееся магнитное поле статора, и полярность индуцированного напряжения и тока ротора будет обратной.
В результате скольжение теперь становится отрицательным (s = -1), и индукционная машина генерирует ток с опережающим коэффициентом мощности обратно в электрическую сеть. Мощность, передаваемая в виде электромагнитной силы от ротора к статору, может быть увеличена простым вращением ротора быстрее, что затем приведет к увеличению количества вырабатываемой электроэнергии. Характеристики крутящего момента асинхронного генератора (s = от 0 до -1) являются отражением характеристик асинхронного двигателя (s = от +1 до 0), как показано.
Скорость индукционного генератора будет изменяться в зависимости от силы вращения (момента или крутящего момента), приложенной к нему энергией ветра, но он будет продолжать вырабатывать электричество до тех пор, пока его скорость вращения не упадет ниже скорости холостого хода. На практике разница между скоростью вращения при пиковой генерирующей мощности и на холостом ходу (синхронная скорость) очень мала, всего несколько процентов от максимальной синхронной скорости.
Например, 4-полюсный генератор с синхронной частотой вращения холостого хода 1500 об / мин, подключенный к электросети с током 50 Гц, может производить свою максимальную генерируемую мощность, вращаясь только на 1–5% выше (от 1515 до 1575). об / мин), что легко достигается с помощью коробки передач.
Это очень полезное механическое свойство: генератор будет немного увеличивать или уменьшать свою скорость при изменении крутящего момента. Это означает, что редуктор будет меньше изнашиваться, что снижает потребность в техническом обслуживании и увеличивает срок службы, и это одна из наиболее важных причин для использования индукционного генератора , а не синхронного генератора на ветряной турбине, которая подключается напрямую. к электросети.
Автономная индукционная машина
Выше мы видели, что индукционный генератор требует намагничивания статора от электросети, прежде чем он сможет вырабатывать электричество.Но вы также можете запустить индукционный генератор в автономной автономной системе, подав необходимый противофазный ток возбуждения или намагничивания от конденсаторов возбуждения, подключенных к клеммам статора машины.
Это также требует наличия некоторого остаточного магнетизма в пластинах железа ротора при запуске турбины. Типичная схема трехфазной индукционной машины с короткозамкнутым ротором для автономного использования показана ниже. Конденсаторы возбуждения показаны звездой (звездой), но также могут быть подключены треугольником (треугольником).
Конденсаторный индукционный генератор с запуском
Конденсаторы возбуждения представляют собой стандартные конденсаторы для запуска двигателя, которые используются для обеспечения необходимой реактивной мощности для возбуждения, которая в противном случае обеспечивалась бы электросетью. Индукционный генератор будет самовозбуждаться при использовании этих внешних конденсаторов только в том случае, если ротор имеет достаточный остаточный магнетизм.
В режиме самовозбуждения на выходную частоту и напряжение генератора влияют частота вращения, нагрузка турбины и значение емкости конденсаторов в фарадах.Затем, чтобы произошло самовозбуждение генератора, должна быть минимальная скорость вращения для значения емкости, используемой на обмотках статора.
«Самовозбуждающийся индукционный генератор» (SEIG) является хорошим кандидатом для применения в ветроэнергетике, особенно при переменной скорости ветра и в удаленных районах, поскольку им не требуется внешний источник питания для создания магнитного поля. Трехфазный индукционный генератор можно преобразовать в однофазный индукционный генератор с регулируемой скоростью, подключив два конденсатора возбуждения к трехфазным обмоткам.Одно из значений емкости C на одной фазе и другое значение 2C емкости на другой фазе, как показано.
Однофазный выход от трехфазного индукционного генератора
Благодаря этому генератор будет работать более плавно, работая с коэффициентом мощности (PF), близким к единице (100%). В однофазном режиме можно получить КПД, близкий к трехфазному, что составляет примерно 80% от максимального номинала машины. Однако следует соблюдать осторожность при преобразовании трехфазного источника питания в однофазный, поскольку выходное линейное напряжение однофазной сети будет вдвое больше номинального напряжения обмотки.
Индукционные генераторы хорошо работают с однофазными или трехфазными системами, подключенными к электросети, или в качестве автономных генераторов с самовозбуждением для небольших ветроэнергетических приложений, позволяющих работать с регулируемой скоростью. Однако индукционным генераторам требуется реактивное возбуждение для работы на полной мощности, поэтому они идеально подходят для подключения к коммунальной сети как часть связанной с сетью ветроэнергетической системы.
Чтобы узнать больше об «индукционных генераторах» или получить дополнительную информацию об энергии ветра о различных доступных ветроэнергетических системах, или изучить преимущества и недостатки использования индукционных генераторов как части системы ветряных турбин, подключенных к сети, щелкните здесь, чтобы Получите копию одной из лучших книг о трехфазных индукционных генераторах с самовозбуждением прямо у Amazon.
Самые продаваемые индукционные генераторы Сопутствующие товары
Преобразователь частоты | Блог Advanced systems ASB-Drives
Преобразователь частоты: вся информация об устройстве
Оглавление
- Физические основы преобразователей частоты
- Устройство и работа преобразователей частоты
- Выпрямитель
- Промежуточная цепь
- Инвертор
- Типы управления преобразователем частоты
- Интерфейсы преобразователя частоты
- Преимущества использования преобразователей частоты
- Недостатки преобразователей частоты
- Назначение и применение преобразователей частоты
- Как выбрать преобразователь частоты?
- Как подключен преобразователь частоты?
- Меры предосторожности при подключении преобразователя частоты
- Рекомендации по приобретению преобразователей частоты
Физические основы преобразователей частоты
Теоретические основы работы преобразователей частоты были намечены еще в 1930-х годах, но в то время из-за отсутствия транзисторов и микропроцессоров практическая реализация была невозможна.Только когда США, Европа и Япония разработали недостающие компоненты, начали появляться первые варианты преобразователей частоты. С тех пор они претерпели значительные технологические изменения, но принцип их действия по-прежнему основан на тех же физических законах.
Работа преобразователей частоты основана на следующей формуле:
Из этого выражения сразу видно, что при изменении частоты входного напряжения, которая в формуле обозначена как f1, изменится и угловая скорость магнитного поля статора, определяющая скорость вращения самого статора.Этот эффект может быть достигнут только в том случае, если значение p (количество пар полюсов) остается постоянным.
Так что это нам дает? Во-первых, возможность непрерывно регулировать скорость. Это особенно актуально на пике запуска. Во-вторых, эта зависимость позволяет увеличить скольжение асинхронного двигателя, увеличивая его КПД.
Также стоит отметить, что такие характеристики, как коэффициент мощности, КПД, коэффициент перегрузочной способности, принимают высокие значения именно при одновременном регулировании частоты и текущего напряжения.Характер изменения этих параметров напрямую зависит от момента нагрузки, который может принимать следующую характеристику:
- постоянная. При этом типе момента нагрузки напряжение статора будет прямо пропорционально частоте:
- вентилятор. В этом случае напряжение будет пропорционально квадрату частоты:
- обратно пропорционально.В этом случае формула будет выглядеть так:
Приведенные выше расчеты подтверждают, что одновременной регулировкой частоты и напряжения с помощью преобразователя частоты можно добиться плавного и равномерного изменения скорости вала.
Устройство и работа преобразователей частоты
Рассматривая общую конструкцию преобразователей частоты, стоит выделить два основных блока компонентов:
- управление;
- электрических преобразований.
Первый блок обычно представляет собой микропроцессор, который принимает команды от внешних систем управления и интерфейсов и передает их непосредственно на элементы электрического преобразователя.
Блок преобразования мощности — это главный рабочий механизм всей системы. Он отвечает за принятие входного тока и преобразование его в желаемые значения, установленные оператором с помощью блока управления. Этот блок состоит из следующих элементов:
- выпрямитель;
- промежуточная цепь; Инвертор
- .
Поговорим о каждом подробнее.
Выпрямитель
Этот компонент предназначен для генерации пульсирующих напряжений в одно- или трехфазных сетях переменного тока. Выпрямители обычно строятся либо на диодах, либо на тиристорах. В первом случае они считаются неконтролируемыми, а во втором — контролируемыми.
- выпрямители неуправляемые. В них используются две группы диодов, которые подключены к разным клеммам и проводят разное напряжение — положительное и отрицательное.В конечном итоге выходное напряжение равно разнице напряжений между этими группами диодов и математически имеет следующее значение: 1,35 * входное напряжение сети.
- управляемые выпрямители. В этих выпрямителях вместо диодов используются тиристоры. На них может подаваться входной сигнал a, который вызывает задержку тока, выраженную в градусах. В тех случаях, когда значение этого параметра изменяется в пределах 0-90 градусов, тиристоры играют роль выпрямителей, а при 90-300 градусов они играют роль инверторов.Выходное значение постоянного напряжения составляет: 1,35 * входное напряжение сети * cos α.
Промежуточная цепь
Промежуточная цепь действует как своего рода накопитель, от которого двигатель получает энергию через инвертор. В зависимости от комбинации инвертора и выпрямителя промежуточный контур может иметь одну из следующих форм:
- Блок питания инверторный. В этом случае промежуточная цепь включает мощную индуктивную катушку, которая преобразует напряжение выпрямителя в переменный постоянный ток.Само напряжение двигателя определяется нагрузкой. Этот тип схемы может работать только с управляемыми выпрямителями.
- Инверторы — источники напряжения. В этом случае в промежуточной цепи используется фильтр, в состав которого входит конденсатор. Он сглаживает напряжение, поступающее с выпрямителя. Эти схемы способны работать с любым типом выпрямителя.
- Цепь переменного напряжения постоянного тока. В этом случае перед фильтром устанавливается прерыватель с транзисторами, которые отключают и включают подачу напряжения с выпрямителя.В этом случае фильтр обеспечивает сглаживание прямоугольных напряжений после прерывателя, а также поддерживает постоянное напряжение на заданной частоте.
Инвертор
Инвертор является последним звеном в преобразователе частоты перед самим двигателем. Это тот, который в конечном итоге преобразует напряжение в форму, необходимую для работы. В результате описанных выше преобразований выпрямитель и промежуточный контур преобразуются:
- постоянный ток изменчивого характера;
- переменное или неизменное напряжение постоянного тока.
Фактически сам инвертор обеспечивает напряжение необходимой частоты. Если на него подается переменное напряжение или ток, он генерирует только желаемую частоту. Если он не меняется, он генерирует и желаемую частоту, и желаемое напряжение.
Обычно в конструкциях инверторов используются высокочастотные транзисторы с частотами переключения в диапазоне от 300 до 20 кГц.
Типы управления преобразователем частоты
Существует два основных метода управления электродвигателями с помощью преобразователей частоты:
На сегодняшний день наиболее распространены асинхронные системы управления.Они используются в приводах вентиляторов, насосов, компрессоров и т. Д. Основной принцип скалярного управления заключается в изменении частоты и амплитуды напряжения в соответствии с законом U / fn = const, где n всегда больше 1. Соответственно, изменяя напряжения U, меняем частоту f в степень n. Значение градуса определяется исходя из характеристик самого преобразователя частоты и его назначения.
Сама по себе техника скалярного управления довольно проста с технической точки зрения, но имеет два существенных недостатка.Во-первых, без дополнительного датчика скорости нельзя регулировать скорость вала, потому что она напрямую зависит от нагрузки. Решить эту проблему можно, просто купив датчик.
Но есть еще один недостаток — невозможность регулировки крутящего момента. Казалось бы, эту проблему тоже можно решить, купив датчик крутящего момента. Но это довольно дорого, и контроль будет весьма сомнительным. Кроме того, невозможно управлять скоростью и крутящим моментом вместе со скалярным типом управления.
Векторное управление подразумевает, что сама система содержит математическую модель работы двигателя, которая позволяет рассчитывать как скорость, так и крутящий момент на программном уровне с использованием входных параметров. Требуется только датчик, считывающий фазный ток статора.
Существует два класса систем векторного управления:
- без датчиков скорости;
- с датчиками скорости.
Их использование в той или иной области определяется условиями эксплуатации двигателя. Если диапазон частоты вращения вала не превышает 1: 100, а требования к точности менее 0,5%, тогда подойдет система без энкодеров.
Если, однако, диапазон скоростей составляет 1: 1000, а требования к точности установлены на уровне до 0,02%, то лучше использовать сенсорные системы управления.
Стоит отметить, что векторное управление также имеет свои недостатки.Например, они требуют больших вычислительных мощностей и знания рабочих параметров двигателя. Кроме того, векторное управление нельзя использовать, когда к преобразователю частоты подключено более одного рабочего блока — скалярные системы будут подходящими.
Интерфейсы преобразователя частоты
Большинство современных преобразователей частоты имеют ряд различных интерфейсов, которые можно использовать для подключения оборудования сторонних производителей или синхронизации нескольких преобразователей частоты.Давайте посмотрим на основные входы и выходы, используемые в таких устройствах:
- аналоговый вход. Этот интерфейс используется для приема стандартного аналогового сигнала в производственном диапазоне от 0 (4) до 20 мА или от 0 до 10 В. Через этот вход можно управлять преобразователем частоты. Например, минимальное значение аналогового сигнала может сигнализировать устройству, что выходная частота двигателя должна иметь минимальное значение, и наоборот, максимальное значение должно соответствовать максимальному значению;
- аналоговый выход.Этот выход аналогичен по функциям входу. Только в этом случае он передает информацию о частоте на двигатель посредством аналогового сигнала определенного значения, что позволяет контролировать рабочий режим;
- двоичный вход. Этот вход может принимать прыгающие сигналы. Как и аналоговый вход, он может изменять параметры. Например, минимальный сигнал может соответствовать мгновенной минимальной выходной частоте инвертора, а максимальный сигнал может соответствовать максимальной выходной частоте;
- дискретный выход.Этот вывод позволяет те же операции, что и ввод, только в обратном порядке;
- RS-485. Этот интерфейс является полноценным входом, обеспечивающим полную связь с преобразователем частоты, например через компьютер. Его можно использовать для настройки рабочих параметров оборудования, контроля его состояния и т. Д. Интерфейс RS-485 использует специальный дифференциальный сигнал, который позволяет использовать линию длиной до 120 метров. Таким образом, можно установить преобразователь частоты в производственной зоне и управлять им в диспетчерской, удаленно от рабочего места.
Кроме того, в преобразователях частоты можно использовать другие интерфейсы. Все зависит от конкретной модели устройства и производителя.
Преимущества использования преобразователей частоты
Преобразователи частоты нашли широкое применение в самых разных производственных нишах и оборудовании. Высокий спрос на эти устройства обусловлен следующими преимуществами их использования:
- пониженный пусковой ток.При пуске двигателя прямыми пускателями происходит резкое увеличение тока, со значениями в 7-15 раз превышающими номинальный ток. Это отрицательно сказывается на приводе и может привести к пробою изоляции, выгоранию контактов и ряду других отрицательных эффектов. Кроме того, этот способ запуска влияет на механические компоненты системы. Во время пуска компоненты двигателя подвергаются высоким нагрузкам, что приводит к более быстрому износу. Преобразователи частоты позволяют значительно снизить пусковые нагрузки на двигатель, продлевая срок его службы, не требующей обслуживания;
- рентабельности.Как правило, двигатели, поддерживающие вентиляционные и насосные системы, всегда работают с одинаковой частотой, а давление и другие рабочие параметры регулируются с помощью клапанов (заслонки, заслонки и т. Д.). Это приводит к неэкономному использованию энергии. Если используются преобразователи частоты, можно регулировать рабочие параметры системы, регулируя мощность двигателя. Это дает возможность более рационально использовать его ресурсы;
- повышенной технологичности. С помощью преобразователей частоты можно создавать автоматизированные системы, которые будут регулировать работу оборудования в соответствии с заданными алгоритмами.Это снижает трудозатраты производственных процессов и делает их более точными за счет исключения человеческого фактора;
- ремонтопригодность. Если преобразователь частоты выходит из строя, вы можете отнести его в мастерскую, где техник заменит неисправные детали. Однако это касается только блока электрического преобразователя — блоки управления намного сложнее и требуют ремонта.
Преобразователи частоты — оптимальное решение для широкого спектра производственных процессов и для наладки рабочего оборудования, в котором используются электродвигатели.
Недостатки преобразователей частоты
Преобразователи частоты также имеют свои недостатки. Фактически это:
- дорого. Преобразователи частоты — самое дорогое инверторное оборудование. Однако этот недостаток весьма относительный, учитывая, что такие устройства могут продлить срок службы электродвигателей, а также повысить их необслуживаемую работу;
- ограничено. Не все старые двигатели могут работать с преобразователем частоты.Даже если это технически возможно, срока службы старых моделей может просто не хватить при постоянной частоте и колебаниях частоты вращения вала;
- сложно настроить и подключить. Преобразователь частоты сложно установить самостоятельно, поэтому часто приходится отдавать эту работу на аутсорсинг, что, в свою очередь, влечет за собой определенные финансовые затраты.
Если сравнить недостатки и преимущества преобразователей частоты, они все равно выглядят более эффективными даже по сравнению с другими преобразователями.Это делает их особенно популярными в обрабатывающей промышленности, где они используются практически повсеместно.
Назначение и применение преобразователей частоты
Преобразователи частоты уже много лет используются при строительстве электромеханических устройств и агрегатов. Они позволяют модулировать частоту тока, что, в свою очередь, позволяет точно регулировать скорость двигателя. Сегодня преобразователи частоты используются во многих отраслях промышленности.Мы рассмотрим лишь некоторые из них:
- Пищевая промышленность. Преобразователи частоты часто используются для регулировки работы линий розлива. Они позволяют регулировать подачу продукта и скорость ленты в соответствии с производительностью самой упаковочной машины. Кроме того, они часто используются в больших смесительных установках, системах вентиляции и т. Д.
- Механизация производственного оборудования. Конвейерные ленты, малярные и стиральные машины, прессы, штамповочные машины и т. Д. Нуждаются в преобразователях частоты.Эти устройства позволяют контролировать скорость рабочих процессов, снижая вероятность повреждения продукта и улучшая качество конечного результата.
- Медицина. От всего медицинского оборудования всегда ожидаются высочайшие технические стандарты, которые не могут быть выполнены без использования управляемых двигателей в сочетании с преобразователями частоты. Устанавливаются в различных системах жизнеобеспечения, кроватных подъемниках и т. Д.
- Подъемно-конвейерная техника. Лифты, краны, подъемники — все они давно используют преобразователи частоты.Они позволяют точно контролировать скорость выполнения различных операций, а также продлевают работу оборудования без обслуживания.
Список областей применения преобразователей частоты бесконечен, поскольку они могут использоваться в любом оборудовании, в котором используются электродвигатели.
Как выбрать преобразователь частоты?
При выборе преобразователя частоты следует учитывать несколько основных параметров:
- Выходная мощность.Этот параметр преобразователя частоты должен соответствовать мощности двигателя, с которым он будет использоваться. Выберите устройство, мощность которого соответствует номинальному току. Покупать преобразователь частоты с очень высокими характеристиками просто бессмысленно, так как он будет стоить намного дороже, и могут возникнуть проблемы с настройкой.
- Тип нагрузки. Тип нагрузки зависит от того, как эксплуатируется машина, к которой будет подключен преобразователь частоты. Например, при нагрузках вентилятора не возникает перегрузок, но в случае пресса ток может превышать номинальные значения на 60 процентов и более.Соответственно, это нужно учитывать при выборе и оставлять определенное количество «проездных».
- Тип охлаждения двигателя. Двигатели могут быть оборудованы системами принудительного охлаждения или самоохлаждения. Во втором случае к крыльчатке ротора прикреплены специальные лопасти, которые вращаются вместе с ротором и обдувают двигатель. Соответственно, нормальное действие обдува в этом случае напрямую зависит от скорости вращения. Если двигатель работает на пониженной скорости в течение более длительного периода, может произойти перегрев.Соответственно, лучше позаботиться о дополнительном охлаждении, если изменение частоты превышает 10% от номинального значения.
- Входное напряжение. Это определяет, при каком напряжении может работать преобразователь частоты. Недостаточно знать, что напряжение в сети обычно составляет около 380 В. Часто случаются скачки напряжения в диапазоне + -30%. Кроме того, скачки напряжения 1 кВ часто возникают в сетях с большим количеством силового оборудования. Соответственно, чем шире диапазон рабочих напряжений преобразователя частоты, тем он надежнее.
- Метод торможения. Двигатель можно остановить либо инверторным мостом, либо электродинамическим торможением. Первый метод больше подходит для точного и быстрого торможения, а второй подходит для машин с частым торможением или там, где необходима постепенная остановка. На это необходимо обращать внимание.
- Окружающая среда и охрана. В паспорте преобразователя частоты обычно указывается среда, в которой будет использоваться устройство. Например, влагозащищенные модели соответствуют стандарту IP 54 — они устойчивы к влаге и могут использоваться в помещениях с паро-паром и повышенной влажностью.
- Тип управления и интерфейсы. Важно обратить внимание на наличие подходящих разъемов для подключения, а также на варианты платы — некоторые модели предназначены для установки на месте, а другие — в отдельной кабине управления.
Если вы никогда не работали с преобразователями частоты, лучше проконсультироваться со специалистом.
Как подключен преобразователь частоты?
Если рассматривать монтаж преобразователя частоты схематично, то весь процесс сводится к соединению контактов самого устройства, электродвигателя и предохранителя блока управления.Достаточно подключить провода всех элементов, подключить двигатель к электросети и запустить его.
На первый взгляд ничего сложного в этом нет, но на самом деле процедура установки имеет свои нюансы:
- Очень важно, чтобы предохранитель был установлен в цепи между самим преобразователем частоты и источником питания. Это позволит вовремя отключать агрегаты в случае колебаний напряжения, поддерживая их в исправном рабочем состоянии.Примечательно, что при подключении к трехфазной системе сам предохранитель также должен быть трехфазным, но иметь общий рычаг отключения. Это позволит отключить питание сразу на всех фазах, даже если короткое замыкание или перегрузка только в одной фазе. Если инвертор подключен к однофазной сети, предохранитель также должен быть однофазным. В этом случае при расчете необходимо учитывать ток только одной фазы, но умноженный на 3. Всегда стоит помнить, что инструкции почти для каждого инвертора определяют требования и правила для его установки.Их следует прочитать перед началом работы.
- Фазовые выходы преобразователя частоты подключены к клеммам двигателя. В зависимости от напряжения преобразователя частоты обмотки двигателя могут быть соединены звездой или треугольником. Обычно на корпусе двигателя указывается два напряжения. Если преобразователь частоты соответствует более низкому напряжению, обмотки соединяются по схеме «звезда», если напряжение выше — по схеме «треугольник». Вся эта информация обычно напечатана в инструкции.
- Почти каждый преобразователь частоты снабжен пультом дистанционного управления. Это не обязательная часть схемы, так как само устройство также имеет свои собственные органы управления, но это значительно упрощает работу с оборудованием. Пульт дистанционного управления можно установить на любом расстоянии от преобразователя частоты. Обычно это делается следующим образом: преобразователи частоты с низкой степенью защиты размещаются подальше от двигателя, а сама панель управления размещается непосредственно на рабочем месте рядом с оборудованием.
Не менее важным этапом установки преобразователя частоты является его пробный запуск. Осуществляется по следующей схеме:
- После подключения всех компонентов системы (предохранитель, панель управления, преобразователь частоты, двигатель) необходимо переместить ручку на панели управления в активное положение на несколько градусов.
- Переведите тумблеры предохранителей в положение «ON». После этого на преобразователе частоты должны загореться световые индикаторы, указывающие на то, что оборудование подключено правильно, и двигатель должен начать медленно вращаться.
- Если вал двигателя начинает вращаться в противоположном направлении, преобразователь частоты должен быть перепрограммирован на реверс. Практически все современные агрегаты поддерживают эту функцию.
- Постепенно перемещайте рукоятку управления и наблюдайте за двигателем — частота вращения вала должна увеличиваться при перемещении рукоятки.
Если во время тестового запуска проблем не было обнаружено, вы все сделали правильно и систему можно запускать.
Меры предосторожности при подключении преобразователя частоты
При электромонтажных работах на преобразователях частоты следует учитывать несколько основных правил безопасности:
- Никогда не прикасайтесь к компонентам цепи, находящимся под напряжением, какими-либо частями тела.Это может навредить вашему здоровью или даже убить вас. Перед началом работ рекомендуется обесточить все оборудование и использовать специальные электромонтажные инструменты с защитой от поражения электрическим током.
- Стоит помнить, что напряжение в цепи может оставаться даже после того, как на агрегате погаснут индикаторы. Чтобы избежать поражения электрическим током в системах мощностью до 7 кВт, подождите 5 минут перед началом работы, с устройствами мощностью более 7 кВт — 15 минут. Этого времени должно быть достаточно для разряда всех конденсаторов в цепи.
- Заземление является неотъемлемой частью любой электрической цепи, в том числе цепи преобразователь частоты-двигатель. Он должен быть проложен как отдельный кабель и ни в коем случае не должен подключаться к шине нейтрали.
- Следует помнить, что отключение преобразователя частоты не гарантирует отсутствия напряжения в других частях сети, поэтому перед ремонтом или обслуживанием цепь должна быть полностью отключена от сети.
Только квалифицированный персонал, прошедший соответствующую подготовку и имеющий разрешение, может выполнять электромонтаж преобразователей частоты.
Рекомендации по приобретению преобразователей частоты
Покупка преобразователя частоты — очень сложное предложение, так как эти устройства дороги и очень требовательны в эксплуатации, поэтому неисправность может привести не только к финансовым потерям, но и к остановке всего производства или других работ.
Перед покупкой преобразователя частоты необходимо:
- Определите параметры, которые подойдут вашему электродвигателю.
- Составить план работ по установке и подключению оборудования.
- Выберите дополнительные модели для подключения к самому инвертору.
- Приобретите все необходимые кабели, крепления и рамы, необходимые для установки.
- Подготовьте рабочее место к установке. Может потребоваться установка дополнительных источников питания или реорганизация производственного оборудования, чтобы его можно было подключить к инвертору.
Из-за высокой стоимости преобразователей частоты многие покупают подержанные устройства.Такой подход более рискованный, чем покупка новых продуктов, но он может сэкономить вам немного денег. Если вы тоже решили купить преобразователь б / у, стоит его тщательно проверить не только с точки зрения внешнего вида, но и в эксплуатации. Лучше всего, если продавец не будет демонтировать его со своего участка и сможет продемонстрировать его работоспособность на практике.
Опять же, если вы никогда раньше не покупали преобразователь частоты, лучше доверить его профессионалу, который найдет для вас подходящую модель и поможет установить ее.
задний
ВНИМАНИЕ !!! Сначала напишу цитату:
СТОП !!! Эта цепь подключена к напряжению 110-220 мА. Не создавайте это, если вы не уверены в том, что делаете. Отключите его, прежде чем приблизиться к печатной плате. Пластина охлаждения симистора подключена к сети. Не прикасайтесь к нему во время работы. Поместите его в подходящий корпус / контейнер.
ПОДОЖДИТЕ !!! Позвольте мне добавить здесь более сильное предупреждение: эта схема безопасна, если она построена и реализована только людьми, которые знают, что они делают. Если вы не имеете ни малейшего понятия или сомневаетесь в том, что делаете, скорее всего, вы будете МЕРТВЫ !!! НЕ ТРОГАЙТЕСЬ ПРИ ПОДКЛЮЧЕНИИ К СЕТИ !!!
Теперь позвольте представить мой проект. Это регулятор скорости двигателя, управляемый Arduino, который использует метод диммирования с отсечкой фазы и алгоритм PID.
Основные характеристики контроллера:
- Два диапазона скорости для более быстрого изменения желаемого числа оборотов.
- Поворотный энкодер позволяет установить желаемое число оборотов перед запуском двигателя.
- Кнопка энкодера запускает и останавливает двигатель.
- 2×16 ЖК-дисплей для отображения состояния и частоты вращения.
- Плавный пуск двигателя.
- Сохраняет число оборотов и крутящий момент при нагрузке.
- Управление скоростью и крутящим моментом с помощью алгоритма PID.
- Защита двигателя от заклинивания (или неисправности датчика скорости).
- Защита от превышения скорости (обычно при повреждении симистора).
Есть видео, где можно посмотреть, как работает контроллер:
Защита двигателя от заклинивания при работе:
Как все начиналось
После просмотра этого видео (на русском языке):
Решил построить аналогичный токарный станок. И успешно повторил этот проект. Конечно, с некоторыми изменениями. Осталось только одно — мотор. Сначала я использовал асинхронный однофазный двигатель с рабочим конденсатором.Основные недостатки такого двигателя:
- Отсутствие дешевой регулировки скорости. Ни механического, ни электронного. Придется использовать комплект шкивов или дорогой электронный контроллер.
- Ограниченная скорость — всего 1400 об / мин.
- Ограниченное время работы — 10 минут работы / 6 минут простоя. В противном случае он станет горячим.
Как вы могли заметить, парень на видео использовал мотор, утилизированный от старой стиральной машины. Такой же мотор был у меня в мастерской. Осталось одно — регулятор скорости мотора.Без него мотор будет раскручиваться на максимуме 15000-19000 об / мин. Это слишком много для токарного станка по дереву. Чтобы контролировать скорость вращения двигателя, мы могли бы использовать регулятор напряжения SCR, но на низких оборотах двигатель будет слабым и не будет крутящего момента. К счастью, в двигателях такого типа есть датчики тахометра, и мы можем создать систему с замкнутым контуром, чтобы иметь стабильные обороты даже при нагрузке и контролировать крутящий момент.
В поисках решенияХорошо известна микросхема TDA1085, которая специально разработана для управления двигателями с датчиками скорости вращения.Но у меня этого чипа не было, и чтобы увидеть обороты, пришлось сделать тахометр. В китайских историях я нашел дешевый регулятор скорости двигателя переменного тока с функцией стабилизации оборотов. Я купил один и протестировал. Все нормально, кроме нескольких вещей:
- Всего 400Вт. (можно было увеличить, заменив симистор)
- Макс.об / мин — 1450! После того, как мои использованные шкивы будут только около 480 об / мин!
- Нет индикации оборотов.
После серфинга в Интернете я нашел несколько проектов регуляторов скорости и решил сделать свой собственный контроллер, используя найденные идеи.
Вот список ресурсов, которые я использовал:
- Много теории. Также отсюда я использовал часть схемы измерения тахометра.
- Также примечание по применению NXP. Много полезной информации.
- Немного теории, полезного кода и схемы здесь.
- Принял идеи и взял отсюда (русский) код.
- Код затемнения, который я использовал отсюда (ИМХО лучший диммер).
- Код подсчета оборотов взял отсюда (русский).
- Взял отсюда несколько фрагментов кода использования PID.
- Библиотека PID.
- Описание библиотеки PID. Также здесь.
- Некоторая полезная информация об использовании библиотеки PID.
Я не буду приводить теорию, как работает отсечка фазы переменного тока, потому что здесь нет ничего нового. Выше я привел некоторые ссылки на теорию регулирования яркости и управления двигателем (первая и вторая ссылки). NXP и Microchip содержат много полезной информации об управлении двигателями.
Принципиальная схема, нарисованная отдельными блоками:
- Arduino Nano V3
- 16×2 HD44780 LCD с модулем PCF8574 I2C.(Данная схема модуля не точна!).
- Обнаружение импульсов тахометра. Использует компаратор LM393 для преобразования импульсов тахометра на уровень микроконтроллера.
- Обнаружение нулевого пересечения. Каждый раз, когда линия переменного тока пересекает нулевую точку, микроконтроллер получает сигнал. Цепь высокого напряжения изолирована от микроконтроллера с помощью оптрона.
- Схема управления реле, выполненная с использованием простого переключающего транзистора NPN.
- Цепь управления двигателем изолирована оптопарой и использует симистор с демпфирующей цепью (C4, R14).Возможно использование безнапорных симисторов (тогда C4 и R14 не требуются).
- Модуль питания переменного / постоянного тока. Достаточно 5В, 0,5-1А. Я использовал старое зарядное устройство USB для телефона.
- Поворотный энкодер, переключатель линии питания 10А с индикацией, любой 3-х позиционный переключатель для переключения диапазона оборотов.
Все компоненты распаяны на макетной плате. Для дополнительных контроллеров я прослежу печатную плату. Некоторые фото:
Я использовал симистор BTA41, потому что он был у меня на складе. Можно использовать симистор на 10-16 ампер. Я.е. BTA16.
Полный список используемых компонентов вы можете найти в текстовом файле в zip-архиве.
КонструкцияВ моей мастерской был пластиковый корпус, который соответствовал моим требованиям. Поэтому я использовал его для этого проекта. Размеры коробки: В 150 мм (~ 5,9 дюйма), Ш 70 мм (~ 2,76 дюйма), Д 110 мм (~ 4,33 дюйма),
Несколько слов о кодеЯ пробовал много алгоритмов управления двигателем и синхронизации с отсечкой фазы, но большинство из них У них были свои минусы: управление двигателем было нестабильным, иногда он прыгал при старте, иногда при беге.Иногда мотор по неизвестной причине разгонялся до максимальных оборотов. В конце концов я решил использовать и понять метод ПИД-регулирования.
Код использует 2 внешних прерывания. Один для перехода через ноль, один для датчика тахометра. Таймер для управления задержкой импульсов симистора. Алгоритм PID для управления выходом в зависимости от уставки и входа. Для плавного пуска мотора я сделал алгоритм разгона RAMP. Во время пуска параметры ПИД-регулятора имеют более низкие значения и возвращаются к нормальным значениям во время работы двигателя. Это предотвращает резкий запуск двигателя (скачок).
Интервал обновления ЖК-дисплея составляет 2 секунды. Достаточно наблюдать за реальным изменением оборотов. Ускорение может повлиять на стабильность системы. Это потому, что в ЖК-библиотеке используются функции задержки.
Я использовал множество глобальных переменных, чтобы упростить настройку системы под ваши нужды и различные двигатели. Позже выложу в архив скетчи тестов и тюнинга.
Все используемые библиотеки можно найти в zip-архиве.
ЗаключениеЯ доволен тем, как работает мой самодельный контроллер. Теперь мне нужно установить двигатель на токарный станок и проверить его в реальных условиях.
Я хочу поблагодарить коллег из групп Arduino в Facebook за помощь. И спасибо жене за терпение: D
Комментарии и вопросы приветствуются.
Простите за английский. 😉
ОбновлениеЯ добавил в свой код один новый параметр. Это передаточное число шкива. В моем случае это 2,96. Это разница между меньшим шкивом на двигателе и большим на шпинделе. Шкивы, которые я использовал, были взяты из брошенных машин. Используйте эскиз без параметра соотношения или установите его на 1, если шкивы не будут использоваться.
Смонтировал мотор на токарном станке и немного проверил. Я счастлив. Все работает как положено. Крутящего момента хватает даже на малых оборотах.
Скоро сделаю крышку мотора, держатель блока управления и т.