Что такое частотные преобразователи для трехфазных двигателей

Частотные преобразователи 380В

Преобразователь 380 В создает на выходе напряжение заданной частоты. Устройства данного типа контролируют скорость и направление вращения двигателя, обеспечивают плавный пуск и бесступенчатую работу. Они используются в промышленной сфере и быту.

Частотный преобразователь 380 В Серия GD300

Преобразователи частоты серии Goodrive300 (GD300) относятся к общепромышленным. Они имеют векторное управление, а также встроенный ЭМС-фильтр, с помощью которого возможна работа как с синхронными, так и асинхронными двигателями. Устройства отвечают всем основным требованиям, предъявляемым при эксплуатации данного типа оборудования. Кроме того, возможно их дополнение опциями для создания модификации частотного преобразователя, идеально подходящей для конкретной сферы производства.

Частотный преобразователь 380 В Серия GD35

Преобразователи частоты Goodrive35 (GD35) относятся к серии устройств с векторным управлением в замкнутом контуре 3АС 380В±15% 1,5

75кВт. Приборы предназначены для установки на оборудование, требующее точного позиционирования вала и являются высокотехнологичной альтернативой моделям Goodrive300. Частотные преобразователи данного вида отличаются повышенной мощностью и точностью работы, благодаря чему могут использоваться в более сложных условиях.

Частотный преобразователь 380 В Серия CHV160A

Преобразователи частоты серии Goodrive CHV 160A относятся к устройствам насосно-вентиляторного типа. Они предназначены для систем водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования. Благодаря широкому функционалу частотные преобразователи могут использоваться для установки сразу на несколько насосов. Большой выбор по мощности позволяет подобрать оптимальный вариант для различных сфер деятельности.

Частотный преобразователь 380 В Серия CHV180A

Преобразователи частоты серии CHV 180A разработаны специально для лифтов и различных подъемных механизмов. При создании частотных преобразователей были учтены все потребности производителей данного оборудования. Для обеспечения большей защиты и повышения эффективности взаимодействия с различными подъемными механизмами предусмотрено расширение функционала ПЧ дополнительными опциями. Современный аналог приборов Schneider и DELTA.

Частотный преобразователь 380 В Серия CHV190A

Преобразователи частоты серии CHV190A предназначены специально для установки на подъемные краны. Они имеют векторное управление и полностью соответствуют всем требованиям, предъявляемым при эксплуатации устройств для подъемного кранового оборудования. Высокие мощности позволяют справляться с критическими нагрузками и обеспечивать надежную защиту механизмов от выхода из строя. Частотные преобразователи данной серии являются аналогами моделей Schneider и DELTA.

Частотный преобразователь 380 В Серия GD10

Преобразователи частоты серии Goodrive10 (GD 10) относятся к устройствам для насосно-вентиляторной нагрузки. Они устанавливаются на электроприводы невысокой мощности и вентиляционные системы. Устройства снабжены съемной панелью и встроенным ЭМС-фильтром класса С2. Обеспечивают бесперебойную работу оборудования даже в сложных условиях эксплуатации. Благодаря своей доступной стоимости и эргономичности являются одними из самых востребованных частотных преобразователей в линейке.

Частотный преобразователь. Разница между однофазным и трехфазным

В современном производстве процент применения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором достигает 80-90%. Такой большой процент использования асинхронных машин обусловлен простотой конструкции, ремонтопригодности относительно невысокой стоимости, простоты замены и унификации при замени одного производителя на другого.

Сама теория работы асинхронной машины была изложена еще Никола Тесла в 1888 году. Краткая статья изложенная в английском научном журнале попала на глаза русскому изобретателю Михаилу Осиповичу Доливо-Добровольскому. И уже в 1889 году он получил патент на трехфазный асинхронный двигатель, спустя пару лет в Англии и Германии был запатентован двигатель с фазным ротором.

Асинхронный двигатель имея ряд положительных преимуществ для применения в производстве, промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях жизнедеятельности, так же имеет и свои недостатки. Одним из основных это сложность регулирования оборотов двигателя.

Сам принцип частотного регулирования асинхронного двигателя был изложен еще в 30 годах. Но из-за сложности технической реализации, и существующей на тот момент слабой материальной базы в области силовых ключей отлаживался на более поздний период. И вот с бурным развитием IGBT силовых транзисторов и тиристоров разработчик смогли вернуться к теме ЧАСТОТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ.

Частотный преобразователь как устройство в целом выпускаемые разными фирмами производителями мало чем отличаются друг от друга по схемотехнике построения, поскольку сам принцип работы и управления асинхронным двигателем не меняется. И состоит из нескольких блоков – собственно выпрямителя (преобразователя переменного напряжения с постоянное), звена постоянного тока, и самого преобразователя, еще называемого инвертором (преобразуя постоянный ток в переменный с заданной частотой)

Читать еще:  Что такое обвязка двигателя

Большой процент асинхронных двигателей составляют 3х – фазные двигатели, рассчитанные на стандартное напряжение нашей сети 380-400В переменного тока. Работа и применеие двигателей однофазных как правило не оправдано, и создает перекосы сети особенно при больших нагрузках.

Сами частотные преобразователи делятся по типу управления двигателем на векторные и скалярные. Как правило, применение векторного преобразователя частоты необходимо в тех устройствах, где отслеживание момента на валу, частоты вращения двигателя должно быть в довольно жестких пределах. Моменты же где в этом нет необходимости пример — вентиляция,вполне допустимо применение частотных преобразователей, реализованных на принципе скалярного управления.

Частым случаем является попытка применения 3х фазного электродвигателя в однофазной сети. Все попытки и «ухищрения» заставить двигатель нормально работать оборачиваются либо материальными затратами, либо проблемам при запуске, потерей крутящего момента и т.д. не говоря уже о банальном перегреве обмоток. Для таких случаев были разработаны частотные преобразователи для работы с однофазным питанием. Принцип работы таких преобразователей аналогичен трехфазным, с одним лишь условием что — на выходе данного «частотника» в схеме эмулируется работа для 3х фазной нагрузки с напряжением питания 3*220 В АС.

  • Принципиально работа частотного преобразователя при питании от 3х фазной сети и однофазным питанием практически не отличается.

Тот же самый выпрямитель, звено постоянного тока и сам инвертор (преобразователь частоты). Основными двумя схемами подключения электродвигателя являются схемы звезда и треугольник. Если двигатель рассчитан на подключение по схеме звезда на 380-400 В, то подключая его по схеме треугольник нужно подавать на клеммы обмоток 3*220 В.

Отдельной позицией стоят частотные преобразователи для управления однофазных асинхронных двигателей. Широкого распространение эти двигатели не получили в виду малого пускового момента и низкого КПД. Принцип работы частотного преобразователя для данных двигателей по сути «обрезанная» версия 3х фазного преобразователя для управления по двум обмоткам двигателя – рабочей и обмотки запуска.

Основной особенностью однофазных частотных преобразователей является скалярная система управления, поскольку реализация векторного режима требует сложных преобразований внутри самого частотника. Несмотря на это, возросшие вычислительные способности современных процессоров и их постоянно снижающаяся цена позволяет переложить ряд сложных математических вычислений происходящих на выходе частотника на плечи CPU, тем самым реализовать ряд функций до этого не возможных в скалярном режиме работы. Например — работу с функцией управления по потокосцеплению, режим (FCC) , что по своей сути приближает простой скалярный частотный преобразователь по функциональности к векторному.

По всем остальным функциональным потребностям, «младшие братья» ничем практически не уступают своим «старшим» аналогам, и при правильном подходе на этапе проектирования, или замены оборудования, могут с успехом применятся в производстве.

Преобразователи частоты для электропривода

Преобразователи частоты предназначены для преобразования сетевого тока промышленной электросети в ток с заданными параметрами для работы асинхронного электродвигателя.

Возможности преобразователей частоты

Использование частотного преобразователя позволяет обеспечить подачу питания с необходимыми параметрами на любые виды электрических двигателей рабочего оборудования. В зависимости от модели преобразователи частоты рассчитаны на работу в однофазной или трехфазной сети переменного тока различного напряжения стандартной частоты 50-60Гц. На выходе устройства возможно получение тока измененной частоты с аналогичными или измененными показателями напряжения.

Также преобразователи частоты могут использоваться для обеспечения дополнительной защиты рабочего двигателя от скачков напряжения, внешних помех и выполнения других защитных функций. Различные модели частотных преобразователей могут включать в себя дополнительные устройства, в том числе ПИД-регулятор, ПЛК, тормозной резистор и другие. Благодаря этому можно с помощью одного преобразователя заменить несколько устройств.

Преобразователи частоты выпускаются в различных вариантах, подходящих для решения разнообразных промышленных задач. Как правило, производители предлагают несколько вариантов исполнения: для общепромышленного применения и специальные модели, например, для вентиляционного оборудования, насосов, автоматических дверей, лифтов и т.д. Это позволяет обеспечить широкие возможности эксплуатации частотных преобразователей.

Области применения частотных преобразователей

Преобразователи применяются для регулирования частоты работы электродвигателей различного промышленного оборудования:

  • насосные и компрессорные установки, вентиляторы в системах водоснабжения, водоотведения, подачи воды, других жидкостей, воздуха, в системах вентиляции и кондиционирования, отопления зданий и помещений,
  • шнеки, конвейерные ленты, транспортеры и другое оборудование для перемещения продуктов и материалов,
  • лифтовое оборудование,
  • центрифуги,
  • автоматические двери, ворота, рольставни,
  • дозаторы, экструдеры, мельницы,
  • буровые установки,
  • обрабатывающие станки и многие другие.
Читать еще:  Датчик температуры двигателя диапазон

Современный модельный ряд промышленных преобразователей частоты

Для заказа доступны частотных преобразователи различных производителей, отличающиеся техническими характеристиками, возможностями применения и особенностями работы.

  • Преобразователи частоты Lenze представлены моделями с широким диапазоном мощностей от 0,25 до 500кВт для однофазной или трехфазной сети напряжением 230В/80В с возможностью векторного управления для установки в рабочие шкафы оборудования или отдельно от шкафа рядом с двигателем. Помимо общепромышленных моделей в ряду приборов Lenze выпущены специализированные варианты для управления насосным и вентиляционным оборудованием.
  • Преобразователи частоты Innovert имеют широкий модельный ряд экономичных приборов с возможностью выбора подходящего варианта практически под любые условия эксплуатации. Устройства отличаются универсальностью применения, простотой управления и компактными размерами корпуса. Специально для применения в системах вентиляции и кондиционирования разработана версия преобразователя Innovert в двух модификациях: с предустановленными настройками и с возможностью задания пользовательских параметров работы.
  • Преобразователи частоты Mitsubishi Electric в отличие от аналогичных моделей других производителей выгодно отличаются повышенным энергосбережением в сочетании с высокой надежностью и улучшенной производительностью. Модели представлены в широком диапазоне мощностей от 0,2 до 630кВт для работы с различными типами двигателей. Благодаря простоте настройки и управления преобразователи Mitsubishi быстро внедряются в работу на любом этапе.
  • Многофункциональные частотные преобразователи Delta Electronics имеют широкую линейку преобразовательного оборудования, позволяющую подобрать оптимальный прибор для различных условий применения. Помимо стандартных общепромышленных моделей для контроля электродвигателей различной мощности в ряду преобразователей Delta представлены варианты для лифтового оборудования, насосных установок, вентиляторных нагрузок. Особой популярностью пользуются бюджетные варианты, имеющие полноценный функционал стандартных моделей при небольшой стоимости прибора и эксплуатации.
  • Преобразователи частоты INSTART – многофункциональные приборы отечественного производителя с широким модельным рядом. Надёжно контролируют рабочие параметры электроприводных систем в процессе работы. Основное направление использования — синхронные и асинхронные одно- и трёхфазные двигатели. Усовершенствованы и адаптированы к российскому производству.
  • Преобразователи частоты SIEMENS – высокоточные и эффективные устройства, которые обеспечивают подачу питания по заданным параметрам на электродвигатели, а также надежно защищают от скачков напряжения и внешних помех. Правильный подбор электродвигателя и частотного преобразователя через сопоставление параметров на выходе гарантирует высокий КПД, стабильную и безаварийную работу всей системы в целом.

Предназначение частотника для трехфазного электродвигателя, разбираемся вместе

    3 commentsПрименение 26 апреля, 2019

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:

  1. Сетевое напряжение регулируется через выпрямление и фильтрование в звене прямого тока.
  2. Выполнение электронного управления, которое формирует определённую частоту, в соответствии с предварительно обозначенным режимом, и трёхфазное напряжение.
  3. Происходит продуцирование прямоугольных импульсов с последующей корректировкой амплитуды при помощи обмотки статора.
Читать еще:  Виброплита с двигателем внутреннего сгорания своими руками

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.

Далее следует обратить внимание на мощность преобразователя частоты. Тут всё просто: чем больше, тем лучше.

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:

  1. Управляемый, либо неуправляемый выпрямитель, отвечающий за формирование напряжения ПТ (постоянного тока), поступающего от питания.
  2. Фильтр (в виде конденсатора), осуществляющий дополнительное сглаживание напряжения.
  3. 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.

Схема актуальна, если требуется управлять однофазным приводом. Уровень мощности преобразователя в схеме при этом составляет до трёх киловатт, а мощность не теряется.

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector