Схема подключения частотника к однофазному двигателю
По способу подключения питания на входные клеммы различают однофазные и трехфазные частотники. При этом однофазные частотные преобразователи питаются фазным напряжением 220 В, трехфазные – линейным 380 В. Однако на выходе ПЧ обычно вырабатывается трехфазное напряжение со сдвигом фаз 120°, величина которого ограничена напряжением питания на входе.
Однофазный и трехфазный преобразователи SIEMENS Micromaster 420
В контексте однофазных двигателей преобразователи частоты можно условно разделить на три группы:
- Преобразователи, специально предназначенные для однофазных двигателей.
- Преобразователи с опциональной возможностью подключения однофазных двигателей, при этом необходимо использовать соответствующие настройки и схему подключения.
- Преобразователи без возможности подключения однофазного двигателя.
Не стоит путать преобразователи с однофазным питанием по входу с частотниками, имеющими однофазный выход. Возможны комбинации, когда преобразователь с однофазным питанием имеет на выходе 3 фазы с напряжением 220 В, либо когда ПЧ с трехфазным питанием выдает на однофазный двигатель напряжение 220 или 380 В.
Преобразователь частоты: тиристорный, высоковольтный, обзор цен
- По возможности ограничить время разгона и торможения с целью уменьшения нагрева ПЧ и двигателя. Тоже самое касается и количества циклов включения/выключения в единицу времени.
- Выбрать скалярный режим частотного управления.
- Отключить контроль обрыва фаз на выходе ПЧ.
- Перед первым пуском обязательно провести автоматическую настройку (адаптацию) согласно инструкции.
Применение и подключение однофазного частотника
В настоящее время частотные преобразователи получили широкое распространение за счет:
- простоты регулирования скорости вращения вала электродвигателя
- уменьшении пусковых токов
- защиты от токов к.з и перегрузок
- экономии электроэнергии
- увеличения срока службы оборудования
Применяются для приводов транспортеров, станков, вентиляторов, в дымососах и насосных системах, дробилках и тд.
В случаях когда имеется 3-х фазная сеть 380 В, использование «частотников» не составляет труда, но зачастую не всегда есть возможность подключиться к 3-х фазной сети. Поэтому в таких случаях можно подключить трехфазный электродвигатель к частотному преобразователю с входным питанием 220 В.
Рисунок 1 — Схема подключения преобразователя частоты
Однофазный частотный преобразователь, подключается к однофазной сети с напряжением 220 В. При этом, на выходе частотного преобразователя получаем трехфазное напряжение с амплитудой 220 В. В таком случае обмотки электродвигателя переменного тока следует соединить по схеме тругольник.
Важно! Подключение однофазного электродвигателя к частотному преобразователю недопустимо!
Рисунок 2 — Подключение обмоток электродвигателя треугольником
Преобразователи частоты Danfoss VLT Micro Drive FC-051 с однофазным питанием, выпускаются следующих номиналов: от 0,18 кВт до 2,2 кВт.
Монтаж и подключение преобразователей частоты следует выполнять соблюдая требования безопасности приведенные в инструкции по эксплуатации преобразователя частоты .
Принцип работы
Преобразователь частоты для асинхронного двигателя с ШИМ, по сути, является инвентором с двойным преобразованием напряжения.
Входной диодный мост выпрямляет сетевое напряжение 220 или 380В, а затем сглаживает и фильтрует его посредством конденсатора.
Далее посредством входных мостовых ключей и микросхем из постоянного напряжения формируется последовательность электрических сигналов определенной частоты и скважности. Таким образом, на выходе из частотного преобразователя образуются пучки прямоугольных импульсов. Однако, благодаря индуктивности обмоток асинхронного двигателя, они превращаются в напряжение, схожее с синусоидным.
В устройстве также имеется микропроцессор, который дает возможность выполнять такие задачи, как:
Большинство преобразователей частоты для асинхронных двигателей построены на основе двойного преобразования. Среди них выделяют два основных класса:
Каждый из видов частотников предназначен для работы в определенных условиях, которые диктуют выбор и целесообразность использования в конкретной ситуации.
Выпрямители управляемого типа обеспечивают непосредственную связь, отпирая группы тиристоров, и обеспечивают подвод напряжения к обмотке электродвигателя.
Преобразование напряжения в данном случае осуществляется посредством вырезания синусоид из входного тока. При этом полученная частота находится в диапазоне от 0 до 30Гц. Для регулируемых приводов этот вариант использования не подходит.
Для использования незапираемых тиристоров необходимо создание более сложной системы управления, которая повышает стоимость создаваемой цепи.
В противном случае, синусоида при входе может привести:
Помимо этого, компенсаторы повышают стоимость цепи, габаритов и веса, а потери снижают КПД.
К другому классу относятся цепи питания, где используются частотные преобразователи для асинхронных двигателей с промежуточным звеном. Они обеспечивают преобразование электрического тока в два этапа.
На первом этапе синусоидное напряжение с постоянной частотой и амплитудой преобразуется посредством выпрямления. При этом применяются специальные фильтры, сглаживающие показатели.
На втором этапе посредством инвертора на выходе происходит преобразование энергии с изменяемым показателем частоты и амплитуды.
Частотные преобразователи для асинхронных двигателей, работающие как тиристор, имеют следующие преимущества:
- обеспечивают возможность работы в системах с большими показателями тока;
- такая система предназначена для использования там, где имеются большие показатели тока;
- они устойчивы к большим нагрузкам и импульсному воздействию;
- обеспечивают высокий КПД, достигающий 98 %.
Преобразователь частоты для асинхронного двигателя
- Метод управления — скалярный или векторный. Большинство моделей имеют векторный метод управления, однако при некоторых режимах работы их можно переключить на скалярный метод управления. Новые частотники без векторного метода управления не производятся.
- Мощность потребляемой электроэнергии — это важный показатель, который необходимо учитывать при выборе модели частотного преобразователя.
- Входное напряжение — это показатель, указывающий на то, при каком напряжении преобразователь частоты способен работать без сбоев. Следует понимать, что входное напряжение должно быть постоянным, в противном случае, при его падении, частотник остановится, а при повышении — выйдет из строя вся система оборудования.
- Диапазон регулировки является тем показателем, который важен для двигателей, работающих при высоких показателях номинальной частоты.
- Наличие пульта управления, который позволяет вводить необходимые значения.
- Гарантийный срок. Это показатель, который косвенно указывает на надежность техники. Если модель имеет значительный срок гарантии, то можно быть уверенным, что производитель позаботился о высоком качестве. Однако следует помнить, что гарантийным случаем не является выход из строя преобразователя, который был использован при подаче тока с неправильным номинальным показателем.
Критерии выбора
Преобразователи частоты для асинхронных двигателей следует использовать лишь с учетом их технических характеристик.
Важными характеристиками, на которые необходимо обратить внимание, являются следующие:
- Диапазон напряжения подаваемого тока. Сегодня существуют модели частотников, работающие при различном напряжении. Диапазон напряжения может составлять 100-120В или 200-240В. Исходя из этого показателя, следует выбирать преобразователь.
- Номинальная мощность электродвигателя, которая измеряется в кВт.
- Полная мощность электродвигателя.
- Номинальный выходной ток.
- Выходное напряжение, которое часто не превышает показатель напряжения источника питания, а иногда бывает и меньше.
- Диапазон выходной частоты.
- Допустимая сила тока на выходе.
- Частота тока при входе.
- Максимальный показатель отклонений, который допускается при определенных условиях.
Эти параметры указываются в документации к преобразователю, и их необходимо учитывать. В противном случае, например, если не учтен показатель напряжения подаваемого тока, то устройство выйдет из строя.
