Ðак Ñже говоÑилоÑÑ Ñанее, пÑоÑÑо ÑобÑаÑÑ Ð§Ð Ð¸ подклÑÑиÑÑ ÐµÐ³Ð¾ — мало. ÐÑе одна Ð²Ð°Ð¶Ð½Ð°Ñ ÑаÑÑÑ, коÑоÑÐ°Ñ Ð³Ð°ÑанÑиÑÑÐµÑ Ð´Ð»Ð¸ÑелÑнÑй ÑÑок ÑлÑÐ¶Ð±Ñ ÑÑÑÑойÑÑва, — ÑÑо обÑлÑживание пÑибоÑа. ЧаÑÑоÑнÑй пÑеобÑазоваÑÐµÐ»Ñ Ð´Ð»Ñ Ð½Ð°ÑоÑа, двигаÑÐµÐ»Ñ Ð¸Ð»Ð¸ лÑбого дÑÑгого ÑÑÑÑойÑÑва, должен подвеÑгаÑÑÑÑ ÑÑаÑелÑÐ½Ð¾Ð¼Ñ ÑÑодÑ:
Pn – номинальная мощность электродвигателя (как правило, указывается на шильдике, кВт);
J – приведенный к валу электрического двигателя момент инерции нагрузки (величина Нм2)
В случае, когда вал не связан с инерционными элементами или электродвигатель работает на холостом ходу, приведенный момент инерции приравнивается к моменту инерции ротора электрического двигателя;
n – частота вращения (выражается в об/мин), до которой нужно разогнать электродвигатель за определенное время t;
t – время (секунды) в течение которого нужно разогнать электродвигатель до частоты вращения n;
Un – значение напряжения (В) на обмотках электрического двигателя (номинальные обороты);
k – коэффициент искажения тока на выходе преобразователя; k = 0,95 — 1,05; в ходе расчета предельных величин рекомендуется брать во внимание максимальное значение коэффициента;
η – КПД электродвигателя;
cosφ – эту величину следует взять из спецификации на двигатель, примерное значение будет равно 0,8-0,85
1. Произведем расчет номинального момента на валу двигателя:
2. Расчет пусковой мощности электродвигателя:
3. Опираясь на этот параметр, выбирается рабочая мощность ПЧ, которая должна соответствовать нижеприведенному условию:
4. При этом ток, требуемый электродвигателю при линейном разгоне (величина Id), не должен быть больше пускового тока преобразователя.
5. Выполним расчет полной потребляемой электродвигателем мощности в условиях номинального установившегося режима.
Нас в первую очередь интересует принцип работы частотного преобразователя. Но начать надо с его устройства (со схемы). По сути, преобразователь – это инвертор с двухэтапным преобразованием напряжения. Вот его схема:
Принцип работы на схеме
А вот теперь принцип работы. С получением постоянного напряжения все понятно. Как же образуется переменный ток с разной частотой и амплитудой? Система управления выдает сигналы, которые поступают на обмотки электродвигателя. Соединение обмоток и преобразователя частоты производится через силовые транзисторы инвертора, у которого есть положительный и отрицательный полюс. Длительность подключения каждой обмотки формируется по синусоидальной кривой, где учитывается период следования импульсов.
В середине полупериода ширина импульсов самая большая, в начале и конце – самая маленькая. Именно на этом и основывается система управления, которая обеспечивает широтно-импульсную модуляцию напряжения (ШИМ). При этом амплитуда и частота напряжения зависят от параметров и характеристик синусоидальной кривой.
Необходимо отметить, что существуют частотные преобразователи, в которых настройка производится вручную и автоматически.
Рисунок 3 показывает блочную схему и функции основных узлов. После каждого из них, отображены линии выходных параметров электроэнергии. Подаваемая энергия (Uвх.), в форме синусоиды, неизменной амплитуды, частоты. Дальше — узел постоянного тока, состоящий из неуправляемого или регулируемого выпрямителя 1. Емкостного фильтра 2, с функциями сглаживания пульсации (U выпр.). Потом, сигнал Ud поступает на независимый, автономный инвертор 3, работающий с нагрузкой, которая потребляет ту же частоту.
Он преобразует одно или 3-фазный ток постоянной величины в переменный, имеет приемлемый уровень гармоник, добавленных к выходному напряжению. Собранный на полностью регулируемых полупроводниковых приборах IGBT. Сигналы СУ подсоединяют обмотку электродвигателя к соответствующим полюсам, используя силовые транзисторы. Подключение происходит в период импульсов, моделируемых по синусоиде амплитудой и частотой. Управляемые выпрямители (1) регулируют величину Ud. Функцию сглаживания выполняет электрофильтр (4).
Преобразователи частоты ONI общепромышленная серия А400
Преобразователи частоты серии A400 предназначены для управления асинхронными двигателями в системах небольшой мощности, требующих от преобразователей частоты способности выдерживать высокие перегрузки. 1 фаза 220 В, мощность от 0,2 до 2,2 кВт
3 фазы 220 В, мощность от 0,2 до 3,7 кВт
3 фазы 380 В, мощность от 0,4 до 3,7 кВт
| Модель | Питание, B | Мощность, кВт | Ток, А | Цена | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| A400-21E0020IP20F | 220 (1ф) | 0.2 | 1.5 | 9 014 р. | купить | |
| A400-21E0040IP20F | 220 (1ф) | 0.4 | 2.5 | 9 152 р. | купить | |
| A400-21E0075IP20F | 220 (1ф) | 0.75 | 4.2 | 9 429 р. | купить | |
| A400-23E0020IP20F | 220 (3ф) | 0.2 | 1.5 | 10 816 р. | купить | |
| A400-23E0040IP20F | 220 (3ф) | 0.4 | 2.5 | 11 371 р. | купить | |
| Показать полный модельный ряд | ||||||
| Свернуть |
Преобразователи частоты ONI общепромышленная серия М680
Преобразователи частоты серии М680 предназначены для управления асинхронными двигателями в широком диапазоне мощностей и разнообразии применений. 3 фазы 380 В, мощность от 0,4 до 110 кВт
| Модель | Питание, B | Мощность, кВт | Ток, А | Цена | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| M680-33E040-0075TIP20 | 380 (3ф) | 0.4 | 1.5 | 10 984 р. | купить | |
| M680-33E075-015TIP20 | 380 (3ф) | 0.75 | 2.5 | 11 982 р. | купить | |
| M680-33E015-022TIP20 | 380 (3ф) | 1.5 | 4.2 | 13 665 р. | купить | |
| M680-33E022-037TIP20 | 380 (3ф) | 2.2 | 5.5 | 14 573 р. | купить | |
| M680-33E037-055TIP20 | 380 (3ф) | 3.7 | 9 | 18 532 р. | купить | |
| Показать полный модельный ряд | ||||||
| Свернуть |
Преобразователи частоты ONI общепромышленная серия К800
Преобразователи частоты серии K800 предназначены для управления асинхронными и синхронными двигателями на постоянных магнитах в системах, требующих контроля положения ротора двигателя с использованием энкодеров, а так же систем, требующих от преобразователя частоты способности выдерживать исключительно высокие перегрузки. 3 фазы 380 В, мощность от 0,75 до 37 кВт
| Модель | Питание, B | Мощность, кВт | Ток, А | Цена | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| K800-33E0075-015TSIP20-D34D41 | 380 (3ф) | 0.75 | 3.4 | 28 185 р. | купить | |
| K800-33E0015-022TSIP20-D48D54 | 380 (3ф) | 1.5 | 4.8 | 30 597 р. | купить | |
| K800-33E0022-037TSIP20-D55D69 | 380 (3ф) | 2.2 | 5.5 | 32 516 р. | купить | |
| K800-33E0037-055TSIP20-D9-11 | 380 (3ф) | 3.7 | 9 | 41 657 р. | купить | |
| K800-33E0055-075TSIP20-12-13 | 380 (3ф) | 5.5 | 12 | 45 443 р. | купить | |
| Показать полный модельный ряд | ||||||
| Свернуть |
Итак, преобразователь частоты дает следующие преимущества при управлении асинхронным двигателем:
Самые важные – это 1 и 2 пункты. Почему именно они?
Плавный пуск позволяет наращивать скорость постепенно, что позволяет не допустить скачков тока. Неконтролируемые скачки опасны, так как при прямом пуске они превышают номинальные показатели в 5-7 раз, что может спровоцировать высокую нагрузку на электросеть, защитит оборудование от перегрузок и сэкономит деньги на затратах электроэнергии.
Что касается управления производительностью, то в этом случае преобразователь частоты контролирует скорость работы электродвигателя с учетом «реальных нужд» в системе в целом. Это также помогает напрасно не тратить энергию и гарантирует её экономию в 30-60%.
Помимо 4-х основных преимуществ описанных выше, использование преобразователя обеспечивает следующие преимущества:
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.
N – число электродвигателей, параллельно подсоединенных к одному частотному преобразователю, (шт.);
Ns – число одновременно запускаемых электродвигателей, (шт.);
Ks – коэффициент кратности пускового тока, величина равна Md/Mn ;
In – номинальный ток электродвигателя согласно паспортным данным, (А).
1. Расчет полной пусковой мощности:
2. Расчет полного пускового тока:
Полученные данные являются базой для выбора частотного преобразователя, соответствующего следующим условиям:
Следует выделить несколько основных параметров, на которые нужно обращать внимание при выборе частотного преобразователя:
Мощность. Данный параметр частотного преобразователя должен соответствовать мощности двигателя, с которым он будет использоваться. Следует выбирать устройство, мощность которого будет соответствовать номинальному току. Покупать частотный преобразователь с очень завышенными характеристиками попросту бессмысленно, ведь он обойдется намного дороже, да и с наладкой могут возникнуть проблемы.
Тип нагрузки. Тут все зависит от того, как осуществляется работа агрегата, к которому будет подключен частотный преобразователь. Например, при вентиляторных нагрузках не бывает перегрузок, а в случае с работой пресса – ток может превышать номинальные значения на 60 и более процентов. Соответственно, необходимо учитывать это при выборе и оставлять определенный запас «хода».
Тип охлаждения двигателя. Двигатели могут оснащаться принудительными системами охлаждения либо иметь самообдув. Во втором случае к крыльчатке ротора прикрепляются специальные лопасти, которые вращаются вместе с ним и обдувают двигатель. Соответственно, нормальная степень обдува в данном случае напрямую зависит от частоты вращения. Если двигатель продолжительное время будет работать на пониженной частоте, то это может привести к перегреву. Соответственно, лучше позаботиться о дополнительном охлаждении, если изменение частоты будет больше 10% от номинального значения.
Входное напряжение. Данный показатель определяет, при каком напряжении способен работать преобразователь частот. Тут мало знать, что в сети напряжение обычно составляет около 380 В. Часто происходят скачки в диапазоне +-30%. Кроме того, в сетях, куда подключено большое количество силового оборудования, часто случаются выбросы в 1 кВ. Соответственно, чем шире диапазон рабочих напряжений у преобразователя частот, тем надежнее он будет работать.
Способ торможения. Остановка двигателя может осуществляться либо инверторным мостом, либо электродинамическим способом. Первый метод больше подходит для точного и быстрого торможения, а второй – в механизмах с частым торможением либо при необходимости постепенной остановки
На это обязательно следует обратить внимание.
Окружающая среда и защита. Обычно в паспорте преобразователя частоты указаны условия, при которых должно использоваться устройство
Например, влагозащищенные модели соответствуют стандарту IP 54 – они устойчивы к воздействию влаги и могут использоваться в помещениях с паровыми испарениями и повышенной влажностью.
Тип управления и интерфейсы. Обязательно необходимо обратить внимание на наличие подходящих для подключения разъемов, а также возможностей правления – некоторые модели предназначены для монтажа на месте, а другие – в отдельной рубке управления.
Если вы никогда не работали с преобразователями частоты, лучше обратиться за консультацией к специалисту.
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 зависимости от того, какое назначение у преобразователя частоты, используются различные выпрямительные каскады. А вариант питания может быть либо от трехфазной сети, либо от однофазной. Но на выходе ПЧ в любом случае находится трехфазное переменное напряжение. Но чтоб проводить управление током, необходимо его сначала выпрямить. Все дело в том, что управлять переменным достаточно сложно – необходимо применять крупные реостаты, что не очень удобно. Тем более, сейчас время микроэлектроники и автоматики, применять устаревшие технологии не просто неразумно, но и очень невыгодно.
Для выпрямления переменного трехфазного тока используется электронное устройство, состоящее из шести полупроводниковых диодов. Включаются они по мостовой схеме, получается так, что каждая пара диодов служит для выпрямления одной фазы. На выходе блока выпрямителя появляется постоянное напряжение, его величина равна тому, которое течет на вход. На данном этапе все преобразования закончены, никакого управления этим блоком не производится. В случае если производится питание от однофазной сети, достаточно выпрямительного каскада даже из одного диода. Но эффективнее использовать мостовую схему из четырех.
И здесь начинается самое интересное – использование мощных IGBT-транзисторов. Они-то и управляются микропроцессорной системой, от качества их функционирования зависит работа всего преобразователя частоты. Такая схема преобразователя напряжения имеет широкое распространение. По сути, с помощью силовых транзисторов можно инвертировать любое напряжение. Всего используется шесть элементов в простейшей схеме – по два на каждую фазу. Частотный преобразователь 220 вольт выдает на каждой фазе по отношению к нулю.
Чтобы избавиться от возникновения обратного напряжения, необходимо использовать полупроводниковые диоды. Включаются они между коллектором и эмиттером силовых транзисторов. Управление производится по входу базы. Как говорилось ранее, частотные преобразователи, своими руками изготовленные, имеют в инверторном каскаде по два транзистора на каждую фазу. Включают их p-n-переходы последовательно. Со средней точки каждого плеча снимается фаза. В продаже имеются готовые модули, у них имеются выводы для подачи постоянного напряжения, а также три контакта для снятия трехфазного переменного. Кроме того, имеется разъем для подключения микроконтроллерной системы управления.
При выборе обязательно следует учесть такие технические характеристики частотного преобразователя:
Номинальная мощность и ток двигателя. Параметр, который, в основном, определяет стоимость устройства. Нет смысла переплачивать за запас по мощности, к тому же, в этом случае ухудшается точность управления электромотором.
Кратковременная перегрузка по току и поддержание постоянного момента вращения мощность и характер нагрузки определяется областью применения двигателя. Например, эти характеристики практически не важны для выбора изделия для систем вентиляции, насосного оборудования, но имеют большое значение при управлении двигателями подъемного оборудования или прессов.
Напряжение и тип питания. Для промышленных решений это, как правило, 380 В трехфазного тока, для бытовых задач – однофазное напряжение 220 В на входе и трехфазное на выходе.
Количество электродвигателей, подключаемых с помощью преобразователя при многомоторном режиме управления. управляемых систем определяет, сколько электродвигателей можно подключить к частотнику
Важно для систем с резервированием или циклической схеме работы на разной мощности.
Диапазон регулировки частоты двигателя. Частотная характеристика преобразователя частоты критична для систем точного позиционирования, вентиляции, станков, транспортировочного и подъемного оборудования.
Максимальная удаленность от управляемого двигателя, или максимальная длина питающий цепей, которая может оказаться критичной в ряде решений.
Тип системы торможения
Параметр может оказаться критичным для систем с необходимостью точного управления и циклических включений-выключений.
Климатическое исполнение и дополнительные требования к месту монтажа могут иметь значение, если частотник планируется устанавливать в неотапливаемых помещениях, помещениях с повышенной влажностью или на улице.
Возможности подключения дополнительных датчиков обратной связи позволяют добиться повышения точности и экономичности работы системы.
Также к перечню можно добавить наличие интерфейсов централизованного дистанционного управления и настройки. Очевидно, что современный частотный преобразователь, характеристики которого могут занимать несколько листов спецификации, подобрать не так просто.
Поэтому выпускаются как универсальные решения, так и специализированные, которые оптимально работают только в узкой области применения, например, для управления электродвигателями в системах вентиляции или насосном хозяйстве.
Если вы испытываете затруднение в подборе оптимальной модели частотников, обратитесь к нашим специалистам. Они посоветуют вам несколько моделей с характеристиками, которые будут оптимальны для решаемых вами задач.
Промежуточная цепь выполняет роль своеобразного хранилища, из которого электродвигатель получает энергию через инвертор. В зависимости от комбинации инвертора и выпрямителя промежуточная цепь может иметь одну из следующих формаций:
Современные асинхронные двигатели управляются весьма сложно. Дело в том, что пуск мощного асинхронного двигателя сопряжен со значительными токовыми перегрузками. Мощный вращающий момент может вывести из строя подшипники и опоры, на которых установлены двигатели.
Резкое отключение двигателя может привести к перенапряжению и к серьезным электрическим авариям. Поэтому, на сегодняшний день наиболее перспективными системами управления двигателями являются частотные преобразователи. Путь, к которому шел частотный преобразователь к цифровому варианту, довольно сложен. В современных устройствах была проблема в том, чтобы выходные каскады были мощными. Не было мощных транзисторов. Сейчас появились IGBT транзисторы или мощные транзисторы с изолированным затвором.
Рассмотрим преобразование однофазной цепи в трехфазную.
Это структурная схема простейшего преобразователя. Он состоит из генератора тактовых импульсов, частотой которого можно управлять. Собран он на простейших логических элементах. Включенных в режим логических элементов нет. Три логических элемента. Конденсатор и резистор задают постоянную величину времени, то есть, частоту выдачи импульсов. Эти импульсы поступают на счетчик Джонсона, который является и счетчиком, и дешифратором, преобразующим выходной сигнал в сигнал с одним импульсом на выходе.
Предусмотрено так, что импульсы проходят последовательно. Для того, чтобы получить трехфазную систему, десятку импульсов разделили на последовательность до шести импульсов. При этом окончание седьмого импульса завершает работу счетчика, установку его в нулевое состояние. Импульс подает команду обнуления счетчика, отсчет начинается с нуля. Выходы этих элементов, в данном случае дешифратора, присоединены к трем элементам, которые являются коммутирующими. Эти коммутирующие элементы, которые управляют работой двухтактных транзисторных включений, составляют основу выхода.
На выходе появляется напряжение с частотой, которую мы зададим на этом генераторе. Тактовые импульсы поступают на счетчик Джонсона с дешифратором, запускают логические элементы. Если будет на входе единица, которая поступает на два мощных транзистора, включенных по схеме моста, то пары транзисторов осуществляют коммутацию направления тока в обмотке двигателя вправо и влево. В результате этого с ростом регулирования частоты вращения будет плавно увеличиваться частота переключения выходного напряжения в обмотке, что приведет к росту средней частоты в двигателе и росту числа его оборотов.
Если мы рассмотрим систему как полученную трехфазную систему переменного тока, то можем получить на выходе трехфазный переменный ток. Он будет прямоугольной формы. Чтобы получить импульсы, близкие к гармоническим колебаниям, необходимо применить L или C фильтры для получения полноценного сигнала. Если мы имеем дело с постоянным током, то данный преобразователь может получить из него трехфазный переменный ток. Поэтому наш частотный преобразователь, который питается постоянным током, может работать от однофазного выпрямителя.
В мощных приводах не подходят к применению транзисторы. Поэтому вместо них используют тиристорные частотники. На малой частоте вращения труднее удерживать момент, так как приводы с жесткими характеристиками. Привод насоса происходит по системе склеивания синуса. Выходная частота меньше 50 герц.
При организации электропроводки и крепления кабелей все чаще применяются специальные средства, которые позволяют улучшить качество и…
В чём преимущества стальных сгонов и как они применяются Стальные сгоны — это один из…
Железобетонные изделия — это основа, на которой держатся современные здания и мосты, жилые кварталы и…
Модульные офисы продаж — это находка для компаний, которые ценят скорость и удобство. Компактные, мобильные…
Погрузочные рампы играют ключевую роль в бизнесе, связанном с логистикой, складами и транспортировкой товаров. Это…
Модульные здания с каждым годом привлекают все больше внимания благодаря своим преимуществам. Одним из главных…
This website uses cookies.