Appletaxi.ru

Реальное авто
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Назначение и принцип работы преобразователя частоты для асинхронных двигателей

Назначение и принцип работы преобразователя частоты для асинхронных двигателей

Двигатель асинхронного типа используется повсеместно. Основное предназначение – преобразование электричества в механическую силу. Электродвигатель – своего рода противоположность генератора.

частотные преобразователи для асинхронных двигателей

Учитывая особенность того, что рассматриваемый механизм работает от электричества, особые требования предъявляются к показателям электроэнергии. Часто можно встретить ситуацию, когда в цепи присутствует частотный преобразователь, который создан специально для асинхронного типа двигателя.

В системе питания, созданной для асинхронного двигателя, рассматриваемый аппарат служит для изменения тока с 1 или 3 фазами, который приходит от сети питания и имеет частоту 50 Гц, в трехфазный ток, показатель частоты от различных условий может быть от 1 до 800 Гц.

Кроме вышеприведенной информации, стоит уточнить следующее:

  1. Для оборудования, которое используется в промышленности, проводят выпуск частотного преобразователя, имеющий электроиндукционный тип. Они представляют собой в некотором роде асинхронный двигатель, который имеет фазный ротор. Определенный режим позволяет работать оборудованию в режиме генератора-преобразователя.
  2. Изменение частоты входного тока используются для изменения скорости вращения выходного вала двигателя. Совершенные механизмы регулирования представлены векторным типом, практически только подобные варианты исполнения присутствуют в продаже.

Приобрести также можно варианты исполнения для бытового использования.

Рекомендации по выбору преобразователей частоты для управления асинхронными электродвигателями

Для обеспечения надёжной и долговременной эксплуатации преобразователя частоты необходимо правильно подбирать оборудование.

Исходная информация: тип нагрузки, номинальный ток двигателя, напряжение питания, условия окружающей среды, требования по ЭМС, необходимость быстрого торможения, точность поддержания скорости/момента, способ управления преобразователем.

Результат: тип преобразователя частоты, например, VACON NXS 00455 F2H1 SSS A1A2000000.

1. Выбор типа нагрузки.

Наиболее распространены 2 типа нагрузок:

  • с постоянным нагрузочным моментом («ПМ») в рабочем диапазоне скоростей (конвейеры, лифты, экструдеры и т.п.). Для данного типа нагрузки характерны перегрузки до 10. 50%.
  • с квадратичным нагрузочным моментом («КМ») в рабочем диапазоне скоростей (насосы, вентиляторы, лопастные компрессоры). Для данного типа агрегатов характерны перегрузки не более 10%. Благодаря тому, что в агрегатах с квадратичным нагрузочным моментом не бывает перегрузок, на данные агрегаты допускается установка ПЧ более низкого типономинала.

График рабочего диапазона скорости

2. Определение номинального тока двигателя и напряжения питания.

Информация содержится на шильдике двигателя.

3. Выбор мощности преобразователя частоты.

Сначала определяется номинальный выходной ток ПЧ. Он должен быть равен, либо может превышать номинальный ток двигателя. В случае, если преобразователь частоты рассчитан для асинхронного двигателя, эксплуатируемого многие годы, то рекомендуется выбирать ПЧ с заведомо завышенным выходным током.

4. Условия окружающей среды.

Наличие пыли и влажность определяют степень защиты (IP) преобразователя:

  • IP00
  • IP20
  • IP21
  • IP54

В случае эксплуатации преобразователей частоты в условиях повышенной влажности и агрессивной среды, для дополнительной защиты привода компания Vacon рекомендует применять лакированные платы.

Читайте так же:
Прибор для проверки и регулировки фар maha mlt 3000

5. Требования по электромагнитной совместимости (ЭМС).

Все преобразователи частоты компании Vacon изготавливаются со встроенным фильтром ЭМС, что позволяет соответствовать всем мировым и российским требованиям и стандартам по электромагнитной совместимости для промышленного применения.

6. Необходимость быстрого торможения.

Определяется наличием или отсутствием тормозного прерывателя и тормозного резистора. Для снижения скорости вращения электродвигателя до нуля используются три способа: торможение самовыбегом, сброс энергии на тормозной резистор и возврат энергии торможения в сеть (рекуперация).

Для того, чтобы осуществить торможение более быстрым способом, понадобится тормозной модуль («чоппер») и тормозной резистор, на котором сбрасывается энергия. Тормозной модуль может быть уже встроен в ПЧ или поставляется отдельно.

  • 7. Точность поддержания скорости/момента.

Определяется типом модуля управления ПЧ:

  • для стандартных применений могут быть использованы преобразователи частоты серий VACON 10, VACON 20, NX(RV)L и NX(RV)S
  • для насосно — вентиляторных применений специальный привод премиум класса VACON 100 HVAC.
  • для увеличения точности поддержания момента и скорости на валу двигателя в реализовано векторное управление, позволяющее работать с полным моментом двигателя в области нулевых частот, поддерживать скорость при переменной нагрузке без датчиков обратной связи, точно контролировать момент на валу двигателя.
  • для высокоточных применений (станки, краны, упаковочные линии и т.п.) используется преобразователь частоты серии NX(RV)P с датчиком обратной связи по скорости.

8. Способ управления двигателем.

Определяется типом и количеством интерфейсных плат преобразователя.

Современные преобразователи могут работать в режимах «внешнего управления», когда преобразователь управляется внешними сигналами, «управления с пульта», «комбинированного управления» и «управления по последовательному интерфейсу». В современной технике наиболее распространены два управляющих (задающих) сигнала: и

Преобразователь частоты сам способен управлять скоростью вращения. Для этого в ПЧ встроен ПИД-регулятор, а также существует возможность подключения датчика обратной связи какого-либо технологического параметра.

Виды ПЧ

Виды частотников основаны на двух принципах управления ПЧ. Существует два классических принципа управления инверторами.

  1. Скалярный метод управления

В основе регулирования лежит один закон, согласно принципу, которого изменяются параметры напряжения асинхронного двигателя. Это основной принцип управления, который зависит от изменения частоты и амплитуды питания.

  1. Векторный метод управления

Регулирование оборотов на валу является высокоточным и выполняется в широком масштабе. При измерении оборотов вала привод ускоряется, а моментом вращения можно управлять напрямую. Преобразователи векторного управления бывают двух систем: разомкнутый контур управляется без датчика и с обратной связью.

Использование бездатчиковой системы допустимо, когда изменение скорости равно не более 1:100, а точность управления вращением двигателя равна 0,5%. При уменьшении оборотов управление становиться неосуществимым, так как включается датчик обратной связи.

Читайте так же:
Как отрегулировать автоматику на компрессор

Подключение частотного преобразователя к электродвигателю

  • Для однофазной проводки (220 В), то есть для использования в домашних условиях, подключение должно осуществляться пользователем путём выполнения схемы «треугольник». Ток на выходе ни в коем случае не должен превышать 50% от номинального! Это очень важно!
  • Для промышленного использования (трёхфазная проводка на 380В) рекомендуется осуществление подключения частотного преобразователя к двигателю по схеме «звезда».

Клеммы

Частотный преобразователь имеет определённое количество клемм, которые обозначены разными буквами, и которые нужны для разных подключений:

Клеммы частотного преобразователя - как они выглядят.

  • R, S, T — к этим клеммам подключаются провода сети, притом очерёдность не имеет значения
  • U, V, W — к этим клеммам производится включение асинхронного двигателя. В том случае, если двигатель вращается в обратную сторону, необходимо просто поменять любой из проводов, подключённых к этим клеммам
  • Предусмотрено наличие одной клеммы для заземления

Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию частотного преобразователя для асинхронного двигателя.

Для того чтобы продлить срок эксплуатации преобразователя, следует выполнять ряд требований и следовать советам, которые помогут продлить жизнь устройству:

Пуск электродвигателя с частотным преобразователем происходит быстрее.

  1. Настоятельно рекомендуется очищать внутренности преобразователя от пыли. Можно делать это и пылесосом, но тут следует учесть, что такая чистка будет неполной и недостаточной, так как пыль имеет свойство уплотняться, что создаст дополнительные трудности пылесосу, с которыми он не всегда сможет справиться. Поэтому лучше воспользоваться компрессором. Для очистки такого рода он подходит лучше.
  2. Следует периодически заменять узлы. Очень важно делать это в срок. Работа электролитических конденсаторов рассчитана на срок в пять лет, в то время как предохранители имеют срок эксплуатации в два раза больше — целых десять лет. Вентиляторы охлаждения должны быть заменены пользователем после двух — трёх лет эксплуатации. Внутренние шлейфы так же должны меняться через определённый срок, их срок работы рассчитан на шесть лет использования.
  3. Необходимо осуществлять контроль за внутренней температурой и напряжением на шине постоянного тока. Повышение температуры влечёт за собой очень неприятные последствия. Это и засыхание термопроводящей пасты, и разрушение конденсаторов. Термопроводящую пасту следует менять регулярно — примерно один раз в три года и ни в коем случае не реже.
  4. Обязательно нужно придерживаться всех прописанных условий эксплуатации. Температура среды окружающей не должна быть выше 40 градусов. Высокая влажность и запылённость воздуха недопустимы.

Управление асинхронным двигателем — процесс совсем не лёгкий. Требуется обладать определёнными знаниями, чтобы успешно осуществлять все манипуляции, предполагающие как подключения, так и мероприятия по эксплуатации.

Скорость асинхронного двигателя поможет регулировать частотник (схема)

Преобразователи, которые были произведены кустарно, вполне могут быть использованы в домашних условиях и в бытовых целях. К тому же стоят такие частотники существенно меньше, чем промышленные аналоги. Но на для работы на производстве крайне не рекомендуется использовать такие преобразователи. Для таких условий следует выбирать частотники, которые были собраны на заводах. Работу на таких устройствах и их обслуживание следует доверить персоналу, который хорошо разбирается в данных устройствах и обладает достаточными знаниями для того, чтобы работать с частотниками.

Читайте так же:
Болгарка средняя с регулировкой оборотов

Подключение частотного преобразователя к электродвигателю

подключение двигателя к частотному преобразователю

Для однофазной проводки на 220В (использования в домашних условиях) подключение осуществляется по схеме «треугольник». Выходной ток не должен превышать 50% от номинального!

Для трёхфазной проводки на 380В (промышленного использования) подключение двигателя к частотному преобразователю осуществляется по схеме «звезда».

Преобразователь (или инвертор) имеет соответствующие клеммы, помеченные буквами.

  • R, S, T– сюда подключаются провода сети, очерёдность не имеет значения;
  • U , V , W – для включения асинхронного двигателя (если двигатель вращается в обратную сторону, нужно поменять местами любой из двух проводов на этих клеммах).
  • Отдельно предусмотрена клемма для заземления.

Используя этот сайт, вы выражаете свое согласие с этой политикой конфиденциальности. Если вы не согласны с этой политикой, пожалуйста, не используйте наш сайт. Ваше дальнейшее использование сайта после внесения изменений в настоящую политику будет рассматриваться как ваше согласие с этими изменениями.

Политика конфиденциальности не распространяется ни на какие другие сайты и не применима к веб-сайтам третьих лиц, которые могут содержать упоминание о нашем сайте и с которых могут делаться ссылки на сайт, а также ссылки с этого сайта на другие сайты сети Интернет. Мы не несем ответственности за действия других веб-сайтов.

Условные обозначения АДЧР

обозначения АДЧР

Модификации асинхронных электродвигателей АДЧР

АДЧР 0 — двигатель с частотным регулированием АДЧР базового исполнения.

модификация АДЧР

Отсутствуют — электромагнитный тормоз, датчик скорости / положения и независимая вентиляция. Предназначен для эксплуатации в составе частотно-регулируемого привода, питается от стандартной сети трехфазного тока. Выпускается во всех стандартных габаритных размерах асинхронных двигателей. Эффективное охлаждение двигателя обеспечивается начиная с выходной частоты инвертора порядка 30Гц, в виду того что для охлаждения асинхронного электродвигателя используется вентилятор который установлен на валу двигателя (самостоятельная вентиляция), допускаемая глубина регулирования примерно 1:3. Используется в составе регулируемого привода для вентиляторов, конвейеров, насосов и т.п. или заменяет обычный асинхронный электродвигатель.

АДЧР В — двигатель с частотным регулированием и независимой системой вентиляции.

модификация АДЧР В

Отсутствуют — электромагнитный тормоз и датчик скорости / положения. Предназначен для эксплуатации в составе частотно-регулируемого привода при длительной работе во всех диапазонах рабочих скоростей. Выпускается во всех стандартных габаритных размерах асинхронных электродвигателей. Датчик скорости/положения в данной модификации асинхронного двигателя отсутствует, поэтому максимальная глубина регулирования с преобразователем частоты может составлять 1:10, при использовании специальных типов инверторов до 1:20-40. Используются в центрифугах, конвейерных системах, автоматических линиях и т.п.

Читайте так же:
Как синхронизировать время компьютера с временем на сайте

АДЧР Т — электродвигатель с частотным регулированием и электромагнитным тормозом.

модификация АДЧР Т

Отсутствуют — датчик скорости / положения и независимая вентиляция отсутствуют. Предназначен для эксплуатации в составе частотно-регулируемого привода — статический тормоз, или с работой от стандартной сети питания — динамический тормоз, с необходимостью обеспечивать удержание вала двигателя при отключении силового питания двигателя, а так же в системах, требующих повышенной безопасности. Выпускается во всех габаритных размерах электродвигателей. Эффективное охлаждение обеспечивается, начиная с выходной частоты инвертора порядка 30Гц, в виду того что для охлаждения асинхронного электродвигателя используется вентилятор установленный на валу двигателя (самостоятельная вентиляция), допускаемая глубина регулирования 1:3. Максимальная скорость – не превышает номинальную. При эксплуатации такого типа асинхронного двигателя при прямом питании от стандартной питающей сети 50/60Гц, необходима установка динамического тормоза. Применяется в грузоподъемных механизмах, автоматических линиях, конвейерных системах, центрифугах, и т.п.

Статический тормоз – обеспечивает удержание остановленного двигателя. Допускается останавливать двигатель с рабочей скорости статическим тормозом только в случае аварийной ситуации!

АДЧР ДВ — асинхронный двигатель с датчиком скорости / положения и независимой вентиляцией.

модификация АДЧР ДВ

Отсутствует — электромагнитный тормоз. Предназначен для работы в составе частотно-регулируемого привода, при необходимости для обеспечения большой глубины регулирования по скорости, точного контроля скорости вращения, управления моментом, в любом диапазоне скоростей от 0 об/мин до максимальной скорости. Выпускается во всех стандартных габаритных размерах электродвигателей. Применяются в точном машиностроении, для станков с ЧПУ, грузоподъемных механизмов, конвейерных систем, автоматических линий и т.п.

АДЧР ТДВ — асинхронный электродвигатель с электромагнитным тормозом, датчиком скорости/положения и независимой вентиляцией.

модификация АДЧР ТДВ

Предназначен для работы в составе частотно-регулируемого привода, а так же для обеспечения точного контроля скорости вращения, получения большого диапазона регулирования по скорости, управления моментом в любом диапазоне скоростей от 0 об/мин до максимальной в технологических процессах, где требуется удержание вала электродвигателя при отключении питания асинхронного двигателя или имеются требования по безопасности оборудования. Выпускается во всех габаритных размерах электродвигателей. Применяется в точном машиностроении, для станков с ЧПУ, грузоподъемных механизмов, конвейерных систем, автоматических линий.

Статический тормоз – обеспечивает удержание остановленного двигателя. Допускается останавливать двигатель с рабочей скорости статическим тормозом только в случае аварийной ситуации!

Отличия электродвигателя с частотным регулированием АДЧР

Специальная обмотка статора.

Электродвигатель АДЧР имеет обмотку, предназначенную для работы с источником питания, выдающим прямоугольные импульсы напряжения(ШИМ). Частотно-регулируемые двигатели имеют специальную систему изоляции обмотки, стойкую к высокой скорости нарастания напряжения. Работа общепромышленного двигателя от преобразователя частоты сокращает срок службы двигателя т.к. общепромышленные моторы предназначены для питания от сети переменного тока синусоидальной формы фиксированной частоты. Специальная технология изготовления обмотки двигателей АДЧР и специальный обмоточный провод предотвращают систему изоляции от преждевременного разрушения и от короткого замыкания, а также выхода из строя электродвигателя.

Читайте так же:
Регулировка заднего тормоза велосипеда stern

Повышенные требования по вибрации для двигателей АДЧР.

Часто электродвигатели АДЧР работают на скоростях выше, чем аналогичные общепромышленные электродвигатели, поэтому к роторам таких двигателей предъявляются более строгие требования по уровню вибрации. Роторы электродвигателей серии АДЧР точно отбалансированы и имеют низкий уровень вибрации по сравнению с общепромышленными моторами, что положительно сказывается на сроке службы электродвигателя и связанного оборудования.

Надежный подшипниковый узел двигателей АДЧР.

Электродвигатели АДЧР комплектуются подшипниками производства SKF, которые гарантируют высокое качество и длительный срок эксплуатации, что снижает затраты на обслуживание двигателей.

Дополнительное оборудование и независимая вентиляция.

Двигатель АДЧР работает в диапазоне частот вращения с необходимым уровнем нагрузки, в то время как общепромышленные двигатели предназначен для работы на одной фиксированной скорости вращения. Работа стандартных электродвигателей на скоростях ниже номинальной вызывает перегрев и выход их строя, а работа на повышенных скоростях приводит к потере мощности и увеличению шума. Электродвигатели АДЧР (АДЧР-В, -ДВ, -ТДВ) с установленным узлом независимой вентиляции лишены этих недостатков и могут работать в режиме постоянного момента на валу от самой минимальной до максимальной скорости.

По требованию заказчика частотно-регулируемые электродвигатели АДЧР могут быть оснащены:

  • электромагнитным тормозом — для торможения и удержания вала электродвигателя после остановки или в аварийной ситуации, что актуально, в первую очередь, для системы кранового привода (АДЧР-Т, -ТВ, -ТДВ);
  • датчиком обратной связи — для регулирования и позиционирования в точных системах с векторным управлением с глубиной до 1:10000 (АДЧР-ДВ, -ТДВ).

Целесообразно использовать ЧАСТОТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ не в качестве элементов системы управления конкретного агрегата, а как составляющую комплексных системных решений с подключением широкого набора средств автоматизации технологических процессов. Такие решения позволяют получить эффект, который заведомо больше простой экономии электрической энергии.

Установка независимой вентиляции на двигателе АДЧР дает возможность увеличения диапазона по минимальной и максимальной скорости предохраняя от перегрева на разных скоростях.

Электромагнитный тормоза устанавливаемый на АДЧР выполняет задачи по удержанию нагрузки при отключенном силовом питании двигателя, а так же обеспечивает безопасность оборудования, на которое устанавливается асинхронный электродвигатель.

Датчик скорости/положения энкодер установленный на асинхронных двигателях АДЧР, предназначен для обеспечения работы в системах точного регулирования и позиционирования, требующих реального контроля скорости, а так же в системах требующих управление моментом вращения механизма.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector