Частотный преобразователь для электродвигателя 380 вольт

Частотный преобразователь для электродвигателя 380 вольт

    2 commentsПрименение Апрель 26, 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.

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.
Читайте также:  Самые неприхотливые сорта клематисов

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.

Подбор параметров

RI20V-PK37-4

    Мощность (кВт): 0.37 Ток, Iном. (А): 1.3 Напряжение: 380 В

RI20V-PK55-4

    Мощность (кВт): 0.55 Ток, Iном. (А): 1.9 Напряжение: 380 В

RI51-РК37-4

    Мощность (кВт): 0.37 Ток, Iном. (А): 1.2 Напряжение: 380 В

RI20V-PK75-4

    Мощность (кВт): 0.75 Ток, Iном. (А): 2.4 Напряжение: 380 В

RI20-P-P1K5-4

    Мощность (кВт): 1,5 Ток, Iном. (А): 3,7 Напряжение: 380 В

RI20-G-PK75-4

    Мощность (кВт): 0,75 Ток, Iном. (А): 2,5 Напряжение: 380 В
Читайте также:  Ландшафтный дизайн маленького участка своими руками фото

RI20-P-P2K2-4

    Мощность (кВт): 2,2 Ток, Iном. (А): 5,5 Напряжение: 380 В

RI20-G-P1K5-4

    Мощность (кВт): 1,5 Ток, Iном. (А): 3,7 Напряжение: 380 В

RI51-РК75-4

    Мощность (кВт): 0.75 Ток, Iном. (А): 2.2 Напряжение: 380 В

RI20V-Р1K1-4

    Мощность (кВт): 1.1 Ток, Iном. (А): 3.3 Напряжение: 380 В

RI20V-Р1K5-4

    Мощность (кВт): 1.5 Ток, Iном. (А): 4.3 Напряжение: 380 В

RI20-P-P4K0-4

    Мощность (кВт): 4.0 Ток, Iном. (А): 9,5 Напряжение: 380 В

RI20-G-P2K2-4

    Мощность (кВт): 2,2 Ток, Iном. (А): 5,5 Напряжение: 380 В

RI51-Р1К5-4

    Мощность (кВт): 1.5 Ток, Iном. (А): 3.7 Напряжение: 380 В

RI20V-Р2K2-4

    Мощность (кВт): 2.2 Ток, Iном. (А): 5.6 Напряжение: 380 В

RI20V-Р3K0-4

    Мощность (кВт): 3 Ток, Iном. (А): 7.6 Напряжение: 380 В

RI51-Р2К2-4

    Мощность (кВт): 2.2 Ток, Iном. (А): 5.3 Напряжение: 380 В

RI20-P-P5K5-4

    Мощность (кВт): 5,5 Ток, Iном. (А): 14 Напряжение: 380 В

RI20-G-P4K0-4

    Мощность (кВт): 0,4 Ток, Iном. (А): 9,5 Напряжение: 380 В

RI51-Р3К0-4

    Мощность (кВт): 3.0 Ток, Iном. (А): 7.2 Напряжение: 380 В

RI100P-P1K1-4

    Мощность (кВт): 1.1 Ток, Iном. (А): 3.4 Напряжение: 380 В

RI20V-Р4K0-4

    Мощность (кВт): 4 Ток, Iном. (А): 9 Напряжение: 380 В

RI51-Р4К0-4

    Мощность (кВт): 4.0 Ток, Iном. (А): 9.0 Напряжение: 380 В

RI100P-P1K5-4

    Мощность (кВт): 1.5 Ток, Iном. (А): 4.8 Напряжение: 380 В

RI20-P-P7K5-4

    Мощность (кВт): 7,5 Ток, Iном. (А): 18,5 Напряжение: 380 В

RI20-G-P5K5-4

    Мощность (кВт): 5,5 Ток, Iном. (А): 14 Напряжение: 380 В

RI100P-P1K1-4+IP54

    Мощность (кВт): 1.1 Ток, Iном. (А): 3.4 Напряжение: 380 В

RI100P-P2K2-4

    Мощность (кВт): 2.2 Ток, Iном. (А): 5.6 Напряжение: 380 В

RI100P-P1K5-4+IP54

    Мощность (кВт): 1.5 Ток, Iном. (А): 4.8 Напряжение: 380 В

RI20V-Р5K5-4

    Мощность (кВт): 5.5 Ток, Iном. (А): 12 Напряжение: 380 В

RI20-P-P11K0-4

    Мощность (кВт): 11 Ток, Iном. (А): 25 Напряжение: 380 В

RI20-G-P7K5-4

    Мощность (кВт): 7,5 Ток, Iном. (А): 18,5 Напряжение: 380 В

RI100P-P3K0-4

    Мощность (кВт): 3 Ток, Iном. (А): 8 Напряжение: 380 В

RI100P-P2K2-4+IP54

    Мощность (кВт): 2.2 Ток, Iном. (А): 5.6 Напряжение: 380 В

RI51-Р5К5-4

    Мощность (кВт): 5.5 Ток, Iном. (А): 12.0 Напряжение: 380 В

RI20V-Р7K5-4

    Мощность (кВт): 7.5 Ток, Iном. (А): 16 Напряжение: 380 В

RI100P-P4K0-4

    Мощность (кВт): 4 Ток, Iном. (А): 9.6 Напряжение: 380 В

RI51-Р7К5-4

    Мощность (кВт): 7.5 Ток, Iном. (А): 15.5 Напряжение: 380 В

RI100P-P4K0-4+IP54

    Мощность (кВт): 4 Ток, Iном. (А): 9.6 Напряжение: 380 В

RI20-P-P15K0-4

    Мощность (кВт): 15 Ток, Iном. (А): 32 Напряжение: 380 В

RI20-G-P11K0-4

    Мощность (кВт): 11 Ток, Iном. (А): 25 Напряжение: 380 В

RI100P-P5K5-4

    Мощность (кВт): 5.5 Ток, Iном. (А): 12 Напряжение: 380 В

RI20V-Р11K0-4

    Мощность (кВт): 11 Ток, Iном. (А): 23 Напряжение: 380 В

RI100P-P5K5-4+IP54

    Мощность (кВт): 5.5 Ток, Iном. (А): 12 Напряжение: 380 В

RI100P-P7K5-4

    Мощность (кВт): 7.5 Ток, Iном. (А): 16 Напряжение: 380 В

RI20-P-P18K0-4

    Мощность (кВт): 18,5 Ток, Iном. (А): 38 Напряжение: 380 В

RI20-G-P15K0-4

    Мощность (кВт): 15 Ток, Iном. (А): 32 Напряжение: 380 В
Читайте также:  Abro black rtv silicone инструкция

RI51-Р11К0-4

    Мощность (кВт): 11 Ток, Iном. (А): 23 Напряжение: 380 В

RI100P-P7K5-4+IP54

    Мощность (кВт): 7.5 Ток, Iном. (А): 16 Напряжение: 380 В

RI20V-Р15K0-4

    Мощность (кВт): 15 Ток, Iном. (А): 31 Напряжение: 380 В

RI20-P-P22K0-4

    Мощность (кВт): 22 Ток, Iном. (А): 45 Напряжение: 380 В

RI20-G-P18K0-4

    Мощность (кВт): 18,5 Ток, Iном. (А): 38 Напряжение: 380 В

На российском рынке силовой преобразовательной техники частотные преобразователи с напряжением питающей сети 380 В занимают лидирующее место. Это обусловлено тем, что абсолютное большинство асинхронных электродвигателей используемых в промышленности и хозяйственном комплексе используют для питания трехфазное напряжение 380 В с частотой 50 Гц.

Отечественные и зарубежные производители предлагают различные модели и серии подобных преобразователей частоты в диапазоне мощностей от нескольких сотен Вт до сотен Квт. Самые простейшие серии применяются для управления приводами насосов и вентиляторов, а наиболее сложные — для подъёмно-транспортного оборудования, лифтов, кранов.

В зависимости от области применения непосредственно зависят методы и алгоритмы управления, реализуемые в инверторе, функциональные возможности частотника, его коммуникационные свойства и пользовательские интерфейсы.

Структурная схема частотного преобразователя при этом существенно не отличается. Основными функциональными модулями являются управляемый или неуправляемый выпрямитель, блок конденсаторов (именуемый фильтр или звено постоянного тока), инвертор. Надстройкой к этому служит система управления построенная на современных процессорах.

Цена преобразователя частоты, естественно, определяется его сложностью.

Проблема наличия 380В рано или поздно посещает почти любого "гаражника" (и не только).

Взять хотя бы компрессора — мало мальски производительные нуждаются в питании 380В. не говоря уж о самодельных (например на базе компрессора ЗИЛ-130 и тд)

Обычно для решения проблемы применяют конденсаторный запуск электродвигателя, когда используются рабочие и пусковые конденсаторы, для мощный 3-4-5ти киловаттных двигателей требуется по 200-500 мкФ и более.
Добавить еще и падение мощности двигателей и, особенно, малое стартовое усилие, когда под нагрузкой двигатель не может набрать обороты и получаем практически полную невозможность управлять такой системой от автоматики.

Так же применяют частотные преобразователи, что не только зашкаливает по деньгам, но и для запуска трёхфазников от 220в мощнее 3-ёх киловатт однофазных частотников нет, только трёхфазные.

Вариант законно протянуть 380 можно убирать сразу (проект, монтаж, согласования и разрешения = будет золотая сеть

Лично я, проанализировав ситуацию, решил использовать Универсальный преобразователь однофазного тока в трёхфазный, Гурова Сергея Михайловича
cm001.narod.ru/new_index/publik/generator.html

Для реализации — нужно приобрести более мощный электродвигатель, чем рабочий (для питания 4-ёх киловаттного двигателя я купил электродвигатель 5,5 киловатт 1500 оборотов всего за 1750 рублей) + пакетник (для тест подключения) на 3 контакта за 140 рублей. Итого затрат 1890. По сути это меньше стоимости реально нужного числа конденсатора, для работы 4-ёх киловатт от конденсаторов.

Работа и подключение преобразователя (расщепителя фаз) на видео:

Так что жду автоматику и вскоре запускаю свой компрессор на расчётную производительность!

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector