Подключение преобразователя частоты к электродвигателю (схема) - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Категорически запрещается устанавливать автоматический выключатель в разрыв между нейтральными проводниками, как однофазными, так и трехфазными. Такое соединение только внешне идентично (ошибочно понимается, что цепь одна и не имеет значения, где она прерывается).
Фактически, если фазные провода прерваны, при срабатывании автоматического выключателя питание будет полностью отключено, и в цепях электроприборов не будет фаз. Это безопасно. И если при обрыве нейтрального провода сработает автоматический выключатель, прибор перестанет работать. Однако обмотки двигателя и цепи преобразователя частоты остаются под напряжением, что является нарушением правил техники безопасности и опасно для людей.

Содержание

Как подключить преобразователь частоты к электродвигателю?

Преобразователи частоты уже много лет используются в конструкции электромеханических устройств и узлов. Они обеспечивают частотную модуляцию для регулирования скорости вращения вала электродвигателя.

Частотные преобразователи позволяют подключить трехфазный электродвигатель к однофазной сети без потери мощности. Старый метод подключения, через конденсатор, означал потерю большей части мощности двигателя, резкое снижение КПД и значительный нагрев обмоток двигателя.

Всех этих проблем можно избежать, используя частотный преобразователь. Очень важно правильно подключить преобразователь частоты к электродвигателю.

Некоторые особенности подключения любого преобразователя частоты в сочетании с электродвигателем.

В первую очередь нас интересует принцип работы преобразователя частоты. Однако начнем с его конструкции (принципиальная схема). По сути, инвертор представляет собой двухступенчатый преобразователь напряжения. Ниже приведена схема электрической цепи:

Принцип работы

Нас в первую очередь интересует, как работает инвертор. Однако начать следует с устройства (схемы). По сути, преобразователь частоты – это двухступенчатый преобразователь напряжения. Вот принципиальная схема:

Первый этап – выпрямление и сглаживание сетевого напряжения, 220 В или 380 В. Сначала ток проходит через диодный мост, где он выпрямляется. Затем он проходит через конденсаторы, где фильтруется и сглаживается. Другими словами, на выходе получается постоянное напряжение.
На втором этапе необходимо преобразовать постоянное напряжение в переменное. Для этого в устройство устанавливаются специальные схемы управления или транзисторный инвертор.

А теперь принцип работы. Легко увидеть, как создается постоянное напряжение. Но как получается переменный ток с переменной частотой и амплитудой? Система управления генерирует сигналы, которые подаются на обмотки двигателя. Обмотки и преобразователь частоты соединяются через силовые транзисторы преобразователя, который имеет положительный и отрицательный полюс. Длительность подключения каждой обмотки формируется по синусоидальной кривой с учетом периода повторения импульсов.

В середине полупериода ширина импульса наибольшая, в начале и конце – наименьшая. Это основа системы управления, которая обеспечивает широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) напряжения. Амплитуда и частота напряжения зависят от параметров и характеристик синусоидальной кривой.

Следует отметить, что существуют преобразователи частоты, в которых настройки выполняются вручную и автоматически.
Критерии выбора частотного преобразователя

При выборе частотного преобразователя следует учитывать несколько параметров. Вот основные из них.

Функциональность

Конкуренция на рынке жесткая, поэтому производители стараются придать своим инверторам различные характеристики. Однако при этом они создают основную функциональность, которая заложена в стоимость продукта. Все остальные функции являются бонусами, поэтому стоит обратить внимание на основные.

Метод управления

Выбор между скалярным и векторным управлением. Последние дороже, но подвержены меньшей статистической погрешности. Первые – это устройства, которые поддерживают одинаковое соотношение между напряжением и частотой. Для вентиляторов, например, такой схемы управления может быть достаточно.

Мощность

Подразумевается, что инвертор должен выдерживать мощность нагрузки. Оптимально, например, установка циркуляционного насоса для системы отопления требует инвертора той же марки, что и насос. Также проверьте, есть ли в вашем городе сервисный центр, который отремонтирует приобретенное вами устройство.

Напряжение сети

Напряжение домашнего источника питания оставляет желать лучшего. Он может быть ниже 180 В или выше 270 В. Поэтому при выборе инвертора следует обратить внимание на диапазон напряжения, в котором он может работать. Максимальный диапазон является оптимальным.

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

Проводка управления

Проводка управления немного сложнее. Следует хорошо подумать, прежде чем подключать их. Вы можете выбирать из множества цифровых и аналоговых входов и выходов. В документации производители обычно публикуют стандартную схему подключения с заводскими настройками, но в действительности для каждой машины требуется своя схема подключения и индивидуальные настройки.

Рис.3 Подключение цепей управления

У нас не самая сложная задача. Для управления мельницей нам нужны только кнопки “Пуск”, “Стоп”, переключатель “Вперед – Назад” и переменный резистор для изменения скорости, также называемый потенциометром.

К цифровым входам DI подключаются сигналы, которые могут принимать одно из двух состояний – “включено” и “выключено” или логические 0 и 1. В нашей схеме это кнопка пуска, кнопка остановки, переключатель направления и аварийный “гриб”. Мы будем использовать кнопки без фиксации, которые уже установлены на машине.

Аналоговые входы AI подключаются к сигналам с постоянно изменяющимся током 4. 20 мА или 0. 10 В. Это могут быть датчики, сигналы от контроллера или другого внешнего устройства. В нашем случае это ручка потенциометра, которая обеспечивает плавное регулирование скорости.

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

Рис.4 Внешний вид потенциометра

На два внешних неподвижных контакта подается постоянное напряжение 10 В от преобразователя частоты, а средний подвижный контакт используется для улавливания текущего значения напряжения, которое зависит от положения ручки. Если ручку повернуть наполовину, напряжение составит только половину = 5 В. Инвертор преобразует напряжение в заданное значение скорости и разгоняет двигатель.

Рис.5 Подключение потенциометра

Любого потенциометра недостаточно, вам нужен потенциометр с сопротивлением от 2 до 5 кОм, чтобы аналоговый вход был стабильным. Кроме того, у него должна быть удобная ручка, потому что вам придется постоянно ее поворачивать. Подойдет любая мощность, даже 0,125 Вт будет достаточно. Идеально подойдет XB5AD912R4K7 с импедансом 4,7 кОм.

На цифровых выходах DO и аналоговых выходах AO преобразователь сообщает о своем текущем состоянии, скорости двигателя или токе, достижении или превышении заданных значений. В нашем случае выходы не используются, поэтому подключать их не к чему.

Диск устанавливается на твердую ровную поверхность из негорючего материала и вдали от прямых солнечных лучей. Сложность установки зависит от самого устройства (чем выше мощность и чем больше функций, тем сложнее). электрическая схема преобразователя частоты).

Установка преобразователя частоты

Привод должен быть установлен на твердой, ровной поверхности из негорючего материала и вдали от прямых солнечных лучей. Сложность установки зависит от самого устройства (чем выше мощность и чем больше функций, тем сложнее установка). Схема подключения частотного преобразователя).

Помимо самого частотного преобразователя, для установки требуются соединительные кабели, крепеж, инструменты для подготовки технических скважин, при необходимости клеммы и автоматические выключатели. Параметры автоматических выключателей должны быть совместимы с характеристиками выбранного преобразователя частоты. Процедура:

тест Инструкции для преобразователя частоты;
укомплектовать комплект принадлежностей, следуя инструкциям производителя;
выполнить перечисленные в инструкции регулировочные работы (строго соблюдая порядок, проверяя контакты и качество обжима проводов, без спешки);
повторно проверьте надежность креплений, отсутствие неизолированных проводов и т.д. (основные меры предосторожности при выполнении электротехнических работ).

Важно: сразу после подключения преобразователь частоты на двигателе Не запускайте преобразователь частоты сразу после подключения. В каждой инструкции по эксплуатации есть это указание, но многие люди не следуют ему. По статистике, это действие является наиболее распространенной причиной негарантийного ремонта нового преобразователя частоты.

Вторая распространенная ошибка – использование автоматики, не рассчитанной на уровень износа двигателя, к которому подключен преобразователь частоты. Это приводит к перемещению биметаллической пластины, случайному размыканию цепи и повреждению механизма.

Проводка, регулировка

Диаграмма электрическая схема преобразователя частоты Схема подключения преобразователя частоты предполагает установку автоматического выключателя перед преобразователем частоты. В идеале на автоматический выключатель должен подаваться ток, равный номинальному току электродвигателя. Если требуемый автоматический выключатель частотного преобразователя не удается найти в каталоге, возьмите аналог, близкий к номинальному току электродвигателя.

Количество фаз, на которое рассчитана автоматика, выбирается в зависимости от преобразователя частоты:

Для трехфазного устройства используется трехфазный выключатель с общим рычагом. Последний обеспечит отключение сети в случае угрожающего (реального) короткого замыкания в одной из фаз. Ток отключения равен току фазы 1 электродвигателя.
Для однофазного инвертора требуется один автоматический выключатель. Ток отключения равен току фазы 1, умноженному на 3. Подключение прямое.

При настройке необходимо соединить обмотки в электродвигателе (расположение звездой или треугольником, в зависимости от типа напряжения). Затем фазные провода привода подключаются к клеммам двигателя в соответствии с схема подключения преобразователя частоты.

Трехфазный преобразователь частоты подключается к асинхронному двигателю по схеме “звезда”:

Схема подключения преобразователя частоты: звезда-треугольник

Управление трехфазными асинхронными двигателями осуществляется с помощью Преобразователи частоты (инверторы)рассчитаны на однофазное или трехфазное входное напряжение. Инверторы обеспечивают плавный пуск и регулирование скорости, а также защиту от перегрузки. Кроме того, преобразователи частоты позволяют подключать трехфазные двигатели к однофазным сетям без потерь электроэнергии. Преобразователи частоты преобразуют сетевое напряжение 50 Гц в импульсное напряжение с частотой от 0 Гц до 1 кГц.

Предупреждение: Показанная схема является общей схемой. См. схему подключения в руководстве по эксплуатации!

Однофазные инверторы Однофазные инверторы рассчитаны на входное напряжение 1 фазы 220 В и вырабатывают на выходе трехфазное напряжение 220 В при номинальной частоте. Другими словами, однофазный инвертор подает трехфазный ток на асинхронный двигатель от бытовой сети. При использовании однофазных преобразователей клеммы в клеммной коробке двигателя соединяются в треугольник (Δ). При подключении трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети 220 В неизбежны большие потери мощности при использовании конденсаторной схемы. При использовании однофазного инвертора, подключенного к двигателю через соединение треугольником (Δ), потери мощности отсутствуют.

Более современные трехфазные инверторы работают в промышленных трехфазных сетях с напряжением 380 В, 50 Гц. Частота выходного напряжения варьируется от 0 Гц до 1 кГц. Трехфазные преобразователи подключаются по схеме “звезда”. (Y).

Трехфазные инверторы Подключите асинхронный двигатель по схеме “звезда”:

Однофазный . Однофазный инвертор Подключите однофазный преобразователь частоты к асинхронному двигателю по схеме “треугольник”:

Для ограничения пускового тока и снижения пускового момента при запуске асинхронного двигателя мощностью более 5 кВт можно использовать метод коммутации звезда-треугольник. Во время пуска напряжение статора подключается по системе “звезда”; как только двигатель достигает номинальной скорости, питание переключается на систему “треугольник”. Пусковой ток в три раза ниже, чем при прямом пуске двигателя от сети. Этот способ запуска хорошо подходит для машин с большой массой маховика, где нагрузка прикладывается после ускорения.

Метод запуска “звезда-треугольник” следует использовать только для двигателей, которые могут быть подключены по обеим схемам. Пусковой момент уменьшается на одну треть от номинального момента. Если переключение происходит до разгона двигателя, ток увеличивается до значений, соответствующих прямому пусковому току.

При пуске “звезда-треугольник” неизбежны резкие скачки тока, в отличие от плавного увеличения при прямом пуске. При переключении на треугольник напряжение на двигатель не подается, и скорость может резко снизиться. Для восстановления скорости требуется увеличение тока.

Мы надеемся, что данный материал был вам полезен и что мы достигли нашей главной цели: показать на практике, что настройка преобразователей частоты Веспер в режиме ПИД является простой и легкой даже для неподготовленного пользователя. Если этой информации недостаточно, обратитесь к техническим характеристикам преобразователя частоты или обратитесь к специалисту по техническому обслуживанию.

Первоначальный ввод в эксплуатацию

Ввод в эксплуатацию и дополнительные настройки выполняются после проверки правильности установки и подключения (монтажа) привода, контактов, изоляции кабеля и т.д. Перед началом пробного запуска необходимо выполнить следующие действия

Запуск осуществляется без каких-либо команд на панели управления;
Перед нажатием кнопки ПУСК убедитесь, что охладители, установленные в шкафу преобразователя частоты шкаф с преобразователем частоты двигателя (+ установленные в нем вентиляторы) запускается и загораются индикаторы на дисплее (устройство должно показать, что оно находится в состоянии OFF/OFF);
для восстановления заводских настроек (рекомендуется в руководстве) введите соответствующую команду и выполните перезагрузку (RESET), при необходимости (указано производителем) перезагрузите всю систему;
Если преобразователь частоты не определил автоматически характеристики электродвигателя, необходимо их задать (двигатель, фильтры, вспомогательные устройства привода, скорость, параметры управления).

Пробный пуск привода осуществляется вручную. После настройки и включения проверяется направление движения вала электродвигателя, работа в заданном диапазоне скоростей. Если какие-либо настройки неверны, они исправляются.

Окончательная настройка производится специалистом по автоматизации с панели управления или на самом преобразователе частоты. После этого можно приступать к тестированию и окончательной настройке (сбор эксплуатационных данных).

На каждом этапе подключение преобразователя частоты Важно строго следовать инструкциям, прилагаемым к преобразователю частоты. Все работы по установке привода должны выполняться квалифицированным специалистом, который знает, насколько опасно и вредно для бюджета компании, приобретающей устройство (читай: категорически невозможно) вносить изменения в схемы или электротехническое программное обеспечение.

Читайте далее: