Jedną z głównych wad silników indukcyjnych jest trudność regulacji prędkości. Można to zmienić na trzy sposoby: zmieniając liczbę par biegunów, zmieniając poślizg i zmieniając częstotliwość. Ostatnio, aby kontrolować prędkość obrotową asynchronicznego silnika klatkowego, częstotliwość prądu zmienia się za pomocą przetwornic częstotliwości silnika elektrycznego.

Pojęcie zasady działania chastotnika

Ostatnio wysokie częstotliwości są szeroko stosowane w produkcji, dla wielu niedoświadczonych początkujących, którzy spełniają je w praktyce, często pojawia się pytanie, czym jest przetwornica częstotliwości i dlaczego jest potrzebna. Zalety przemiennika częstotliwości dla silnika elektrycznego to:

  • zmniejszenie zużycia energii przez silnik;
  • poprawa wskaźników wydajności: płynne uruchamianie i regulacja prędkości obrotowej;
  • z wyjątkiem możliwych przeciążeń.

Płynny rozruch zapewnia przetwornica ze względu na spadek prądu rozruchowego, który bez przetwornicy częstotliwości przekracza prąd znamionowy 5–7 razy.

Głównymi częściami konwertera są falownik i kondensatory. Falownik jest zwykle wykonany z mostków diodowych. Jego zadaniem jest wyprostowanie napięcia wejściowego, które może przyjąć wartość 220 V lub 380 V w zależności od liczby faz, ale jednocześnie zachować tętnienie. Następnie rektyfikowane kondensatory napięcia są wygładzane i filtrowane.

Następnie do mikroukładów przesyłany jest prąd stały i klucze wyjściowe IGBT mostka. Zwykle kluczem IGBT mostka jest sześć tranzystorów połączonych obwodem mostka. Zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją realizowane jest za pomocą diod. We wcześniejszych obwodach zamiast tranzystorów zastosowano tyrystory, których istotnymi wadami były pewne spowolnienie działania i zakłócenia.

Dzięki tym urządzeniom następuje sekwencja szerokości impulsu z wymaganą częstotliwością. Na wyjściu chastotnika impulsy napięcia mają kształt prostokątny. A po przejściu przez uzwojenie stojana, ze względu na jego indukcyjność, przyjmują formę sinusoidalną.

Aby zrozumieć, dlaczego potrzebny jest falownik, należy zrozumieć, że prąd jest stały i zmienny. A jeśli podczas pracy z prądem przemiennym stosowane są przetwornice częstotliwości, do sterowania silnikiem prądu stałego wymagany jest napęd elektryczny na prąd stały. Nazywa się to falownikiem, a jego celem w obwodzie jest kontrola prądu wzbudzenia. I również, niezależnie od zmian obciążenia, może utrzymać prędkość wirnika w wymaganych granicach i przeprowadzić jego hamowanie.

Wskazówki dotyczące wyboru chastotnika

Przy wyborze chastotnika najniższy koszt zależy od zestawu minimalnych funkcji. Wzrost wartości jest proporcjonalny do ich wzrostu.

Konwertery są początkowo klasyfikowane według mocy . Nie mniej ważne parametry to zdolność do przeciążania i rodzaj wykonania.

Moc chastotnika nie powinna być mniejsza niż maksymalna moc instalacji. W celu szybkiej naprawy lub wymiany w przypadku awarii przetwornicy częstotliwości silnika elektrycznego pożądane jest, aby centrum serwisowe znajdowało się w bliskiej odległości.

Przy wyborze konwertera ważnym czynnikiem jest jego napięcie. Jeśli podniesiesz chastotnik o określonym napięciu, a w sieci okaże się, że jest niższy, to się wyłączy. Jeśli napięcie sieciowe przez długi czas pozwala na napięcie dopuszczalne, spowoduje to uszkodzenie i niemożliwą dalszą pracę. Ze względu na te zagrożenia konieczne jest wybranie chastotników z dużym przedziałem dopuszczalnego napięcia.

Istnieją dwa rodzaje konwerterów sterowania: wektorowy i skalarny.

Dzięki kontroli skalarnej utrzymywana jest stałość między wartością napięcia a częstotliwością wyjściową. Jest to najprostszy rodzaj chastotnika, a zatem tańszy.

W przypadku sterowania wektorowego, ze względu na zmniejszenie błędu statycznego, kontrola odbywa się dokładniej. Ale koszt asynchronicznej przetwornicy częstotliwości z tego rodzaju sterowaniem jest wyższy w porównaniu z kontrolą skalarną.

Strefa regulacji bieżącej częstotliwości musi mieścić się w niezbędnych granicach. W przypadku zakresów z kontrolą częstotliwości więcej niż 10 razy lepiej jest wybrać kontrolę wektorową.

Liczba wejść powinna być optymalna, ponieważ jeśli ich liczba jest zbyt duża, cena urządzenia do zmiany częstotliwości zostanie nadmiernie zawyżona, a także mogą wystąpić pewne trudności przy ustawianiu.

Konieczne jest uwzględnienie zdolności przeciążeniowych chastotnika w prądzie i mocy. Prąd chastotnika powinien być nieco większy niż prąd znamionowy silnika. W przypadku obciążeń udarowych wymagany jest margines prądu szczytowego, który powinien wynosić co najmniej 10% prądu udarowego.

Obliczanie chastotnika dla silnika elektrycznego

Aby przetwornica częstotliwości mogła działać niezawodnie i była zgodna z ustawionymi wartościami, konieczne jest obliczenie jej głównych parametrów:

  • rodzaj wykonania;
  • prąd;
  • moc.

Obliczanie prądu przetwornika odbywa się zgodnie ze wzorem:

gdzie P oznacza moc znamionową silnika, kW;

U - napięcie, V

cosφ - wartość współczynnika mocy

Prawidłowy wybór mocy urządzenia do zmiany częstotliwości wpływa na wydajność instalacji. Przy niskiej mocy przetwornicy częstotliwości wydajność sprzętu będzie niska. Długotrwałe przeciążenia podczas pracy mogą uszkodzić przetwornicę częstotliwości.

Jeśli moc przetwornicy częstotliwości jest zbyt wysoka, a skok napięcia lub przeciążenie, zabezpieczenie silnika nie zadziała, co doprowadzi do uszkodzenia. U

Moc chastotnika powinna być o 15% wyższa niż moc znamionowa odpowiedniego silnika.

Niezbędne materiały do ​​domowego chastotnika

Zrób to sam, prawie można zrobić chastotnik. Aby to zrobić, musisz zdecydować o głównych szczegółach, kupić je, przestudiować schemat montażu. Następnie przejdź do procesu produkcyjnego.

Na początku pracy musisz zaopatrzyć się w dwie tablice. Na jednej z płyt musisz zainstalować mikrokontroler i wskaźnik. Na drugim - tranzystory, mostek diodowy, zaciski wejściowe, zasilacz i sterownik. Deski muszą być połączone elastycznym drutem.

Zasilanie będzie dostarczane za pomocą jednostki impulsowej .

Aby sterować silnikiem o niskiej mocy, wystarczy zainstalować bocznik prądowy i podłączony do niego wzmacniacz DA-1. Przekrój obecnych rdzeni boczników wynosi pół milimetra. W przypadku silników o większej mocy zainstalowanie bocznika prądowego nie wystarcza, dlatego konieczne jest zainstalowanie transformatora.

Jeśli moc silnika jest większa niż 0, 4 kW, konieczna jest instalacja czujników temperatury.

Liniowy układ izolacyjny IL300 pozwala kontrolować parametry silnika elektrycznego.

Transoptory typu OS2–4 są niezbędne do kopiowania przycisków sterowania.

W wyniku działania mogą wystąpić zakłócenia z powodu długości drutów. Możesz je wyeliminować za pomocą specjalnych pierścieni, aby usunąć zakłócenia.

Połączenie i konfiguracja

Podczas podłączania asynchronicznej przetwornicy częstotliwości do sieci prądu jednofazowego, zaciski silnika muszą być połączone w „trójkąt”. Ten schemat połączeń obejmuje połączenie końca i początku sąsiednich uzwojeń. Napięcie zasilania wyniesie 220 V. Prąd wyjściowy nie może przekraczać połowy wartości znamionowej.

Jeśli chastotnik jest podłączony do sieci trójfazowej, wówczas zaciski silnika są podłączone do „gwiazdy”. W tym schemacie połączeń końce trzech faz uzwojeń są połączone w jednym punkcie. Napięcie z sieci przyjmuje wartość 380 V.

Kolejność podłączania wspólnego obwodu elektrycznego będzie następująca:

  1. wyłącznik różnicowy, którego prąd pokrywa się z prądem znamionowym silnika;
  2. przetwornica częstotliwości;
  3. silnik elektryczny.

Podczas pracy z siecią trójfazową wyłącznik musi być wyposażony we wspólną dźwignię we wszystkich trzech fazach. W takim przypadku przeciążenie jednej z faz zostanie wyeliminowane przez wyłączenie całej mocy. Dopuszczalny prąd zadziałania należy obliczyć na podstawie wartości prądu silnika w jednej fazie.

Podczas instalowania przetwornika w sieci jednofazowej dopuszczalny prąd wyłącznika musi przekraczać trzykrotność wartości prądu fazowego.

Konwerter jest podłączony do silnika elektrycznego za pomocą rozrusznika magnetycznego. Rozrusznik magnetyczny wybiera się dla napięcia sieciowego i prądu znamionowego.

Przed zamontowaniem panelu sterowania jego dźwignia musi znajdować się w pozycji „Wył.”. Gdy dźwignia jest włączona, warunkiem koniecznym jest pojawienie się sygnału na lampce kontrolnej. Klawisz RUN uruchamia chastotnik. A uchwyt panelu sterowania kontroluje zmianę liczby obrotów wirnika silnika.

Konieczne jest zbadanie ze szczególną uwagą wartości częstotliwości na chastotniku, ponieważ w niektórych modelach wskazana jest częstotliwość rotacji wirnika silnika elektrycznego, a w innych podana jest częstotliwość prądu przetwornicy.

Konfigurowanie przetwornicy częstotliwości dla silnika elektrycznego rozpoczyna się od dokładnego przestudiowania instrukcji, ponieważ wskazuje ona kolejność tych operacji.

Aby skonfigurować przetwornicę częstotliwości dla silnika elektrycznego, należy dokonać właściwego wyboru rodzaju drutów i właściwego rozmiaru ich przekroju.

Przed skonfigurowaniem chastotnika konieczne jest prawidłowe wykrycie i podłączenie zacisków wejściowych i wyjściowych. Zaciski wejściowe są oznaczone literą L z numeracją faz. Zaciski wyjściowe są oznaczone literami alfabetu łacińskiego - U, V, W.

Ponieważ fabryczny konwerter ma wiele parametrów, częściowo jego regulacja jest dokonywana fabrycznie. Pozostałe parametry są konfigurowane ręcznie. Główne kroki konfiguracji przetwornicy częstotliwości:

  • zasilanie do przetwornicy częstotliwości;
  • wybór określonego trybu pracy;
  • ustawianie wydajności sprzętu

Operacja Chastotnik

Prawidłowa procedura działania przetwornicy częstotliwości polega na wykonaniu podstawowych operacji:

  • Systematyczne czyszczenie przetwornicy częstotliwości silnika elektrycznego z kurzu i brudu.
  • Regularnie zmieniaj części, które wkrótce wygasną.
  • Stała kontrola napięcia i temperatury.
  • Działanie urządzenia musi odbywać się w określonych warunkach: nie może przekraczać dopuszczalnego poziomu pyłu, wilgotności, temperatury otoczenia.

Niepożądane jest bezpośrednie światło słoneczne na chastotnik, brak odpowiedniej wentylacji. Materiały i płyny łatwopalne nie powinny znajdować się w pobliżu. W pokoju należy regularnie przeprowadzać leczenie przeciwko gryzoniom. Miejsce instalacji przetwornicy częstotliwości dla silnika elektrycznego nie powinno mieć chropowatości, pozwalać na wibracje.

Częstotliwości dla silnika o mocy około 3 kW są najczęstsze ze względu na ich zwartość, stosunkowo niską cenę, łatwość instalacji i konserwacji

Ręczne montowanie chastotników do silników o mocy 3 kW i nie ma już sensu - będą dość drogie w cenie i nie zawsze zapewnią niezbędną dokładność działania.

W przypadku silników o mocy 3 kW stosuje się przetwornice częstotliwości:

  • w systemach wentylacyjnych do kontroli prędkości wentylatora;
  • do jednoczesnego działania przenośników odbiorczych i podających;
  • do dostarczania surowców z kontrolą ich objętości;
  • do sterowania wieloma pompami;
  • do sterowania pracą pompy głębinowej;
  • do regulacji prędkości posuwu w kruszarkach.

Chastotniki dla silników o większej mocy różnią się maksymalną częstotliwością wyjściową, obecnością filtra kompatybilności elektromagnetycznej (EMC), rodzajem trybu sterowania.

Na przykład w przypadku przetwornicy częstotliwości dla silnika elektrycznego o mocy 15 kW maksymalna częstotliwość wyjściowa jest mniejsza niż przetwornica dla silnika o mocy 3 kW. Filtr EMC nie jest przewidziany dla takiego silnika. Tryb sterowania jest tylko skalarny.

Kategoria:

Technologia