Как настроить преобразователь частоты для асинхронных электродвигателей

Как настроить преобразователь частоты для асинхронных электродвигателей

Преобразователь частоты – это электронное устройство, которое служит для регулирования скорости вращения асинхронного электродвигателя. Это особенно полезно в ситуациях, когда требуется изменить скорость работы машины или оборудования, чтобы адаптироваться к различным задачам. В данной статье мы рассмотрим пошаговую инструкцию по настройке преобразователя частоты для асинхронного электродвигателя.

Первым шагом при настройке преобразователя частоты для асинхронного электродвигателя является подключение к источнику электропитания. Необходимо следить за правильностью подключения фазовых проводов и заземления, чтобы избежать возможных неполадок и повреждений в работе устройства. После этого следует проверить, что все соединения надежно зафиксированы и отсутствуют неполадки с проводкой.

Далее следует осуществить настройку параметров преобразователя частоты с помощью панели управления. Важно определить желаемую частоту вращения электродвигателя и выбрать соответствующие параметры. Некоторые преобразователи частоты позволяют настраивать такие параметры, как максимальная скорость вращения, ускорение и замедление, а также величина тока.

Прежде чем приступить к работе с преобразователем частоты, обязательно прочтите инструкцию по эксплуатации и ознакомьтесь с возможностями и особенностями выбранной модели. Ответственное отношение к настройке преобразователя поможет избежать ошибок и достичь наилучших результатов.

Ознакомление с преобразователем частоты

Преобразователь частоты — это электронное устройство, которое позволяет изменять частоту, а соответственно и скорость вращения асинхронного электродвигателя. Преобразователь частоты используется для управления работой промышленного оборудования и может значительно улучшить эффективность процесса производства.

Ознакомление с преобразователем частоты включает в себя изучение его основных компонентов и принципов работы:

1. Входное питание: преобразователь частоты подключается к источнику переменного напряжения и может работать с различными типами питания, включая одно- и трехфазное напряжение.
2. Входной фильтр: использование фильтра помогает защитить преобразователь частоты от помех и сглаживает напряжение, улучшая его качество.
3. Выпрямительный модуль: выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный ток и улучшает его качество.
4. Преобразователь постоянного тока: преобразователь тока преобразует постоянный ток в переменный ток с изменяемой частотой и напряжением, что позволяет управлять скоростью вращения электродвигателя.
5. Выходной фильтр: выходной фильтр сглаживает выходной ток преобразователя и предотвращает его попадание в локальную электросеть.
6. Управляющий модуль: управляющий модуль преобразователя частоты обеспечивает взаимодействие с пользователем и позволяет настраивать параметры работы преобразователя.

При работе с преобразователем частоты важно учитывать его технические характеристики, такие как мощность, номинальное напряжение, номинальный ток, частотный диапазон и другие, чтобы выбрать подходящий преобразователь для конкретного электродвигателя.

Также стоит отметить, что настройка преобразователя частоты требует определенных знаний и опыта. Перед началом работы с преобразователем необходимо ознакомиться с руководством по эксплуатации и обратиться к специалистам, если возникнут трудности.

Выбор и подключение кабелей для преобразователя

Корректный выбор и правильное подключение кабелей являются ключевыми моментами при установке и настройке преобразователя частоты для асинхронных электродвигателей. Неверный выбор кабелей или неправильное подключение может привести к сбоям работы устройства и возникновению проблем с электродвигателем.

Выбор кабелей

При выборе кабелей необходимо учитывать следующие параметры:

• Сечение кабеля: выберите кабель с соответствующим сечением, учитывая мощность преобразователя и длину подключения;
• Материал жилы: жилы кабеля могут быть выполнены из меди или алюминия, рекомендуется использовать медные жилы;
• Тип оболочки: в зависимости от условий эксплуатации выберите кабель с соответствующей оболочкой (негорючий, с нефтью или химически стабильный);
• Стандарты: выбирайте кабели, соответствующие национальным и международным стандартам безопасности и качества.

Подключение кабелей

Правильное подключение кабелей обеспечивает надежность и безопасность работы преобразователя. В процессе подключения учтите следующие моменты:

1. Установите преобразователь в безопасном месте с удобным доступом к электрическому щиту;
2. Отключите питание и установите разъединитель электроэнергии;
3. Установите сам факт, что электроснабжение выключено, сломав замок на основном выключателе;
4. Проверьте правильность соединения заземления;
5. Последовательно подключите кабели питания, управления и обратной связи;
6. Установите защитные элементы, такие как предохранители и силовые выключатели;
7. Проверьте правильность подключения и закрепите кабели надежно.

После подключения кабелей рекомендуется провести проверку всех соединений и заземления с использованием мультиметра. Если проверка не выявила никаких проблем, можно подать питание и приступить к настройке преобразователя частоты.

Настройка параметров преобразователя для асинхронных электродвигателей

Настройка параметров преобразователя частоты является важным шагом при работе с асинхронными электродвигателями. Точная настройка позволяет оптимизировать работу двигателя, обеспечивая эффективную и надежную работу. В этом разделе мы рассмотрим основные параметры, которые необходимо настроить.

1. Напряжение питания и частота

Прежде чем приступить к настройке преобразователя, необходимо правильно задать напряжение питания и частоту. Эти параметры должны соответствовать требованиям электродвигателя и системы.

2. Режимы работы

Преобразователь обычно предлагает несколько режимов работы, таких как постоянный момент, переменный момент и т. д. Выбор режима работы зависит от требований приложения. Необходимо правильно выбрать режим, чтобы обеспечить эффективную работу двигателя.

3. Максимальная и минимальная скорость

Преобразователь также позволяет задавать максимальную и минимальную скорость двигателя. Эти параметры могут быть ограничены в зависимости от требований приложения. Необходимо настроить значения, которые соответствуют требуемой скорости работы.

4. Ток и напряжение

Важно также настроить параметры тока и напряжения, чтобы предотвратить повреждение двигателя и преобразователя. Для этого необходимо установить значения, которые соответствуют номинальным значениям двигателя и его нагрузке.

5. Управление

Преобразователь может быть управляем различными способами, например, с помощью кнопок на панели управления, пульта дистанционного управления или интерфейса ПК. Необходимо правильно настроить параметры управления, чтобы обеспечить удобство использования и эффективную работу системы.

6. Защита и диагностика

Преобразователь также обычно предлагает функции защиты и диагностики, которые позволяют контролировать состояние двигателя и системы. Необходимо правильно настроить эти параметры, чтобы быстро обнаруживать и предотвращать возможные проблемы.

7. Сохранение настроек

После настройки всех параметров необходимо сохранить их, чтобы они остались действительными даже после отключения преобразователя. Преобразователь обычно предоставляет возможность сохранить настройки в память. Это позволяет быстро восстановить работу после перезагрузки системы.

Важно понимать, что точная настройка параметров преобразователя зависит от конкретных требований системы и электродвигателя. Рекомендуется обратиться к инструкции по эксплуатации и получить консультацию у производителя преобразователя или специалиста в области электротехники, чтобы гарантировать правильную и оптимальную настройку.

Проверка и оптимизация работы преобразователя

После установки и настройки преобразователя частоты для асинхронных электродвигателей важно провести проверку его работы и оптимизировать его работу для достижения наилучших результатов. В этом разделе представлены основные шаги, которые следует выполнить для процедуры проверки и оптимизации работы преобразователя.

1. Проверка базовых параметров. Перед началом работы необходимо убедиться в правильности установки базовых параметров преобразователя. В таблице ниже приведены основные параметры, которые должны быть установлены:

1. Проверка настройки параметров работы. Проверьте настройки параметров работы преобразователя в соответствии с требуемым режимом работы и характеристиками электродвигателя. В таблице ниже приведены основные параметры, которые можно настроить.

1. Проверка работы системы защиты. Преобразователь частоты обычно имеет встроенные системы защиты от перегрева, перегрузки тока и короткого замыкания. Убедитесь, что эти системы защиты работают должным образом и активируются при необходимости.
2. Оптимизация режимов работы. После проверки и настройки основных параметров и систем защиты, проведите оптимизацию режимов работы преобразователя. Это включает в себя выбор оптимальных значений частоты и напряжения выходного сигнала для достижения наилучших результатов в работе электродвигателя.
3. Проверка энергопотребления. Одной из важных задач оптимизации работы преобразователя является снижение энергопотребления. Проверьте энергопотребление системы на разных режимах работы и проведите корректировки для снижения потребления энергии.
4. Мониторинг и запись данных. Для дальнейшей оптимизации работы преобразователя и электродвигателя рекомендуется вести мониторинг и запись данных о работе системы. Это позволит выявить проблемы и сделать необходимые корректировки.

Проверка и оптимизация работы преобразователя частоты для асинхронных электродвигателей является важной процедурой, которая поможет достичь наилучших результатов в работе системы. Следуйте указанным выше шагам для проверки и оптимизации работы вашего преобразователя и электродвигателя.

Как настроить преобразователь частоты для асинхронных электродвигателей

Как подключить частотный преобразователь к электродвигателю

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.

[wpfmb type=’warning’ theme=2]Лучше дождаться помощи специалиста, чем потом ремонтировать сломанную технику. Случай-то не будет гарантийным.[/wpfmb]

Частотный преобразователь: принцип работы для электродвигателя, асинхронного двигателя, как работает преобразователь частоты с трехфазным двигателем

Этот вопрос задают множество людей, которым впервые понадобилось подключить трехфазный двигатель насоса или вентилятора. Конечно, любой электродвигатель можно напрямую подключить к сети переменного тока через соответствующую защитную аппаратуру (моторный автоматический выключатель или контактор с тепловым реле).

Рассмотрим процессы, происходящие в электродвигателе в момент прямого пуска с помощью автоматического выключателя или кнопки включения контактора на примере обычного трехфазного асинхронного двигателя.

На статорные обмотки электродвигателя подается переменное напряжение, которое генерирует соответствующее электромагнитное поле этих обмоток. Это поле, направленное в сторону ротора, в свою очередь заставляет генерироваться электрический ток в короткозамкнутых витках ротора. Затем ток в обмотках ротора генерирует ответное магнитное поле, которое и приводит к движению ротора относительно статора. Все эти процессы, возникающие в момент пуска, называются процессом намагничивания статора и ротора.

Асинхронный электрический двигатель

Трехфазный электродвигатель сам по себе не нужен: на его валу обязательно присутствует нагрузка (самая простая — в виде лопастей вентилятора). В ситуации с нагруженным конвейером всё сложнее. Тем не менее, у этой нагрузки есть момент инерции – момент, который необходимо преодолеть двигателю для запуска вращения вала. Таким образом, все эти электромагнитные и механические силы в момент пуска напрямую соотносятся с обычным пусковым током двигателя. Как несложно догадаться, этот ток будет в несколько раз (2-7) больше номинального тока двигателя, который получится в установившемся режиме работы.

Скорость вращения электродвигателя или число оборотов в минуту

Скорость вращения вала как асинхронных, так и синхронных электродвигателей определяется частотой вращения магнитного поля статора. Магнитное поле вращается соответственно подаваемому на обмотки статора переменному току по трем фазам. Именно это «вращение» электрического тока в статоре приводит к вращающемуся магнитному полю и определяется по формуле:

n = (60 • f / p) • (1 — s)

где n – номинальное число оборотов вала асинхронного электродвигателя, p – число пар полюсов (см. на паспортной табличке), s – скольжение (разность скоростей поля ротора и поля статора), f – частота переменного тока (например, 50 Гц). Число пар полюсов статора зависит от конструкции катушек статора. Скольжение зависит от нагрузки на валу электродвигателя. Таким образом, подключив электродвигатель к сети переменного тока, мы получим вращение с постоянной скоростью.

Зачем нужно регулировать скорость и как это делается?

Заданное в паспортной табличке число оборотов двигателя на 1 минуту не всегда устраивает потребителя. Иногда скорость механизма хочется уменьшить, а давление в трубе наоборот поднять. Возникает потребность в изменении частоты вращения вала электродвигателя. Как видно из формулы выше, наиболее простой способ изменения частоты вращения вала электродвигателя –изменить частоту переменного тока f.

Шильдик электродвигателя EQPIII Toshiba

Принцип работы частотного преобразователя

Вот тут и приходит на помощь частотный преобразователь, иначе говоря ЧРП (частотно-регулируемый привод). Он, как говорилось в самом начале, позволяет задавать на своем выходе заданные в настройках амплитуду напряжения и частоту переменного тока.

Частота вы выходе может регулироваться в диапазоне 0.01 — 590 Гц если брать инверторы серии AS3 Toshiba. Для серии S15 Toshiba диапазон регулирования находится в пределах 0.01 — 500 Гц. Для серии nC3E Toshiba диапазон регулирования находится в пределах 0.01 — 400 Гц. Это объясняется функциональным назначением разных серий ПЧ.

Напряжение на выходе может изменяться в диапазоне от 0 В до напряжения питания ПЧ, т.е. текущего напряжения на входе частотного преобразователя. Это свойство можно использовать для получения нужного выходного напряжения и частоты, что ценно, например, для испытания стендового оборудования. Правда для этого придется использовать специальный выходной синусный фильтр, чтобы получить чистые синусоидальное напряжение и ток.

С частотой все понятно, но зачем нужно изменять напряжение?

Дело в том, что для поддержания определенного магнитного поля в обмотках статора требуется изменять не только частоту, но и напряжение. Получается, что частота должна соответствовать определенному напряжению. Этот называется законом скалярного управления U/f (V/f), где U или V — напряжение.

Также существует закон векторного регулирования. Векторное регулирование используется для оборудования, где требуется поддерживать необходимый крутящий момент на валу при низких скоростях электродвигателя, высокое быстродействие и точность регулирования частоты вращения. Векторное управление представляет собой математический аппарат в «мозге» частотного преобразователя, который позволяет точно определять угол поворота ротора по токам фаз двигателя.

Использование частотника позволяет убрать большой пусковой ток, достигая таким образом значительного экономического эффекта при частых пусках и остановках электродвигателя.

Схема частотного преобразователя

Ниже представлена типовая схема частотного преобразователя. Входное сетевое трехфазное или однофазное напряжение подается через опциональный входной фильтр на клеммы диодного моста. Неуправляемый диодный (или управляемый тиристорный) мост преобразует переменное напряжение сети в постоянное пульсирующее напряжение. Для фильтрации пульсаций служит звено постоянного тока из одного или нескольких конденсаторов C.

Схема преобразователя частоты

Напряжение в звене постоянного тока после выпрямления трехфазного напряжения будет равно согласно формуле: 380*1,35 = 513 В.

Дроссель DCL в звене постоянного тока позволяет дополнительно сгладить пульсации напряжения после диодного моста и выполняет функции снижения гармоник выпрямителя, инжектируемых в питающую сеть.

Транзисторы T1-T6 инвертора с помощью специального алгоритма системы управления генерируют на клеммы электродвигателя 3 пакета импульсов, разнесенных по трем фазам на 120 градусов во времени. Ни рисунке ниже показана только одна фаза: пачка выходных импульсов широтно-импульсной модуляции (ШИМ), проходя через обмотку электродвигателя, сгладится до формы, напоминающей синусоиду. Частота импульсов ШИМ (опорная частота) в промышленных преобразователях обычно составляет 3-4 кГц, но для ПЧ малой мощности может доходить до 16 кГц. Чем выше частоты ШИМ, тем будет меньше гармонических искажений «синусоиды» на выходе инвертора. Но при этом возрастают тепловые потери на силовых транзисторах, что уменьшает КПД. В ПЧ Toshiba величину частоты можно изменять, регулируя таким образом тепловые потери.

Выходное напряжение частотного преобразователя будет всегда ниже входного сетевого напряжения. Это связано с потерями в силовом модуле и алгоритме получения ШИМ импульсов.

Между частотным преобразователем и электродвигателем можно установить дополнительный фильтр, позволяющий значительно улучшить форму выходного напряжения после частотника. Это необходимо для того, чтобы импульсы ШИМ не разрушали изоляцию обмоток двигателя и не вызывали перенапряжения на конце длинного кабеля. Подробнее о выходных фильтрах.

Выбор частотного преобразователя

При проектировании частотно-регулируемого электропривода необходимо учесть множество нюансов. При выборе частотника руководствуются следующими критериями:

• Назначение преобразователя. Многие производители выпускают ПЧ, предназначенные для электродвигателей насосов, лифтов, электроприводов вентиляционных систем, а также универсальные устройства общепромышленного назначения. Специализированные частотники производят под конкретное технологическое оборудование. Возможность их адаптации существенно ограничена. Общепромышленные регуляторы частоты можно настраивать под различные приводы.
• Способ управления и поддержка различных протоколов связи. Регулируемые по частоте электроприводы обычно интегрируются в комплексные системы автоматизации и удаленного контроля и управления. Частотный преобразователь должен быть укомплектован контроллером, который поддерживает связь по протоколу, применяемому в конкретной АСУТП.
• Мощность и перезагрузочная способность. Номинальная электрическая мощность преобразователя должна быть больше аналогичного параметра электродвигателя на 15-30%. При расчете мощности учитывают пусковые токи электрической машины, пиковые нагрузки на двигатель и их длительность. Ошибки ведут к перегреву частотника, выходу из строя силовых транзисторов или тиристоров.
• Диапазон и точность регулирования. Интервал изменения частоты и точность ее задания должны соответствовать требованиям условий технологического процесса. Возможность изменения частоты у скалярных преобразователей 1:10, если требуется более широкий диапазон, необходим частотник с векторным управлением.
• Электромагнитная совместимость. Частотный преобразователь чувствителен к электромагнитным помехам и сам является их источником. Выбор устройства осуществляется на основании условий его установки. При необходимости может потребоваться его установка в отдельном помещении, подключение специальных фильтров и использование экранированных кабелей. Компания «Данфосс» выпускает преобразователи, укомплектованные встроенными ЭМ-фильтрами.
• Наличие функций отключения двигателя при перегреве, дисбалансе фаз, перегрузках, других аварийных и ненормальных режимов работы.
• Наличие автоматизированного управления по событиям. Для синхронизации работы промышленного оборудования необходимы частотники, имеющие функции регулирования по достижению определенной величины технологических параметров.
• Количество входов и выходов для подключения удаленных устройств управления и контроля. На случай модернизации САР или усложнения АСТП рекомендуется выбрать частотники с избыточным количеством аналоговых и дискретных разъемов. Для электроприводов автоматизированных систем рекомендуется подобрать частотный регулятор со встроенной памятью и функцией ведения журнала событий.
• Номинальный ток и напряжение. Электрические параметры частотника должны соответствовать характеристикам электродвигателя.

Выбор частотного регулятора для промышленного оборудования делается на основании расчетов по специализированным методикам. Малейшие ошибки могут привести к авариям, которые могут иметь непредсказуемые последствия. Проектирование электропривода и выбор ПЧ целесообразно доверить специалистам по автоматизации. Правильный выбор частотника обеспечивает экономию электроэнергии до 40-50%, снижение затрат на ремонт и обслуживание электропривода и дает неплохой экономический эффект.

Технические особенности применения частотного электропривода

1. Для обеспечения высокой производительности можно свободно переключаться на любой режим в настройках.
2. Практически все устройства обладают диагностическими функциями, что позволяет быстро устранить возникшую неполадку. Однако рекомендуется в первую очередь проверить настройки, исключить вероятность непроизвольных действий работников.
3. Регулируемыйприводможетсинхронизировать конвейерные процессы, либо задавать определённое соотношение взаимозависимых величин. Сокращение оборудования ведёт к оптимизации технологии.
4. В состоянии автонастройки параметры двигателя автоматически заносятся в память преобразователя частоты. Благодаря чему повышается точность вычисления момента, и улучшается компенсация скольжения.

Область применения

Производителями предлагается широкий ассортимент приводов, используемых в областях, где задействованы электродвигатели. Идеальное решение для всех видов нагрузки, в том числе насосов и вентиляторов. Системы среднего класса используются на угольных электростанциях, в горнодобывающей промышленности, на мельницах, в жилищно-коммунальном хозяйстве и т. д. Диапазон номиналов выглядит таким образом: 3 кВ, 3.3 кВ, 4.16 кВ, 6 кВ, 6.6 кВ, 10 кВ и 11 кВ.

С появлением регулируемого электропривода контроль давления воды у конечного потребителя не вызывает проблем. Интерфейс с продуманной структурой сценариев отлично подходит для управления насосным оборудованием. Благодаря компактной конструкции, привод может быть установлен в шкаф различного исполнения. Продукты нового поколения обладают свойствами передовой техники:

• высокая скорость и точность управления в векторном режиме;
• существенная экономия электроэнергии;
• быстрые динамические характеристики;
• большой низкочастотный вращающий момент;
• двойное торможение и т. д.

Назначение и технические показатели

Комплектные ЧРП напряжением до и выше 1 кВ (предназначенные для приема и преобразования энергии, защиты электрооборудования от токов КЗ, перегрузки) позволяют:

• плавно запускать двигатель, а, следовательно, уменьшать его износ;
• останавливать, поддерживать частоту вращения вала двигателя.

Комплектные ЧРП шкафного исполнения до 1кВ выполняют те же задачи по отношению к двигателям с мощностью 0,55 – 800 кВт. Привод нормально работает, когда напряжение в электросети находится в пределах от -15% до +10%. При безостановочной работе снижение мощности наступает, если напряжение составляет 85%-65%. Общий коэффициент мощности cosj = 0,99. Выходное напряжение автоматически регулируется посредством автоматического включение резерва (АВР).

Преимущества использования

С точки зрения оптимизации и потенциальные преимущества предоставляют возможность:

• регулировать процесс с высокой точностью;
• удалённо диагностировать привод;
• учитывать моточасы;
• следить за неисправностью и старением механизмов;
• повышать ресурс машин;
• значительно снижать акустический шум электродвигателя.

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.

Существует две схемы соединения электродвигателя с частотным преобразователем:

1. «Треугольник».

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

1. «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.

Классификация частотников

По величине и типу электропитания различают инверторы нескольких видов:

• однофазные;
• трёхфазные;
• высоковольтные агрегаты.

Полупроводниковые частотные преобразователи производят преобразование тока или напряжения промышленной сети. Выходные параметры необходимого сигнала свободно регулируются элементами управления.

Для чего может быть нужен электродвигателю частотный преобразователь

Применение частотных преобразователей позволяет снизить затраты на электроэнергию, расходы на амортизацию двигателей и оборудования. Их возможно использовать для дешевых двигателей с короткозамкнутым ротором, что снижает издержки производства.

Многие электродвигатели работают в условиях частой смены режимов работы (частые пуски и остановки, изменяющуюся нагрузку). Частотные преобразователи позволяют плавно запускать электродвигатель и снижают максимальный пусковой момент и нагрев оборудования. Это важно, например, в грузоподъемных машинах и позволяет снизить негативное влияние резких пусков, а также исключить раскачивание груза и рывки при остановке.

При помощи ПЧ можно плавно регулировать работу нагнетательных вентиляторов, насосов и позволяет автоматизировать технологические процессы (применяются в котельных, на горнодобывающих производствах, в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей сферах, на водопроводных станциях и других предприятиях).

Использование частотных преобразователей в транспортерах, конвейерах, лифтах позволяет увеличить срок службы их узлов, так как снижает рывки, удары и другие негативные факторы при пусках и остановке оборудования. Они могут плавно увеличивать и уменьшать частоту вращения двигателя, осуществлять реверсивное движение, что важно для большого количества высокоточного промышленного оборудования.

Настройка частотного преобразователя

В статье рассмотрим параметры для программирования преобразователя частоты, дадим пошаговую инструкцию по его настройке.

Настройка частотного преобразователя – это важная задача, которую необходимо произвести правильно, для обеспечения оптимальной работы электродвигателя и четкого внедрения в технологический процесс. При этом масштаб программирования зависит как от самого электропривода, так и от функций, которые он выполняет.

Для чего нужна настройка частотного преобразователя

После того как все электрические подключения выполнены, для ввода в эксплуатацию требуется настроить преобразователь частоты. Процесс заключается в четырех основных пунктах, это:

• Настройка параметров электродвигателя – необходима для того, чтобы ПЧ адаптировался к конкретному двигателю.
• Внесение параметров для пуска и останова двигателя – от этих настроек зависит время пуска и останова двигателя, а также режим управления.
• Ввод защитных и ограничивающих уставок – на этом этапе определяется граничные значения различных параметров для защиты двигателя и самого частотника от выхода их из строя.
• Программирование дополнительных функций – это самый объемный и непостоянный пункт, так как в каждой конкретной задаче будут использоваться свои функции.

Правильное выполнение всех этапов программирования ПЧ позволит электродвигателю функционировать в оптимальном и безопасном режиме, защитит его от выхода из строя.

Программируемые параметры частотника

Каждая конкретная модель частотника имеет свой функционал, который напрямую влияет на количество настроек устройства. При этом не все параметры требуют программирования, а часто являются лишь дополнительной функцией.

Используя вышеописанную классификацию, опишем основные настраиваемые параметры ПЧ:

• Номинальные характеристики электродвигателя – находятся на шильдике мотора:
  • Напряжение;
  • Частота;
  • Скорость;
  • Мощность;
  • Значение cos φ – не является обязательным;
  • Крутящий момент – не является обязательным.
  • Команда пуска/останова – откуда будет происходить запуск ПЧ;
  • Время разгона или кривая разгона – за какое время двигатель должен выйти на заданную скорость вращения;
  • Время торможения или кривая торможения – за какое время на двигатель должна прекратиться подача питающего напряжения.
  • Минимальные и максимальные значения частоты, скорости, крутящего момента, тока;
  • Тепловая защита двигателя;
  • Время работы при увеличенном или уменьшенном напряжении;
  • Защита от обратного пуска.
  • ПИД регуляторы;
  • Передача данных;
  • Настройка аналоговых и дискретных выходов;
  • Различные режимы работы.

  Этапы программирования и настройки частотного преобразователя

  Выделим минимальный набор действий по настройке параметров преобразователя частоты:

  1. Ввод паспортных данных электродвигателя в ПЧ;
  2. Ввод принципа регулирования:
     • Постоянная частота;
     • Переменная частота – если выбран этот вариант, то требуется указать источник задания скорости вращения.
  3. Задать канал управления – то есть источник, откуда будет приходить команда запуска и останова.

  После выполнения данных действий двигатель можно запустить, при этом следует убедиться в правильности вращения. Если вращение осуществляется неправильно, это можно изменить переключением фазных проводов или с помощью настройки частотного преобразователя.

  Программирование частотных преобразователей на примере Innovert

  Разберем пример настройки частотного преобразователя на примере устройства от Innovert. У рассматриваемого частотника имеются следующие группы настраиваемых параметров:

  №	Группа	Функции
  1	A (Рr.A)	для текущего контроля
  2	B (Pr.B)	основные функции
  3	C (Рr.C)	для основных применений
  4	D (Pr.d)	параметры входов и выходов
  5	E (Рr.E)	вспомогательные настройки
  6	F(Pr.F)	для прикладного использования
  7	G (Рr.G)	для ПИД-регулятора
  8	H (Pr.H)	настройки последовательного канала связи
  9	i (Рr.i)	для усложнённого применения

  Чтобы осуществить базовое программирование преобразователя частоты, необходимо произвести следующее действия:

  

  1. В п. Pr.b.00 (уставка рабочей частоты) указываем нужное нам значение характеристики. По умолчанию стоит 50 Гц. В данном случае оставляем его без изменения.

  

  2. В п. Pr.b.01 (способ установки заданной скорости вращения) выставляем величину 4. При этом увеличение и уменьшение характеристики будет происходить с помощью внешних контактов «Up» и «Down».

  

  3. В п. Pr.b.02 (способ пуска) вводим показатель 1. При этом пуск будет происходить с помощью управляемого входа.

  

  4. В п. Pr.b.03 (режим доступа к кнопке «стоп» на панели частотника) указываем значение 1. Это позволит останавливать частотный преобразователь с его панели управления.

  

  5. В п. Pr.b.04 (блокировка обратного вращения) вводим величину 1. То есть разрешаем обратное вращение.

  

  6. В п. Pr.b.05 (максимальная рабочая частота) указываем номинальное значение электродвигателя 50 Гц. Это не позволит увеличить скорость вращения двигателя выше 50 Гц.

  • Минимальную рабочую частоту Рr.b.06 – сохраняем по умолчанию 0 Гц;
  • Время ускорения Pr.b.07 – указываем нужное значение, например 3 секунда;
  • Время замедления Рr.b.08 – выставляем необходимое значение, например 3 секунда;
  • V/F кривая: Максимальное напряжение Pr.b.09 – вводим 220 В;
  • V/F кривая: Опорную частоту Pr.b.10 – оставляем 50 Гц;
  • V/F кривая: Промежуточное напряжение Pr.b.11 – вводим величину 17;
  • V/F кривая: Промежуточная скорость вращения Рr.b.12 – сохраняем значение 2.5;
  • V/F кривая: Минимальное напряжение Pr.b.13 – вводим величину 15;
  • V/F кривая: Минимальная частота Рr.b.14 – оставляем заводское значение;
  • Несущая частота Pr.b.15 – указываем величину 9.

  8. Остальные показатели мы оставляем с заводскими уставками.

  

  В итоге получаем частотник, запускающий двигатель от дистанционных кнопок «пуск» и «стоп», которые коммутируют соответствующие цепи управления устройства. Управление скоростью вращения происходит с помощью кнопок «быстрее» и «медленнее», которые коммутируют контакты «Up» и «Down» преобразователя. При этом значение частоты не может быть поднято выше 50 Гц.

  Для того чтобы наглядно увидеть процесс настройки и запуска электродвигателя от ПЧ Innovert, вы можете посмотреть видео:

  Как запустить и настроить частотный преобразователь — инструкция для чайников

  Его называют инвертор, частотный регулятор или просто «частотник». Зачем же нужен этот черный ящик и как его настроить? Попробуем разобраться на примере Inovance MD310.

  

  Как запустить и настроить частотный преобразователь — инструкция для чайников

  Преобразователь частоты — это силовой электронный блок, который является посредником между системой управления и электродвигателем. Он обеспечивает питание для двигателя, защищает его и задаёт необходимый режим работы — разгон, торможение или постоянное изменение скорости.

  Для примера возьмем шлифовальный станок, который часто можно встретить в промышленном цеху или в столярной мастерской. Для качественной работы станка движение должно осуществляться в двух направлениях, скорость вращения ленты — меняться плавно, а аварийная кнопка мгновенно отключать питание. Без преобразователя частоты тут точно не обойтись.

  
  Рис.1 Внешний вид шлифовального станка.

  Подключение силовых цепей

  Все провода, подключаемые к частотному преобразователю, можно разделить на 2 группы: силовые и контрольные. Рассмотрим подключение силовых.

  Три провода сетевого питания 380 В, 50 Гц — клеммы R, S, T + провод заземления PE. Нейтраль частотному преобразователю не нужна. Даже если она у вас есть, подключать не нужно. А вот провода питания можно подключать в любом порядке. При необходимости чередование фаз можно изменить в программе частотника.

  Три провода питания двигателя — клеммы U, V, W + провод заземления PE. На выходе напряжение может меняться от 0 до 380 В, а частота от 0 до 500 Гц. В этом и кроется смысл работы частотного преобразователя — он позволяет изменять скорость двигателя от нуля до номинального значения и даже выше, если это позволяет механика.

  
  Рис.2 Подключение силовых цепей

  Подключение цепей управления

  С контрольными проводами всё несколько сложнее. Тут нужно хорошо подумать, прежде чем подключать. На выбор целая россыпь дискретных и аналоговых входов и выходов. В документации производители чаще всего публикуют стандартную схему подключения с заводскими настройками, но для каждого механизма на деле нужна своя схема и индивидуальные настройки.

  
  Рис.3 Подключение цепей управления

  У нас задача не самая сложная. Для управления шлифовальной машиной достаточно кнопок «Пуск», «Стоп», переключателя «Вперед – Назад» и переменного резистора для изменения скорости вращения, его ещё называют потенциометром.

  К дискретным входам DI подключаются сигналы, которые могут принимать одно из двух состояний — «вкл» и «выкл» или логический 0 и 1. В нашей схеме это кнопки «Пуск», «Стоп», переключатель направления и аварийный «грибок». Мы будем использовать кнопки без фиксации, которые уже установлены на станке.

  К аналоговым входам AI подключаются сигналы с непрерывно меняющейся величиной тока 4. 20 мА или напряжения 0. 10 В. Это могут быть датчики, сигналы от контроллера или другого внешнего устройства. В нашем случае — это ручка потенциометра, которая обеспечивает плавную регулировку скорости.

  Потенциометр или переменный резистор — это регулируемый делитель напряжения с тремя контактами.

  
  Рис.4 Внешний вид потенциометра

  На два крайних неподвижных контакта подаётся постоянное напряжение 10 В от частотного преобразователя, а средний подвижный контакт служит для снятия текущей величины напряжения, которая зависит от положения ручки. Если ручка повернута наполовину, значит и напряжение будет только половинное = 5 В. Преобразователь пересчитает напряжение в задание скорости и разгонит двигатель.

  
  Рис.5 Подключение потенциометра

  Любой потенциометр не подойдёт, необходим с сопротивлением от 2 до 5 кОм, чтобы аналоговый вход стабильно работал. А ещё он должен быть с удобной ручкой, ведь крутить его придётся постоянно. Мощность может быть любой, даже 0,125 Вт достаточно. Идеально подойдёт XB5AD912R4K7 с сопротивлением 4,7 кОм.

  На дискретные — DO и аналоговые выходы AO преобразователь выдает информацию о своем текущем состоянии, скорости или токе двигателя, достижении заданных значений или выходе за их пределы. В нашем случае выходы не используются, поэтому подключать нечего.

  Настройка

  Недостаточно просто подключить все провода к частотнику, его ещё нужно правильно настроить, чтобы механизм работал стабильно и долго. Для этого в частотном преобразователе несколько сотен параметров. Конечно, все настраивать не придётся, но вот основные — обязательно.

  Настройка осуществляется с помощью клавиш на встроенной панели управления. С ними всё предельно просто.

  Кнопка PRG отвечает за вход и выход из режима программирования. Кнопки вверх, вниз и вбок осуществляют навигацию внутри меню, а кнопка Enter — подтверждает выбор параметра или его значения.

  MF.K — это дополнительная функциональная кнопка, которую можно настроить на необходимое действие, например переключение между местным и дистанционным управлением или смену направления вращения.

  Зеленая и красная кнопки — это Пуск и Стоп, если управление осуществляется с панели.

  Если запутались, не беда. Нужно несколько раз нажать на кнопку PRG, чтобы вернуться к исходному состоянию.

  
  Рис.6 Внешний вид панели управления

  А теперь к параметрированию

  Во-первых, необходимо дать понять частотному преобразователю, какой двигатель к нему подключен. Для этого в параметры с F1-01 по F1-05 запишем значения с шильдика двигателя:

  F1-01 = 1,5 кВт — номинальная мощность двигателя
  F1-02 = 380 В — номинальное напряжение двигателя
  F1-03 = 3,75 А — номинальный ток двигателя
  F1-04 = 50 Гц — номинальная частота двигателя
  F1-05 = 1400 об/мин — номинальная скорость двигателя

  
  Рис.7 Шильдик двигателя

  Теперь, когда основные данные о двигателе есть, нужно провести автонастройку. Этот процесс нужен, чтобы частотный преобразователь ещё лучше адаптировался к работе с конкретным двигателем: вычислил сопротивление и индуктивность обмоток. Так управление будет точнее, а экономия энергии — больше.

  Для запуска процедуры устанавливаем F1-37 = 1 — статическая автонастройка и нажимаем кнопку «Run» на панели управления. Через пару минут дисплей переходит в исходное состояние и частотник готов к работе.

  Далее переведём управление на внешние кнопки и настроим его

  В нашем случае подойдёт трёхпроводное управление, где кнопка «Стоп» осуществляет разрешение на работу, кнопка «Старт» — запуск станка, а переключатель выбирает направление вращения.

  
  Рис.8 Схема трёхпроводного управления

  Настроим эти параметры:
  F0-02 = 1 — управление через клеммы управления
  F0-03 = 2 — задание частоты с AI1 (потенциометр)
  F4-00 = 1 — пуск
  F4-01 = 2 — выбор направления движения
  F4-02 = 3 — разрешение работы
  F4-03 = 47 — аварийный останов
  F4-11 = 3 — режим трёхпроводного управления

  Теперь станок начинает оживать, реагирует на нажатие кнопок и вращение ручки скорости. Остаётся настроить время разгона, торможения и проверить на практике удобство использования. Наш частотный преобразователь настроен и готов к использованию!

  Защита и безопасность

  Преобразователь частоты — умное устройство. После настройки в работу включаются все защитные функции, которые в случае аварии сберегут и сам частотник, и двигатель, и механизм.

  Например, при заклинивании: преобразователь вычислит, что ток двигателя намного выше номинального, который мы установили в параметре F1-03 ранее, выдаст ошибку «Перегрузка двигателя» и отключится. Двигатель не перегреется и не сгорит, а механика останется целой.

  А если возникла угроза здоровью оператора или поломки оборудования — спасет аварийная кнопка «грибок». При её нажатии преобразователь в мгновение остановит станок и отключит питание. Никто не пострадает!

  Вместо заключения

  Настройка частотного преобразователя — процесс увлекательный. Порой преобразователь берёт на себя не только управление двигателем, но и целой системой и может заменить даже простой контроллер. К частотнику можно подключать датчики, лампы индикации, реле и даже контакторы. Применение преобразователю можно найти везде: от насосов и конвейеров до сложных станков, подъёмников и лифтов. Главное внимательно изучать документацию и делать всё по порядку, тогда всё обязательно получится.

  Похожие публикации:

  1. Как включить аукс на опель астра
  2. Как пробить мотоцикл по базе
  3. Протекает топливный шланг ваз 2101 диаметр какой
  4. Салонный фильтр ниссан примера р12 где находится